PAVIMENTO RIGIDO

1.1. GENERALIDADES DE LOS PAVIMENTOS

Los factores que afectan el desempeño prolongado de un pavimento para aeropuertos pueden dividirse en las siguientes categorías generales:

a) Diseño adecuado de la estructura del pavimento.

b) Uso de materiales de calidad.

c) Uso de procedimientos constructivos apropiados.

d) Mantenimiento y reparaciones oportunos.

El transporte aéreo es una de las industrias clave para Bolivia. Existe un alto costo de los cierres por mantenimiento y rehabilitación de pavimentos en los aeropuertos, tiene un impacto significativo en las economías locales y regionales, además de las innecesarias demoras para los viajeros. Para que los pavimentos de aeropuertos otorguen buenos resultados, es fundamental que estén diseñados y construidos con un alto grado de calidad. Un pavimento de concreto bien diseñado y construido resistirá las cargas anticipadas de aviones en las condiciones climáticas propias del lugar durante el período de tiempo deseado con actividades mínimas de mantenimiento y reparación.

Los buenos materiales y las buenas prácticas de construcción son vitales para producir pavimentos de concreto duraderos y de alta calidad para aeródromos.

1.1.1. TIPOS DE PAVIMENTO

Los pavimentos se dividen en flexibles y rígidos. El comportamiento de los mismos al aplicarles cargas es muy diferente, tal como puede verse en la figura 1.1.

Figura 1.1 TIPOS DE PAVIMENTOS

En un pavimento rígido, debido a la consistencia de la superficie de rodadura, se produce una buena distribución de las cargas, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante.

Lo contrario sucede en un pavimento flexible, la superficie de rodadura al tener menos rigidez, se deforma más y se producen mayores tensiones en la subrasante.

1.1.2. ELEMENTOS DEL PAQUETE ESTRUCTURALDE PAVIMENTOS

Tradicionalmente se distinguen cuatro zonas dentro del pavimento, en función del cometido que desempeñan. Cada una de estas zonas puede estar compuesta por una o más capas:

Figura 1.2CAPAS GENÉRICAS DE UN PAVIMENTO

(a) La capa de rodadura:

Es la parte superior del pavimento, encargada de resistir directamente las solicitaciones originadas por el tráfico. Además, actúa como medio de contacto con el vehículo, por lo que es el responsable de las características superficiales del pavimento. Estructuralmente, absorbe los esfuerzos horizontales y parte de los verticales.

(b) Capas de base y sub-base:

Situada justo debajo de la capa de rodadura, tiene una función eminentemente resistente, amortiguando gran parte de las cargas verticales. Pueden estar formadas por gravas naturales o artificiales, o por materiales granulares tratados con algún tipo de conglomerante.

(c) Capas especiales:

Se emplean en circunstancias especiales, como en terrenos heladizos (capa anti-hielo) o en suelos de mala calidad (capa anticontaminante).

(d) Capa subrasante o explanada mejorada:

Es la capa más superficial de la obra de tierra que soporta el pavimento, estando convenientemente preparada para su recepción.

1.2. PAVIMENTO RÍGIDO

Los pavimentos de concreto se han utilizado para las carreteras, aeropuertos, calles, caminos locales, estacionamientos, instalaciones industriales, y otros tipos de infraestructura. Cuando están diseñados correctamente y construidos sin contar con materiales durables, los pavimentos de concreto pueden permanecer muchas décadas de servicio con poco o nada de mantenimiento.

Figura 1.3 COMPONENTES DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO

“El concreto tiene generalmente una inversión inicial más alto que el asfalto pero estos tienen una inversión total más grande a lo largo de su vida útil, es debido a que el concreto tiene egresos de mantenimiento más bajos”. En algunos casos, sin embargo, los errores en el diseño, construcción o los materiales mal seleccionados han reducido considerablemente la vida útil del pavimento. Es por lo tanto importante que los ingenieros entiendan la selección de los materiales, mezcla que proporcionada, diseño y detalle, drenaje, las técnicas de la construcción, y funcionamiento del pavimento. Es también importante entender los procedimientos de diseño de uso general subyacentes del marco teórico, y saber los límites de aplicabilidad de los procedimientos.

1.2.1. MATERIALES

1.2.1.1. FUENTES

Los materiales deben proporcionarse únicamente por fuentes de suministro aprobadas, antes de iniciar los transportes, y emplearse sólo si los materiales cumplen con los requisitos de las especificaciones correspondientes. Las bases para aprobar dichas fuentes de suministro deben ser la capacidad para producir materiales de la calidad y en las cantidades requeridas. Los materiales incluidos en el concreto, que en general se utilizan en la construcción de pavimentos, son los agregados, gruesos, agregados finos, agua, cemento y uno o más aditivos.

Los agregados deben ser guiados por la norma ASTM C33

1.2.1.2. AGREGADOS GRUESOS

Los agregados deben cumplir con ciertos requisitos de calidad. Se deben estipular los límites deseados de granulometría para el proyecto, junto con las variaciones permisibles dentro de los límites de las especificaciones. Los agregados deben manejarse y almacenarse de manera que se reduzca al mínimo la segregación, degradación, o mezcla de tipos y tamaños diferentes. Deben tener un contenido de humedad razonablemente uniforme en el momento de ponerlos en la mezcladora. Los agregados gruesos que se utilizan con más frecuencia en el concreto son la piedra triturada y la grava. También pueden emplearse otros materiales inertes o la combinación de unos con otros. Los requerimientos específicos en relación con los agregados gruesos, se pueden dividir en cinco grupos: sustancias nocivas, porcentaje de desgaste, solidez, peso específico y granulometría.

1.2.1.3. AGREGADOS FINOS

La arena es el agregado fino que, por lo general, tiene mayor utilización en el concreto y está compuesta por granos fuertes y durables. La limpieza de la arena que se desea utilizar, se puede controlar estableciendo requerimientos relativos a las cantidades máximas de varias clases de sustancias nocivas que pueden estar presentes. Se le da un énfasis particular el porcentaje máximo de “Limo” (pasa malla Nº.200) puede estar contenido en el agregado fino.

1.2.1.4. AGUA

El agua que se usa en la mezcla o curado del concreto debe ser agua limpia, sin cantidades perjudiciales de aceite, sales, materiales vegetales o de cualquier otra sustancia que sea dañina para el producto terminado. El agua proveniente de fuentes naturales, debe extraerse excluyendo sedimentos, lodos, zacates y otras materias extrañas. El agua potable sólo debe utilizarse si produce cubos de mortero con resistencias de 7 y de 8 días, iguales a las de muestras similares hechas con agua destilada.

1.2.1.5. CEMENTO

Debe especificarse el tipo o tipos de cementos que vayan a emplearse y deben cumplir con los requisitos de las especificaciones aplicables. Todo el cemento utilizado en un proyecto determinado debe provenir de la misma fuente de suministro, a no ser que las especificaciones permitan otra cosa. Los cementos se fabrican según la norma ASTM C150

1.2.1.6. ADITIVOS

Los aditivos pueden usarse para modificar las propiedades del concreto de manera que éste sea más adecuado para determinado fin. Su empleo para obtener características deseadas, debe basarse en evaluaciones apropiadas de sus efectos sobre combinaciones específicas de materiales y en consideraciones económicas.

Algunos aditivos pueden mejorar la manipulación y permitir un colocado más fácil. Otros pueden acelerar el fraguado, permitiendo un acabado más temprano, el retiro de cimbras y una apertura de los carriles al tránsito, así como reducir el tiempo necesario de protección contra la congelación en clima frío. Otros pueden retardar el fraguado del concreto cuando no se desea un fraguado rápido. Muchos retardantes aceleran la obtención de resistencia una vez logrado el fraguado inicial.

1.2.1.7. BARRAS PASAJUNTAS

Deben ser usadas en todas las rutas que llevan un volumen alto de camiones pesados. El propósito de las barras es el de transferir cargas a través de la junta, sin restringir movimientos producidos por la contracción y expansión (alabeo) del hormigón. Estas varillas pueden ser corrugadas o lisas, transfieren la carga de una losa a la siguiente, mantienen dos losas unidas de manera que la junta no se abra y previniendo el escalonamiento y el bombeo.

1.2.2. GENERALIDADES EN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO

Las condiciones de las losas de pavimento de concreto están gobernadas por las propiedades del concreto empleado, así como de las capas de apoyo. Los pavimentos de concreto varían de longitud según la hora del día, las estaciones y las variaciones del tiempo. Además, la variación de la temperatura diaria y de las estaciones, y la diferencia de humedad entre las partes superior e inferior de las losas, introducen una tendencia a curvarse (alabeo).

Las consideraciones de diseño son vitales para un desempeño satisfactorio y una larga vida de un pavimento de concreto son: apoyo razonablemente uniforme para el pavimento; la eliminación del bombeo mediante el uso de una capa base delgada, con o sin tratamiento; juntas de diseño adecuado y un espesor que deberá soportar los esfuerzos provocados por la carga, dentro de límites de seguridad.

La resistencia a la flexión es uno de los factores importantes en el diseño del espesor del pavimento. Otro factor de importancia es

...