PAVIMENTOS RÍGIDOS

1. PAVIMENTOS RÍGIDOS Se refiere al diseño y construcción de un pavimento de concreto con cemento Portland. Material y Dimensiones de los moldes. Se usarán preferiblemente moldes metálicos y tendrán una profundidad igual al espesor de las losas de concreto.

2. PAVIMENTOS RÍGIDOS Retiro de los Moldes. Los moldes permanecerán en su lugar por lo menos hasta doce (12) horas después de colocado el concreto. Se utilizará vibrador para lograr una compactación completa en toda el área y con especial cuidado, contra las caras de los moldes.

3. PAVIMENTOS RÍGIDOS Curado y Protección del Concreto. Curado por Agua. El curado se hará cubriendo toda la superficie con bolsas húmedas, lonas u otro material de gran absorción. El material se mantendrá húmedo por el sistema de tuberías perforadas, de regadoras mecánicas u otro método apropiado.

4. PAVIMENTOS RÍGIDOS Curado por Compuestos Sellantes. El compuesto sellante deberá formar una membrana que retenga el agua del concreto y se aplicará a pistola o con brocha inmediatamente después que la superficie esté saturada de agua. La humedad del concreto debe permanecer intacta por lo menos durante los siete días posteriores a su colocación.

5. PAVIMENTOS RÍGIDOS • Protección del Pavimento-Acabado-Apertura al Tránsito. • Ordinariamente no se permitirá el tránsito por el pavimento recién construido hasta los siete (7) días posteriores a la colocación del concreto y este período podrá aumentarse si los ensayos a la flexión indican que es prudente hacerlo.

6. PAVIMENTOS RÍGIDOS Las vigas para ensayo a la flexión serán curadas en el sitio. Su módulo de rotura deberá ser mínimo de 35 Kg/cm2. Ejecución de las Juntas: Las juntas longitudinales y transversales serán construidas siguiendo una línea recta precisa, con sus caras perpendiculares a la superficie del pavimento.

7. PAVIMENTOS RÍGIDOS Ejecución de las Juntas

8. PAVIMENTOS RÍGIDOS Cuando se necesiten ranuras, estas serán cuidadosamente conformadas con plantillas.

9. PAVIMENTOS RÍGIDOS Sellado de las Juntas. Antes de dar al servicio, se procederá a sellar todas las juntas con material sellante. Podrá usarse asfalto sólido de penetración 60-70 o 80-100 mezclado con polvo de arena que pase de malla No. 100, aplicado en caliente.

10. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Modelos de deterioro: Los deterioros que usualmente se consideran como esenciales, sin ser los únicos, son el agrietamiento por fatiga, el escalonamiento entre losas y los desprendimientos de bloque.

11. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto El agrietamiento por fatiga, inicia a partir del fondo de la losa o bien desde la superficie. El inicio del agrietamiento se debe al desarrollo de esfuerzos críticos de tensión en la losa de concreto en ciertas ubicaciones dentro del pavimento.

12. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Tipos de agrietamiento por fatiga considerados en pavimentos de concreto. Agrietamiento iniciando desde abajo

13. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Agrietamiento iniciando en superficie

14. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Otro tipo de deterioro: Escalonamiento entre juntas transversales: Es factible de asociar a una falta de transferencia de carga entre dos losas consecutivas, ya sea por escasez o ausencia de pasajuntas, o bien por una capacidad de apoyo deficiente del material de base.

15. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Desde un punto de vista estructural, este tipo de deterioro se asocia a las deflexiones máximas que se pueden observar en las esquinas de las losas.

16. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Sin pasajuntas. Con pasajuntas Respuestas estructurales asociadas al escalonamiento entre losas

17. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Es usual explicar el escalonamiento a partir del fenómeno de bombeo, que se presenta cuando el material de base es erosionable, está saturado y la intensidad del tránsito vehicular es muy alta.

18. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Fenómeno de bombeo en pavimentos de concreto.

19. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Para el caso de pavimentos de concreto continuamente reforzados, un deterioro especial es el denominado desprendimiento de bloque, que se ilustra en la figura siguiente en conjunto con los puntos críticos en donde se calculan los esfuerzos, y deformaciones de tensión.

20. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Puntos críticos en el cálculo de esfuerzos y deformaciones de tensión para el deterioro denominado desprendimiento de bloque.

21. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Existen, sin embargo, agrietamientos que se pueden generar por el alabeo de la losa de concreto por cambios de temperatura, o cambios de humedad , y que conviene tenerlos en cuenta.

22. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Modelos de regularidad superficial: En esta metodología, el aspecto último a cumplir es el nivel de funcionalidad del pavimento, medido en término del, IRI, (ASTM E1926). Los deterioros mencionados se traducen en afectaciones a los valores de IRI en la superficie del pavimento.

23. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Forma típica de evolución del IRI en un pavimento.

24. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Se considera que el IRI aumenta a partir de IRIo, y se va incrementando debido los deterioros superficiales Dj; reducciones por actividades de mantenimiento Mj y también a una serie de factores relacionados con el sitio FS, como pueden ser la presencia de depósitos de suelos expansivos, o susceptibles a las heladas;

25. Análisis mecanicista de pavimentos deconcreto Casos particulares. En donde FS es la variable relacionada con los factores de sitio que se puede relacionar con la edad de pavimento, algún Indice de Congelamiento IC y el porcentaje de arcilla, o partículas de suelo menores a 0.075 mm.

26. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. El acero de refuerzo en los pavimentos de concreto prácticamente no incrementa su capacidad portante, debido a que el pavimento se apoya en toda la superficie de la sub-base y por lo tanto no existen las deformaciones que harían que el acero de refuerzo trabajara para dar una contribución significativa.

27. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. No es recomendable la utilización de acero de refuerzo en pavimentos de concreto hidráulicos.

28. Determinación del espesor del pavimento.

29. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Las variables que intervienen en el diseño de los pavimentos constituyen la base del diseño del pavimento por lo que es importante conocer las consideraciones más importantes que tienen que ver con cada una de ellas para así poder realizar diseños confiables y óptimos al mismo tiempo.

30. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a realizar tanteos, con el espesor supuesto calcular los Ejes Equivalentes y evaluar todos los factores adicionales de diseño, si se cumple el equilibrio en la ecuación el espesor supuesto es resultado del problema, en otro caso se deberán seguir haciendo tanteos.

31. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Variables de diseño de Pavimentos Rígidos: - Espesor - Serviciabilidad - Tráfico - Transferencia de Carga - Propiedades del Concreto - Resistencia de la Subrasante - Drenaje - Confiabilidad

32. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Espesor: Es la variable que se pretende determinar, el resultado del espesor se ve afectado por todas las demás variables que intervienen en los cálculos. Es importante especificar lo que se diseña, ya que a partir de espesores regulares una pequeña variación en el espesor puede significar una variación importante en la vida útil.

33. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Serviciabilidad: El procedimiento de Diseño AASHTO predice el porcentaje de pérdida de serviciabilidad (ΔPSI) para varios niveles de tráfico y cargas de ejes. Entre mayor sea el ΔPSI, mayor será la capacidad de carga del pavimento antes de fallar.

34. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Serviciabilidad.

35. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO La serviciabilidadse define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de tráfico (autos, buses y camiones) que circulan en la vía, se mide en una escala del 0 al 5 en donde 0 (cero) significa una calificación para pavimento intransitable y 5 (cinco) para un pavimento excelente.

36. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO La serviciabilidad es una medida subjetiva de la calificación del pavimento, sin embargo la tendencia es poder definirla con parámetros medibles como los son: el índice de perfil, índice de rugosidad internacional, coeficiente de fricción, distancias de frenado, visibilidad, etc.

37. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Serviciabilidad.

38. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Serviciabilidad Inicial (Po). – Es la condición que tiene un pavimento inmediatamente después de la construcción del mismo. Los valores recomendados por AASHTO para este parámetro son: - Para pavimento de Concreto = 4.5 - Para pavimento de Asfalto = 4.2 Usando buenas técnicas de construcción, el pavimento de concreto puede tener una serviciabilidadPo = 4.7 ó 4.8

39. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Mientras mejor se construya inicialmente un pavimento, o bien, mientras mejor índice de serviciabilidad inicial tenga mayor será su vida útil, esto es debido a que las curvas de deterioro se comportan de manera paralela o con el mismo gradiente para unas condiciones determinadas, como se muestra a continuación:

40. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Mejor índice de serviciabilidad inicial mayor será su vida útil.

41. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Serviciabilidad Final (Pt). - Tiene que ver con la calificación que esperamos tenga el pavimento al final de su vida útil. Los valores recomendados de Serviciabilidad Final Pt son: - Para Autopistas 2.5 - Para Carreteras 2.0 - Para Zonas Industriales 1.8 - Pavimentos Urbanos Principales 1.8 - Pavimentos Urbanos Secundarios 1.5

42. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO Tráfico: Es una de las variables más significativas del diseño de pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al momento de estimarse. Se debe contar con la información más precisa posible del tráfico para el diseño, si no podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de sobre diseño.

43. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO La metodología AASHTO considera la vida útil de un pavimento relacionada con el número de repeticiones de carga que podrá soportar el pavimento antes de llegar a las condiciones de servicio final predeterminadas para el camino.

44. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. El método AASHTO utiliza en su formulación el número de repeticiones esperadas de carga de Ejes Equivalentes, es decir, que antes de entrar a las fórmulas de diseño, debemos transformar los Ejes de Pesos Normales de los vehículos, en Ejes Sencillos Equivalentes de 18000lb (8.2 Ton) también conocidos como ESAL’s.

45. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Lo conducente es realizar los cálculos para el carril de diseño, seleccionado para estos fines por ser el que mejor representa las condiciones críticas de servicio de la calle o camino. Existen algunos factores que ayudan a determinar con precisión el tráfico que circulará por el carril de diseño.

46. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Los pavimentos de concreto el AASHTO los diseña por fatiga. La fatiga es el número de repeticiones ó ciclos de carga y descarga que actúan sobre un elemento. Al establecer una vida útil de diseño, lo que se está haciendo es tratar de estimar, en un período de tiempo, el número de repeticiones de carga a las que estará sometido el pavimento.

47. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. La vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento rígido es de 20 años, es común realizar diseños para 30, 40, 50 ó más años. Se deberá contemplar el crecimiento del tráfico durante su vida útil, que depende en gran medida del desarrollo económico - social de la zona en cuestión. Del mejoramiento de las características del pavimento se puede generar tráfico atraído e igualmente se debe considerar la capacidad de tráfico de la vía.

48. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Tvu = Tpa x FCT Tvu = Tráfico en la vida útil Tpa = Tráfico durante el primer año FCT = Factor de crecimiento del tráfico, que depende de la Tasa de Crecimiento Anual y de la Vida Util.

49. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Tasa de Crecimiento Anual: Depende de muchos factores, tales como el desarrollo económico - social, la capacidad de la vía, etc. Es normal que el tráfico vehicular vaya aumentando con el paso del tiempo, hasta que llega a un punto tal de saturación en el que el tráfico se mantiene prácticamente sin crecer.

50. Diseño mecanicista de pavimentos de hormigón método AASHTO. Es conveniente prever este crecimiento del tráfico, tomando en consideración una tasa de crecimiento anual con la que se calcula un factor de crecimiento del tráfico. La tasa de crecimiento pudiera variar de acuerdo a los tipos de vehículos, pueden crecer más unos tipos que otros.