Uso Del Concreto Hidráulico En Carretera

Instituto Tecnológico de Nogales

Uso del concreto hidráulico en carreteras

Autores:

• Acosta Acosta Melissa

• Cabuto Garcia Adrian

• Fuentes Morales Itzel Paola

• Gallego Guerrero Francisco Arturo

• Rojas Domínguez María de los Ángeles

Asesor:

Dra. Adriana Guadalupe Gutiérrez Verduzco

H. Nogales, Sonora, México

Noviembre 2014 

DEDICATORIAS

En el presente trabajo queremos hacer un humilde reconocimiento y sobre todo dedicarles este proyecto a todas aquellas personas que han contribuido a lo largo de nuestra formación profesional a lo largo de la vida, pues no sería igual sin sus enseñanzas y atenciones, tanto en los salones de clase como fuera de ellos; desvelos, paciencia, perdón, amor y el apoyo incondicional frente a dificultades.

A Dios principalmente, fuente de todo bien, por permitirnos el suficiente entendimiento para llegar a este punto de la vida, por concedernos salud para disfrutar estos momentos y conciencia para lo bueno que hemos recibido, pues sin ello, no podríamos darnos esta oportunidad de reconocer su presencia a través de nuestros seres que tanto admiramos.

Se lo dedicamos a nuestros familiares por su aprecio y apoyo en tiempos difíciles, pues cuyo afecto resulta invaluable.

A nuestros amigos que nos inspiran un gran afecto, que sin importar el tiempo que nos conocemos, la amistad que ha surgido se ha fortalecido.

Se lo dedicamos a todos aquellos a quienes hemos conocido, a quienes apreciamos y admiramos, de quienes hemos recibido grandes lecciones. Por eso, no seriamos mejor de lo que somos sin ellos.

AGRADECIMIENTOS

Nosotros agradecemos a:

Principalmente a Dios por darnos la sabiduría y el conocimiento para poder llevar a cabo esta investigación.

A nuestros padres, por el apoyo que nos dieron durante la investigación y la confianza que depositaron en nosotros.

A nuestros hermanos, que nos aconsejan en seguir adelante y estar ahí para levantarnos en cualquier situación y que siempre nos apoyan.

Y sin olvida a nuestra profesora Adriana Guadalupe Gutiérrez por darnos la oportunidad de investigar y hacer un proyecto sobre algún tema específico de nuestra carrera, que sin duda nos ayudaran en un futuro. Y sin olvidar mencionar su apoyo para hacer un buen trabajo, brindándonos las herramientas necesarias a lo largo de este semestre para llevar a cabo este proyecto.

A quienes nos dieron ánimos para llevar a cabo este proyecto e investigación, como a nuestros maestros, ayudándonos con dudas y preguntas que hemos tenido.

A todos muchas gracias, pues no hay palabras exactas que sean suficientes para expresar lo que el alma desea, simplemente queremos decir aquello que por su significado extenso y sin límites es: GRACIAS sinceramente.

RESUMEN

El presente proyecto consiste en dar a ver una solución acerca de los problemas que existen en las carreteras de México por el uso del concreto asfaltico en el cual nosotros damos la solución usando el concreto hidráulico, como dar a ver los beneficios que tiene el uso de este en las carreteras, como de que está compuesto y que lo hace una mejor opción para nuestro país. Nuestros resultados se basaron en buscar los distintos tipos de concretos con sus ventajas y desventajas, después comparándolos llegamos a esta solución. A lo largo de la investigación se encuentra cuales serian las consecuencias que podría llevar el uso del concreto hidráulico tanto a la calidad de vida como en el medio ambiente. Uno de los principales hallazgos es la durabilidad que puede llegar a tener el concreto hidráulico al aumentar 2.5 % de espesor, además de que llega a ganar hasta un 10 % adicional de resistencia después del primer mes. El uso del concreto hidráulico lleva una notoria ventaja sobre el concreto asfaltico, ya que debido a la capacidad y calidad de materiales que se emplean entre uno y otro, hacen que el concreto hidráulico sea mucho más factible emplear por su diferencia en la capacidad de carga y por el menor mantenimiento que recibe, además de que este cuida mas a nuestro medio ambiente y sin olvidar mencionar que la durabilidad que este tiene es de 25 años o más, que es casi el doble que tiene en comparación con el pavimento flexible-asfáltico- el cual tiene una durabilidad de 12.5 años.

ABSTRACT

The actual project consist in give a solution about the problems that exist in Mexico’s highways for the use of asphalt concrete in which we gave the answer using the hydraulic concrete, as showing the benefits that had the use of this in the highways, how is compound and what make it a better option to our country. Our results were based in search for all the different concrete types with their odds and disadvantages, after comparing them, we came to this solution. Throughout research it finds what would be the consequences that could bring the use of the hydraulic concrete such in the life quality as in the environment. One of the main discoveries is the durability that can get the hydraulic concrete by adding a 2.5 % of thickness, besides that can earn up to an additional 10 % of resistance after the first month. The use of hydraulic concrete have a notorious advantage over the asphaltic concrete, since due the capacity and quality of materials that employ between one and other, make the hydraulic concrete more feasible to employ by their difference in the charge capacity and by the less maintenance that receives, besides this one take more care of our environment and without forgetting mentioning the durability that this one have is about 25 years or more, that is nearly the double that have in comparison with the flexible pavement –asphalt- which have a durability of 12.5 years.

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………...……………………………………………………………….9

CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA….……………………………………...………………11

I.1.-Definicion Del Problema………………………………………………………………….12

I.2.-Antecedentes……………………………………………………………………………...13

I.3.-Justificación………………………………………………………………………………..14

I.4.-Contextualizacion…………………………………………………………………………15

I.5.-Objetivos…………………………………………………………………………………...16

CAPITULO II

HIPÓTESIS

II.1.-Hipótesis Del Trabajo…………………………………………………………………….18

II.2.-Pregunta De Investigación

II.1. ¿Cómo afectaría el uso del concreto hidráulico a México?..........................19

II.3.-Variables: Dependientes E Independientes

II.3.1. Consecuencias si se cambiara el concreto asfaltico por concreto hidráulico………………………………………………………………………….........20

II.3.2. Consecuencias a la calidad de vida………………………………………….23

II.3.3. Consecuencias al medio ambiente…………………………………………..24

CAPITULO III

MARCO TEÓRICO

III.1.-Marco Conceptual

III.1.1. ¿Qué es un pavimento?.............................................................................6

III.1.2. Tipos de pavimentos y su clasificación

III.1.2.1. Tipos de pavimentos…………..……………………………………28

III.1.2.2. Pavimentos flexibles y rígidos………………..……………………29

III.1.2.3. Beneficios y contras de distintos tipos de concreto……………..32

III.1.3. Tipos de pavimentos de concreto hidráulico ...…………………………….35

III.1.3.1. Características del concreto hidráulico.......………………………39

III.1.3.2. Propiedades y beneficios del concreto hidráulico……...………..41

III.2.- Investigaciones Previas sobre los distintos tipos de concreto

III.2.1. Concreto contra Asfalto……………………………………………………….44

III.2.1. Si hablamos de Reparaciones....……..…………..………………...……….48

III.2.3. Caminos de México……………………………………………………………49

III.3.- Teorías a favor sobre el uso del concreto hidráulico…………………………..…...51

III.4.-Teorías en contra sobre el uso del concreto hidráulico…………...…………..…….52

CAPITULO IV

CONCLUSIÓN

IV.1. Conclusión………………………………………………………………………………..55

CAPITULO V

BIBLIOGRAFÍA

V.1.-Bibliografía………………………………………………………………………………..57

V.2.-Glosario……………………………………………………………………………………58

INTRODUCCIÓN

El deterioro de los pavimentos de concreto construidos en nuestro país durante los últimos años es el punto de partida en el siguiente estudio que su objetivo es contribuir a la solución de un problema tan importante de la infraestructura vial.

Durante los últimos años, la red de carreteras del país se ha ido modernizando. Como consecuencia de ello, se utilizan cada vez los pavimentos de concreto (simple, rehabilitado o reforzado con pasa juntas. Sin embargo, las especificaciones de diseño y construcción que se aplican no contemplan, por lo general, la acción del ambiente sobre los pavimentos, ni consideran los tipos del suelo que existen en la Republica y que podrían, en ambos casos, afectar su durabilidad.

Según las lecturas y documentos investigados al respecto, la construcción de vialidades con concreto hidráulico es una solución probada en el mundo. Se trata de una opción rentable que, además de aportar mayor seguridad para los conductores por ser antiderrapante, brinda la oportunidad de contar con carreteras con ciclos de vida entre 20 y 40 años, económicas a largo plazo por sus bajos costos de mantenimiento y por el ahorro de combustible de hasta un 20%.

Por lo tanto, en las lecturas e investigaciones antes analizadas, han concluido que el uso del concreto hidráulico en carreteras es la mejor opción respecto a durabilidad y costo de mantenimiento, Con este estudio documental, pretendemos analizar si realmente el uso del concreto hidráulico en carreteras es la mejor solución en la actualidad.

I.1 .- DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

En México el mayor medio de transporte más usado son los de vía terrestre, México tiene una gran cantidad de caminos carreteros, miles de kilómetros de carretera, lo curioso es que gran parte de este kilometraje está dañado, en malas condiciones, que el gobierno no tiene ni el tiempo ni los recursos, ya sean económicos como en mano de obra para mantenerlos a un nivel óptimo para la comodidad de los usuarios, la principal pregunta es: ¿Esto a que se debe? Muchos expertos en el tema tienen el convencimiento de que el problema de las carreteras de México y del mundo es que el material utilizado es el conocido pavimento asfaltico, el pavimento asfaltico es el pavimento más común en el país, es el que vemos en las calles y en lo principal de este tema, en las carreteras, el cual es de mayor uso en México, por el simple hecho de que el petróleo –el cual está hecho el concreto asfaltico- es uno de los principales recursos de nuestro país.

El uso del concreto asfáltico puede llevar a catástrofes en los cuales puede llevarse el deterioro del concreto asfaltico puede incluir piel de cocodrilo, baches, roderas, desconchones y hundimientos. En climas fríos el agua superficial puede congelarse en las grietas y en los huecos del asfalto, presionando el firme y rompiéndolo. En los climas cálidos la mezcla puede calentarse, fluyendo y generando huellas de neumáticos (roderas) y baches.

Hay dos grupos de factores que pueden destrozar el asfalto:

• Factores ambientales. Donde se incluye el calor, el frío, el agua y la radiación solar (incluyendo la ultravioleta) que degradan el material de forma mecánica o química.

• Daño producido por el tráfico. El daño producido por el peso y el paso de autobuses y camiones, que genera fatiga en el material.

También puede haber accidentes puntuales por vertido de agentes químicos (especialmente aceites) o quemas encima del asfalto que lo alteran.

I.2.-ANTECEDENTES

Los orígenes del concreto se remonta a 2 siglos A. de C., en Roma, cuando utilizaron mezclas de caliza calcinada, tobas volcánicas y piedras, para construir algunas de las estructuras que hoy todavía subsisten, como el panteón o la iglesia de Santa María de los Mártires, cuya cúpula, de más de 44 metros de claro, es de concreto simple; esta cúpula también esta aligerada por medio de casetones.

En el siglo 7 de nuestra era, con la caída del imperio Romano se olvido su uso. En el siglo XVIII es redescubierto por los ingleses, cuando en 1756, John Smeaton lo utilizo para la reconstrucción del Faro de Adystone, en la costa sur de Inglaterra.

En 1817, Vicat, propuso por primera vez el procedimiento de fabricación del cemento, que en términos generales se sigue utilizando hoy en día. Sin embargo fue Joseph Aspdin, quien, en 1824. Obtuvo la patente para fabricarlo.

El prototipo del cemento moderno fue producido en 1845 por Isaac Johnson, quien por primera vez utilizo una temperatura suficientemente elevada, para formar clinker de la arcilla y la piedra caliza, utilizadas como materia prima.

En 1845, Lambot, comenzó a construir en el sur de Francia, objetos en que combinaba el concreto y el acero, naciendo así el concreto reforzado.

Solo en 1861, Francois Coignet en su libro publicado en Paris expresa por primera vez el papel que corresponde al concreto y al acero como partes del nuevo material.

Joseph Monier fue el primero en darse cuenta de la importancia industrial del concreto reforzado. Tomando sus ideas, se construyo en 1875, el primer puente de concreto reforzado cerca de Chazete en Francia, con un claro de 16.5 metros. Sin embargo, en este país no avanzo el concreto; la patente de Monier fue adquirida por la casa Wayss de Berlín, donde se impulso su desarrollo.

El concreto reforzado se debe fundamentalmente al francés Freyssinet, quien empezó fabricando postes para trasmisión de energía eléctrica, a principios de 1933.

La fabricación de piezas de concreto se inicio desde 1896. Hennebique, el difusor del concreto en todo el mundo, fabricaba en serie casetas de señales para los ferrocarriles franceses. En Pier Luigi Nervi, italiano, construyo un hangar, destruido durante la guerra, de 100 x 40 metros, con algunas partes colocadas en el lugar, pero la mayoría prefabricadas y unidas con juntas colocadas en el lugar. A estas unidades prefabricadas las denomino, ferro cemento.

I.3.-JUSTIFICACIÓN

El motivo de nuestra investigación, es el conocer la importancia del uso del concreto hidráulico en las carreteras. Consideramos importante este tema porque tiene muchas implicaciones en el aspecto ecológico y económico, entre otros.

El concreto hidráulico, a diferencia del asfalto, es un material que no contamina y que no se deriva del petróleo, por lo que no tiene un impacto negativo en el ambiente ecológico. Económicamente hablando podemos decir que al usar el concreto hidráulico en carreteras o autopistas, puede resultar más barato a mediano o largo plazo, puesto que tiene una vida útil promedio de entre 20 y 40 años, que se llega a ahorrar hasta un 20% de combustible y tiene bajos costos de mantenimiento.

Por ser México un país productor de petróleo, el asfalto es usado con mayor frecuencia para la construcción de carreteras, sin embargo, comparado con el concreto hidráulico, el primero resulta mucho más costoso, puesto su reparación implica el cierre de tramos de carreteras o vialidades cuyo reemplazo de la carpeta es cada 5 u 8 años en promedio, mientras que el concreto resiste de 15 a 20 años sin intervenciones mayores.

Por lo anteriormente expuesto, consideramos que de ahí nace y empieza la importancia de conocer de manera correcta este tema a través de la presente investigación documental.

I.4.-CONTEXTUALIZACIÓN

Mucho se ha dicho sobre la repercusión de el pavimento hidráulico tanto como a nivel local, estatal, nacional e incluso mundialmente, nosotros como personas que apoyan la modernización en el ámbito de la construcción, estamos de acuerdo de que, aunque sea difícil llegar a un nivel donde más del 70% de las calles están pavimentadas con este material, creemos que es posible. En nuestra opinión, deberíamos de explotar al máximo los beneficios de este material, que, aunque su costo es mayor que el pavimento normal, los beneficios a mediano o largo plazo viene saliendo mejor.

En países que son económicamente fuertes como: Alemania, Suecia, suiza, etc. El principal material de construcción es el mismo material que el pavimento hidráulico, suponemos que si esos países que, aunque no nos guste escucharlo, son mejores que el nuestro en muchos ámbitos, usan estos materiales es porque confían en ellos y si, son más caros pero, como ya dijimos, a mediano o largo plazo vendrá siendo mejor para la economía de este país.

I.5.-OBJETIVOS

1. Dar a conocer y poner en discusión el uso de concreto hidráulico en las carreteras del país, ya que como equipo estamos de acuerdo de que aunque la instalación del mismo viene siendo más caro, los beneficios se verían más a largo plazo, ya que este concreto no necesita tanto mantenimiento como el asfaltico y vendría siendo un beneficio para la economía. Además de que este tipo de pavimento es más duradero en condiciones atmosféricas diferentes y México siendo un país que tiene la mayoría de los climas, vendría siendo un aspirante a colocar este tipo de pavimento en la mayoría de las carreteras.

2. Conocer el uso y la importancia que tiene el concreto hidráulico en las carreteras.

3. Determinar los beneficios que brinda el concreto hidráulico al medio ambiente.

4. Conocer las ventajas que tiene el concreto hidráulico sobre el asfalto.

5. Describir las propiedades del concreto hidráulico al usarse en carreteras.

6. Mencionar las diferentes carreteras en México donde se utilizo el concreto hidráulico.

II.2.-HIPÓTESIS DEL TRABAJO

Al implementar concreto hidráulico en carreteras se podrían reducir los costos destinados a las vías terrestres a causa del poco mantenimiento que estas necesitan. Si comparamos los costos de mantenimiento y construcción del concreto hidráulico con el concreto asfaltico y el comportamiento de este tipo de suelo, entonces sería más efectiva, económica y duradera la utilización de este material. Si se usa el concreto hidráulico se evitarían los baches en las autopistas, entonces mejoraría el tránsito de vehículos. Sin olvidar mencionar que tiene un mejor comportamiento ayudando al medio ambiente por los componentes del que está compuesto.

II.2.-PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN

II.1. ¿CÓMO AFECTARÍA EL USO DEL CONCRETO HIDRÁULICO A MÉXICO?

El efecto que tendría sería de manera positiva, por el simple hecho de que, aunque al principio, sea costosa la instalación del mismo, se sabe que con el paso del tiempo, al darle menos mantenimiento que al asfalto común, vendría siendo aproximadamente el mismo gasto que se da, además, el concreto hidráulico es más duradero en cuestión de agua, entonces, en un país donde la diversidad de climas es mayor a muchos otros, necesitamos unas calles y/o carreteras que estén mas acondicionadas a la naturaleza y en la opinión basada en especialistas la mejor opción sería el concreto hidráulico.

Sin olvidar mencionar que en México al igual que en muchas partes en el mundo, en la época actual se caracteriza por el uso intenso de sustancias químicas, sea en las áreas agrícolas o en la actividad industrial, como puede ser la construcción de carreteras y por la preocupación de la población acerca de los efectos nocivos producidos por esos agentes químicos. Cuyos contaminantes que dañan al medio ambiente, sin dejar en el olvido que la instalación del concreto asfaltico es uno de los tantos causantes de daña a nuestro medio ya que es el más utilizado en calles y carreteras, sin dejar a la do que su obtención –petróleo- es uno de los grandes contaminantes. En cambio el concreto hidráulico no contaminan el suelo, gracias los materiales y procesos que se usan en este mismo.

II.3.-VARIABLES DEPENDIENTES E INDEPENDIENTES

II.3.1. CONSECUENCIAS SI SE CAMBIARA EL CONCRETO ASFALTICO POR EL CONCRETO HIDRAULICO

Vuelve nuevamente en estos días la discusión sobre el tipo de pavimento que es más adecuado para los proyectos de carreteras más importantes en nuestro país. Creemos conveniente ampliar sobre el origen de la diferencia de costos de estos materiales de construcción: concreto asfáltico y concreto de cemento hidráulico, así como destacar algunas ventajas de los pavimentos de concreto que no se mencionan a menudo y que son muy importantes desde el punto de vista energético y de sostenibilidad ambiental.

Concreto Asfaltico VS Concreto Hidráulico

El cemento asfáltico es el ligante que se usa para fabricar el concreto asfáltico, y el cemento hidráulico es el ligante que se utiliza en el concreto hidráulico. Ambos son una mezcla homogénea de un ligante (asfalto o cemento) con agregados triturados y arena.

El cemento asfáltico es un subproducto de la refinación del petróleo: es el residuo del petróleo refinado después de sacar de él las gasolinas, aceites livianos y pesados y los polímeros para la fabricación de los plásticos y otros. Son muy pocos los países del mundo que tienen petróleo. En el proceso de refinación se utiliza energía para someter al petróleo a temperatura y presión y así poder derivar los subproductos.

El cemento hidráulico es un producto fabricado mediante un proceso industrial a partir de la caliza y la arcilla, de amplia abundancia en prácticamente todos los países. De los 193 países en el mundo, 113 fabrican cemento hidráulico, con sus propias plantas y su propia materia prima.

En los primeros años, la energía utilizada para fabricar cemento era a base de hidrocarburos, como gaseo leo, bunker o diesel. Hoy día ha ido cambiando para ser menos dependiente del petróleo y librarse de la fluctuación de sus precios. Ya en 1995 el uso de hidrocarburos era a penas del 13% y en el 2005 se ha reducido a menos del 5%. También se utilizan carbón natural, coke y gas natural. Adicionalmente, la industria a nivel mundial, y Costa Rica no es la excepción, ha incrementado el uso de energía alternativa, esto es, el uso de materiales reciclados como fuente de energía, como papel y cartón, plásticos, aceite quemado, llantas de hule y otros, pasando de un 10% en 1995 al 13% en el 2005.

En un estudio publicado en febrero del 2005 por el “Centre d´information sur le cement et ses applications” de Francia, se comparan los impactos ambientales durante el ciclo de vida (construcción, mantenimiento y reconstrucción) de 1 km. de carretera de cuatro carriles, con pavimento de concreto hidráulico y de concreto asfáltico. De los resultados reportados en el estudio, destacan como los más significativos el consumo de energía primaria, que es de 21. 3 x 1012 julios para el concreto contra 53.6 x 1012 julios del asfáltico, dos veces y media más energía en el asfáltico que en el de concreto.

En el mismo estudio se compara el consumo de materia prima agotable, medida como cantidad de combustibles y materia prima utilizadas en el proyecto dividas entre las reservas mundiales correspondientes, que resultaron ser de 6.95 x 10-9 para el pavimento de concreto contra 48.5 x 10 -9 del pavimento asfáltico, esto es, casi siete veces más consumo de materia prima agotable en el asfáltico que en el de concreto.

Consecuencias por cambio de concreto asfaltico por concreto hidráulico

• Durabilidad

• Bajo costo de mantenimiento

• Seguridad

• Altos índices de servicio

• Mejor distribución de esfuerzos bajo las losas

1. Durabilidad

Para lograr esta durabilidad es importante considerar además de la resistencia adecuada del concreto ante las solicitaciones mecánicas todos los agentes externos de exposición a los que estará sujeto el pavimento para elaborar la mezcla apropiada y definir las recomendaciones para la colocación del concreto hidráulico. Se deben de realizar los proporcionamientos de mezcla adecuados, con ciertas relaciones agua / cemento, utilizando aditivos que permitan una reducción de agua en la mezcla y que den la trabajabilidad adecuada al concreto aun con revenimientos bajos como los utilizados en autopistas. Otro aspecto importante para lograr esta durabilidad tiene que ver con los materiales que forman la estructura de soporte, es importante conocer con detalle las características de los mismos y sus grados de compactación apoyados con los estudios de mecánica de suelos de la ruta. Es importante que el diseñador cuente con la suficiente información para poder estimar de forma precisa el volumen de tráfico y las cargas vehiculares que estarán transitando por el pavimento con el objeto de realizar un diseño estructural adecuado para las cubrir adecuadamente la durabilidad del proyecto por efectos de fatiga.

2. Bajo costo de mantenimiento.

Los pavimentos de concreto hidráulico se han caracterizado por requerir de un mínimo mantenimiento a lo largo de su vida útil. Esto es sin duda una de las ventajas mayores que ofrecen estas alternativas de pavimentación. La significativa reducción en los costos de mantenimiento de una vía permite que el concreto sea una opción muy económica. Esto normalmente se puede visualizar al realizar un análisis del costo ciclo de vida que puede ser comparado con algunas otras alternativas de pavimentación. El análisis del costo ciclo de vida es una herramienta que nos ayuda para soportar la toma de decisiones. El mantenimiento que requieren los pavimentos rígidos es mínimo, sin embargo es muy importante que el mismo se provea en tiempo y forma adecuados para garantizar las propiedades del pavimento.

3. Seguridad

El concreto hidráulico colocado bajo las especificaciones y con los equipos mencionados anteriormente permite lograr una superficie de rodamiento con alto grado de planicidad y dada su rigidez esta superficie permanece plana durante toda su vida útil, evitando la formación de roderas las cuales disminuyen el área de contacto entre llanta y pavimento produciendo el efecto de acuaplano en los días de lluvia. Otro fenómeno que se evita con la utilización del concreto hidráulico es la formación de severas deformaciones en las zonas de arranque y de frenado que hacen a los pavimentos ser más inseguros y maltratan fuertemente los vehículos. Por el color claro del pavimento de concreto hidráulico se tiene una mejor visibilidad en caso de transitar de noche o en la oscuridad de días nublados.

4. Altos índices de servicio.

Los pavimentos de concreto hidráulico permiten ser construidos con altos índices de servicio, como se menciona en el punto anterior se puede lograr un alto grado de planicidad o un índice de perfil muy bueno, adicionalmente siguiendo las recomendaciones de construcción adecuadas se puede proveer al pavimento de una superficie altamente antiderrapante. La utilización de pasa juntas permite mantener estos índices de servicio, evitando la presencia de escalonamientos en las losas sobretodo en tramos donde el tráfico es significativamente pesado.

5. Mejor distribución de esfuerzos bajo las losas

Dada la rigidez de la losa los esfuerzos que se transmiten a las capas inferiores del pavimento se distribuyen de una manera prácticamente uniforme, cosa contraria a lo que sucede con los pavimentos flexibles en donde las cargas vehiculares concentran un gran porcentaje de su esfuerzo exactamente debajo del punto de aplicación de la carga y que se van disminuyendo conforme se alejan de la misma. La distribución uniforme de las cargas permite que los esfuerzos máximos que se transmiten al cuerpo de soporte sean significativamente menores en magnitud, lo que permite una mejor condición y menor deterioro de los suelos de soporte.

II.3.2. CONSECUENCIAS A LA CALIDAD DE VIDA

Debido a que los pavimentos de concreto hidráulico soportan grandes aforos de vehículos, tienen una larga vida útil, mejoran la visibilidad, no se deforman y permite que los vehículos en curvas tengan un menor deslizamiento, son considerados como una solución sustentable para la urbanización.

Una de las principales ventajas es el costo de mantenimiento y la vida útil. Ambos están muy relacionados. Un pavimento de concreto hidráulico tiene una vida útil de 20 años.

Por si fuera poco el pavimento de concreto hidráulico al no deformarse ofrece una menor restricción al movimiento de los vehículos, por lo que pueden obtenerse ahorros en el consumo de combustible hasta en un 14 por ciento.

El especialista concluyó que incluso este material incrementa la calidad de vida de los usuarios porque mejora la imagen urbana, aumenta la plusvalía, tiene un bajo costo de mantenimiento y conservación de la imagen, logrando un equilibrio entre diseño urbano-vivienda.

• Deterioro mínimo durante su Vida útil

• Duración de 20 a 30 años

• Mantenimiento mínimo

• Deformación mínima de su superficie

• Índice de servicio alto durante su vida útil

• Mayor velocidad de construcción

• Disminución de Costos de Operación

• Mejor drenaje superficial

• Mayor reflexión de la luz

• Requiere menor estructura de soporte

II.3.3. CONSECUENCIAS AL MEDIO AMBIENTE

Lo primero que se aprende en un seminario sobre concreto hidráulico es que éste es sinónimo de durabilidad y que, por lo tanto, todo lo que con él se construye tiene una larga vida útil. Y también su efecto favorable al medio ambiente.

En México, debido a la supervisión que realizan el Instituto Nacional de Ecología y la Secretaría del Medio Ambiente a las fábricas de cemento, la cantidad y calidad del producto no impacta negativamente al ambiente. Además, la vigilancia estricta que mantienen el Instituto Nacional de Antropología y la Procuraduría Federal de Medio Ambiente a las constructoras, no permite que se alteren las preparaciones del concreto, lo cual determina el apego al diseño de construcción aprobado por el Instituto Nacional de Ecología,

III.1.-MARCO CONCEPTUAL

III.1.1. ¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?

Del latín pavimentum, el pavimento es la capa o base que constituye el suelo de una construcción o de una superficie no natural. El pavimento funciona como sustento de los seres vivos y de las cosas.

Un pavimento se puede definir como: estructura simple o compuesta que tiene una superficie regularmente alisada destinada a la circulación de personas, animales y/o vehículos.

Su estructura es una combinación de cimiento firme y revestimiento, colocada sobre un terreno de fundación resistente a las cargas, a los agentes climatológicos y a los efectos abrasivos del tránsito. Es importante tener en cuenta que el pavimento puede revestirse con diferentes materiales, como piedras o maderas.

Se cree que uno de los métodos más antiguos de pavimentación fue aquel que se conoce como calzada romana, creado para facilitar las comunicaciones y traslados dentro del Imperio. Esta calzada fue desarrollada en diversas etapas y algunos de sus trechos aún permanecen en buenas condiciones.

Las denominadas mezclas asfálticas y el concreto son los materiales más habituales para crear el pavimento urbano, ya que tienen un buen rendimiento de soporte y permiten el paso constante de vehículos sin sufrir grandes daños.

En los últimos años se ha promovido el desarrollo de pavimento que sea sostenible y que respete el medio ambiente. En este sentido cabe mencionar la creación de pavimento que combina el asfalto con el polvo de caucho que se obtiene a partir de neumáticos reciclados y la utilización del producto conocido como noxer, que tiene la capacidad de absorber la contaminación que producen los tubos de escape de los vehículos.

La importancia de construir pavimentos resistentes

Dado que un gran porcentaje de los accidentes automovilísticos que tienen lugar todos los días en las grandes ciudades están relacionados con el deterioro de las calles, resulta de gran importancia prolongar la vida de los pavimentos. Esto se logra estudiando potenciales cambios en sus diseños, de manera que el desgaste producido por los vehículos afecte tan sólo la capa superficial y no genere daños de tipo estructural. Es evidente que los beneficios de dichos avances repercutirían tanto en la seguridad vial como en la economía.

Por otro lado, en países con un alto grado de industrialización, cada año crece el número de vehículos pesados que recorren sus rutas sin piedad, lo que acelera exponencialmente el desgaste de las carreteras. Si no se busca una alternativa a la estructura actual, las interrupciones de tráfico para realizar tareas de mantenimiento y reconstrucción serán cada vez más frecuentes, lo que acarreará problemas tales como embotellamientos, contaminación acústica, mayor nivel de estrés y violencia.

Pero este problema va de la mano del exceso de automóviles en las ciudades, cuestión que algunos gobiernos intentan combatir promoviendo el uso del transporte público. Las razones más comunes para no utilizar el propio coche suelen estar relacionadas con las tarifas de los estacionamientos privados o de los tickets emitidos por las máquinas, y no por ansiar una vida más sana, con menos ruido y transitando calles libres de smog. Es todavía menos esperable que alguien se preocupe por la integridad del asfalto; este tema sólo resulta preocupante cuando amenaza con destruir nuestros vehículos.

Se pueden buscar soluciones coyunturales a dichas cuestiones, como revolucionar la composición del pavimento para conseguir una resistencia mucho mayor sin aumentar el espesor.

Material Resistente

Material inerte, resistente a los esfuerzos que se producen en la estructura, generalmente constituido por piedra o constitutivos de ella (piedra partida, arena o polvo de piedra).

Material Ligante

Material de liga, que relaciona entre sí a los elementos resistente proporcionándoles la necesaria extensión. Casi siempre es un constitutivo del suelo, como la arcilla o un aglutinante por reacción química, como la cal, o el cemento o en su defecto, un material bituminoso. Se le denomina material aglutinante.

III.1.2. TIPOS DE PAVIMENTOS Y SU CLASIFICACIÓN

III.1.2.1. TIPOS DE PAVIMENTOS

A. Pavimento Asfáltico (PA)

B. Pavimentos de Concreto Hidráulico (PCH)

C. Pavimentos Compuestos (Mixtos)

D. Pavimentos Adoquinados Intertrabados

E. Otros que van a depender del material, de sus características estructurales y el proceso de construcción (rodillados, líticos, de ladrillo, emponados, de planchas metálicas y mixtos)

III.1.2.2. PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RÍGIDOS

1. Pavimentos Flexibles.- Llamados así porque conceptualmente deben ser capaces de resistir un cierto nivel de deformación elástica sin romperse. La superficie de rodamiento es proporcionada por una mezcla asfáltica, la transmisión de esfuerzos generados por las cargas vehiculares se hace de acuerdo a las características mecánicas de los materiales con que se construyen las diferentes capas del pavimento. A su vez los pavimentos flexibles se subdividen en varios tipos siendo los principales:

a. Pavimentos Flexibles Convencionales.- Están formados por capas de diversos materiales cuya resistencia va disminuyendo conforme se incrementa la profundidad a la que están colocadas (figura 6)

Figura 6

b. Pavimentos Full Depht.- Son pavimentos que se estructuran colocando dos o más capas de mezcla asfáltica sobre la subrasante, disminuyendo los requisitos de resistencia de las mezclas conforme se alejan las capas de la superficie de rodamiento (Figura 7).

Figura 7

c. Pavimentos de Larga Duración.- Son similares a los full depht en el sentido de que todas las capas que componen la estructura del pavimento sobre la subrasante se conforman con mezclas asfálticas, sin embargo en el caso de los pavimentos de larga duración, cada una de las mezclas asfálticas se diseña para resistir los esfuerzos a los que es sometido de acuerdo a la posición que ocupa en la estructura del pavimento. El pavimento de larga duración se define como un pavimento asfáltico diseñado y construido para durar más tiempo que un pavimento convencional, sin necesidad de rehabilitación o reconstrucción estructural importante y sólo necesita la renovación periódica de la superficie en respuesta a los deterioros limitados a la parte superior del pavimento.

El Pavimento de Larga Duración se basa en el concepto de emplear mezclas asfálticas de distintas características, diseñadas de acuerdo a la función que tendrán dentro de la estructura del pavimento, de manera que la vida útil del pavimento sea superior a la de una estructura convencional con trabajos de conservación enfocados a restablecer las condiciones de la capa de rodadura, sin rehabilitación del resto de las capas que conforman la estructura. Los deterioros estructurales por deformaciones permanentes y/o agrietamiento por fatiga se consideran poco probables.

Los principios de diseño de los pavimentos de larga duración (PLD) consisten en proporcionar suficiente rigidez a las capas estructurales superiores del pavimento para disminuir el espesor total de la estructura y prevenir las deformaciones plásticas permanentes, además de dotar a la capa inferior de la estructura de una flexibilidad adecuada para evitar el agrietamiento por fatiga. Además de las capas estructurales se coloca una capa de rodadura que se considera de desgaste y que es la que puede requerir ser cubierta o sustituida durante la vida útil del pavimento (figura 8).

2. Pavimentos Rígidos.- Los pavimentos rígidos están formados principalmente por una losa de concreto hidráulico colocada sobre la subrasante, la cual tiene la doble función de proporcionar las características tanto estructurales como funcionales al pavimento. Dicha losa, dada su gran rigidez recibe las cargas ejercidas por los vehículos que circulan sobre la vía y las distribuye en un área mucho más grande por lo que los esfuerzos que transmite a las terracerías son de una magnitud muy reducida (figura 9).

Figura 9

Los pavimentos rígidos también se subdividen en varios tipos:

a. Pavimentos de Concreto Simple.- Se componen de losas de concreto simple con juntas longitudinales y transversales espaciadas de tal manera que la geometría de cada losa sea aproximadamente cuadrada, o hasta con una relación largo/ancho de 1/1.25. La transferencia de carga entre losas s puede hacer a través del interlocking entre losas o por medio de pasajuntas de acero.

b. Pavimentos de Concreto Reforzado con Juntas.- El refuerzo puede ser con varillas de acero corrugado o mediante malla electrosoldada, las juntas pueden espaciarse cada 8 a 15 metros, el acero impide la separación de la junta por contracción térmica una vez que esta se ha formado, reduciendo así los costos de conservación.

c. Pavimentos Continuos de Concreto Reforzado.- El refuerzo se diseña para que no sea necesaria la formación de juntas. En estos pavimentos la aparición de grietas transversales en intervalos cortos es característica, sin embargo estas grietas se mantienen unidas por medo del acero de refuerzo y no son motivo de preocupación mientras el espaciamiento sea uniforme.

d. Pavimentos de Concreto Pretensado o Postensado.- El presfuerzo permite una considerable reducción en los espesores de losa y en el número de juntas.

e. Pavimentos de Concreto Compactado con Rodillos.- Su regularidad superficial es deficiente por lo que son más empleados en caminos mineros, madereros, etc.

3. Pavimentos Compuestos.- Son una combinación de pavimentos rígidos y flexibles, algunos autores los nombran como semirrígidos o semiflexibles. En general pueden ser pavimentos rígidos con superficie de rodamiento asfáltica (blacktopping), pavimentos flexibles reforzados con losas de concreto hidráulico (whitetopping) o pavimentos con bases estabilizadas con ligante hidráulico con superficie de rodamiento asfáltica.

III.1.2.3.BENEFICIOS Y CONTRAS DE DISTINTOS TIPOS DE CONCRETOS

Pavimento Flexible

• Regularidad.- Con los nuevos equipos de transporte y tendido (figura 10) es posible lograr acabados muy tersos, mediante tiros continuos sin juntas de construcción más que al inicio y fin de cada jornada.

Figura 10

Sin embargo en la práctica mexicana todavía se aplica tecnología antigua, en la selección de materiales, en el diseño de las mezclas asfálticas como en los procesos constructivos lo que dificulta lograr buenos acabados, además estas mismas condiciones aunadas a deficiencias en el proyecto generan que algunos pavimentos flexibles presenten deformaciones plásticas prematuramente, afectando así las condiciones de durabilidad.

• Resistencia al Derrapamiento y Drenaje Superficial.- La resistencia al derrapamiento se da primordialmente por la textura de la capa de rodadura que permite proporcionar un buen coeficiente de fricción neumático pavimento y por un buen drenaje superficial que impida la formación de una lámina de agua sobre la superficie de rodamiento, evitando así el acuaplaneo. La textura a su vez tiene como componentes en lo que se refiere a la fricción a

o La macrotextura, que se define como la desviación que presenta su superficie en relación con una superficie plana de dimensiones características en sentido longitudinal comprendidas entre 0,5 y 50 mm, está regida principalmente por la granulometría de la capa de rodamiento.

o La microtextura, que se define como la desviación que presenta su superficie con respecto a una superficie plana de dimensiones características en sentido longitudinal inferiores a 0,5 mm, y es una característica intrínseca del agregado, es propiamente la textura superficial de las partículas de agregado y tiende a reducirse con el tiempo por la acción abrasiva de el tránsito vehicular y el clima, a esta disminución se le conoce como pulimento, y depende de la composición mineralógica de los agregados, por ejemplo, los agregados calcáreos son muy susceptibles a pulirse

Con una buena selección de materiales y la tecnología actual de diseño y construcción de pavimentos asfálticos se tienen ahora una gama de opciones que permiten obtener superficies de rodamiento con excelentes características de resistencia al derrapamiento, atendiendo tanto a la textura como al drenaje superficial. Las carpetas drenantes, las mezclas de granulometría discontinua, sistemas como SMA, CASAA, entre otros, y aún las mezclas densas han sido empleadas a nivel mundial con muy buenos resultados. También se tienen muy buenas opciones para los problemas de superficies deslizantes con base a tratamientos superficiales. Sin embargo en la práctica nacional persiste la costumbre de emplear agregados locales por razones de costo inicial, aunque no tengan características adecuadas, además que las nuevas tecnologías de diseño y construcción de mezclas aun no están lo suficientemente extendidas. Por ello es frecuente encontrar superficies con problemas de derrapamiento de origen, que se van agravando con el tiempo al aparecer el fenómeno de pulimento y/o roderas que impiden un drenaje adecuado incrementando así el riesgo de acuaplaneo.

• Capacidad Estructural.- En México tradicionalmente los pavimentos flexibles se han concebido para vidas de proyecto estimadas entre 10 y 15 años, sin embargo, errores en los proyectos, el empleo de materiales con calidad insuficiente, procesos de construcción obsoletos, control de calidad insuficiente, falta de control en los pesos vehiculares, entre otros factores han provocado que sea frecuente que los pavimentos no lleguen a la vida útil esperada. En otros lugares del mundo es común encontrar que los pavimentos flexibles se proyecten para durar entre 20 y 30 años, siendo común que se logre cumplir con estas expectativas.

Los avances en la tecnología de modificación de ligantes asfálticos, en la de diseño de mezclas y el uso de materiales pétreos de mejor calidad ha permitido que en la actualidad se logren mezclas asfálticas con resistencias muy superiores a las convencionales, con la tecnología actual es posible lograr mezclas con módulos dinámicos superiores a los 10,000MPa (más del triple de las que se obtienen con una convencional). Asimismo estos avances tecnológicos han permitido, con diseños diferentes a los de las mezclas de alto módulo, incrementar la resistencia al agrietamiento por fatiga.

La combinación de estos elementos ha permitido un enfoque más racional en el diseño de pavimentos flexibles, diseñando el pavimento con diversos tipos de mezclas asfálticas, cada una de ellas diseñada para resistir los esfuerzos más importantes a que se verá sometido conforme a la posición que ocupen en la estructura del pavimento. Como se mencionó anteriormente a esta metodología se le conoce como pavimentos de larga duración (figura 8) que en varios países se están implementando exitosamente, con vidas esperadas de 50 años, similares a las de los pavimentos rígidos. En México se están llevando a cabo los primeros trabajos con esta tecnología, sin embargo estos primeros intentos se han diseñado con vidas esperadas de 25 años, pero los resultados han sido alentadores, toda vez que en las mezclas de alto módulo se han obtenido módulos superiores a los 10,000MPa y las mezclas para las capas absorbedoras de tensión cumplieron con lo esperado.

• Reciclable.- La reutilización de mezclas asfálticas que han cumplido con su vida útil ha sido de uso común por un largo tiempo, los avances tecnológicos han permitido una amplia gama de opciones para el utilización de los materiales recuperados de los trabajos de rehabilitación de pavimentos flexibles, estos materiales pueden ser empleados, tanto en capas estructurales como en superficies de rodamiento, formando parte de mezclas en caliente, mezclas tibias, mezclas en frío, en capas de base estabilizada o como parte de una base granular.

• Mantenimiento.- Como cualquier obra de ingeniería civil los pavimentos flexibles requieren que las acciones de mantenimiento sean adecuadas y oportunas para que brinden un buen servicio durante la vida útil proyectada. Los equipos modernos de auscultación pueden proporcionar información abundante y precisa para observar las condiciones en que se encuentran, tanto en lo estructural como en lo funcional, así como la evolución de estas características. Los avances en la tecnología brindan una gama muy amplia de alternativas de mantenimiento, tanto con materiales de mejor calidad como en procedimientos más eficientes, adicionalmente los sistemas de gestión, alimentados con información adecuada pueden ser una herramienta muy valiosa para optimizar la aplicación de los recursos disponibles

III.1.3. TIPOS DE PCH (Pavimentos de Concreto Hidráulico)

El pavimento de concreto hidráulico u hormigón, es una mezcla homogénea de cemento, agua, arena, grava y en algunos casos de aditivos.

Es actualmente el material más empleado en la industria de la construcción por su duración, resistencia, impermeabilidad, facilidad de producción y economía.

El concreto es una roca fabricada por el hombre, diseñada y producía de acuerdo a normas establecidas para fines y aplicaciones que se requieren en un proyecto determinado y con las características de economía, facilidad de colocación, velocidad de fraguado y apariencia adecuada según su aplicación.

El concreto se presenta como las piedras naturales una alta resistencia a la comprensión, pero una baja resistencia a la tracción (generalmente es el 10% de su resistencia a los esfuerzos de comprensión) por lo cual se refuerza con varillas de acero, para que sean estas las que soporten tales esfuerzos (concreto armado).

Se ha considerado que en la determinación de la calidad del concreto intervienen aproximadamente 200 variables de la cuales unas son inherentes al diseño y otras al proceso de fabricación; por lo anterior, la dosificación y producción de concreto es un trabajo complejo en el que se deben seguir las normas establecidas respecto a su dosificación, calidad del agregado y proceso de fabricación; y en la medida que se adapten tecnologías foráneas a las condiciones propias de la región, empleando materiales nativos y soluciones autóctonas, se ganará en economía.

1. Pavimentos de Concreto Hidráulico Simple (PCH S)

a. Sin elementos de transferencia de carga.

b. Con elementos de transferencia de carga.

2. Pavimentos de Concreto Hidráulico con Refuerzo de Acero (PCH RA)

a. Con refuerzo de acero no estructural.

b. Con refuerzo de acero estructural.

3. Pavimentos de Concreto Hidráulico con Refuerzo Continuo (PCH RC)

4. Pavimentos de Concreto Hidráulico Pre o Postensado (PCH PP)

5. Pavimentos de Concreto Hidráulico Reforzado con Fibras (PCH RF)

Pavimentos de Concreto Simple (Fig 1)

De acuerdo a su definición, son pavimentos que no representan refuerzo de acero ni elementos para transferencia de cargas. En ellos, el concreto asume y resiste tensiones producidas por el transito y el entorno, como las variaciones de temperatura y humedad.

Este tipo de pavimento es aplicable en caso de tráfico ligero y clima templado y generalmente se apoyan sobre la sub-rasante. En condiciones más severas requiere de sub bases tratadas con cemento, colocadas entre la subrasante y la losa, para aumentar la capacidad de soporte y mejorar la transmisión de carga.

Están constituidos por losas de dimensiones relativamente pequeñas, en general menores de 6 m. De largo y 3.50m de ancho. Los espesores varían de acuerdo al uso previsto. En calles de urbanizaciones residenciales de 10 y 15 cm, en las denominadas colectores entre y 17 cm .En carreteras se obtienen espesores de 16 cm. En aeropistas y autopistas más solicitadas de 20 cm o más.

Pavimentos de Concreto Simple, con Pasadores (Fig. 2)

Los pasadores son pequeñas barras de acero, que se colocan en la selección transversal del pavimento, en las juntas de contracción. Su función estructural es transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando así las condiciones de deformación en las juntas. De esta manera se evitan los dislocamientos verticales diferenciales (escalonamiento).

Este tipo de pavimentos es recomendable par tráfico diario que exceda ejes equivalentes a 8.2t. con espesores de 15 cm o más.

Un método para decir el empleo de elementos de traspaso de cargas es evaluar las dos alternativas, comparando en un caso el costo de incluir una sub-base tratada y también los costos de las juntas con y sin pasadores.

Pavimentos de concreto con refuerzo de acero no estructural (Fig. 3)

Pavimentos que tienen el refuerzo de acero en el tercio superior de la sección transversal, generalmente a no menos de 5cm bajo la superficie. El refuerzo no cumple función estructural y su finalidad es resistir las tensiones de contracción del concreto en estado joven y controlar loa agrietamientos.

Reduciendo la cantidad de juntas que constituyen un factor d debilitamiento de la calzada de concreto, es posible diseñar losas de mayor longitud que en los pavimentos sin refuerzo con el uso de pasadores. Con este diseño se han logrado losas de 9 y 12 m. De largo entre juntas transversales de contracción.

La sección máxima de acero es de 0.3% de la sección transversal del pavimento.

El uso de este tipo de pavimentos es restringido y mayormente se aplica en pisos industriales.

Pavimentos de concreto con refuerzo de Acero Continuo (Fig. 4)

En este tipo de pavimento el refuerzo asume todas las deformaciones y específicamente las de temperatura, por lo cual se eliminan las juntas de contracción, quedando únicamente las juntas de construcción y de dilatación en la vecindad de alguna obra de arte.

La figuración es controlada por una armadura continua en el medio de la calzada, diseñada para admitir una fina red de fisuras que no comprometan el buen comportamiento del pavimento.

Esta técnica se ha extendido con éxito desde 1960 en los Estados Unidos y si bien exige una apropiada tecnología constructiva, no requiere de mayor conservación, manifestando poca sensibilidad a las fallas de la base.

La cantidad máxima de acero es 1.5% de la sección transversal.

Se utiliza generalmente en zonas de clima frío. También en los recubrimientos sobre pavimentos deteriorados de concreto y asfalto.

El espesor de este tipo de pavimento tiene un cálculo especial, que se especifica en las normas AASHTO y PCA.

Pavimentos de concreto con refuerzo de acero estructural

En estos pavimentos el refuerzo de acero asume tensiones de tracción y comprensión. De esta manera, es posible reducir el espesor de la losa, hasta 10 ó 12 cm. Se aplica en pisos industriales, donde las losas deben resistir cargas de gran magnitud.

Las dimensiones de las losas son similares a los tipos anteriores, pues el acero no atraviesa la junta transversal para evitar la aparición de fisuras.

En las juntas longitudinales que el refuerzo pasa la junta, generalmente aparecen fisuras. En principio, cuanto mayor es el tamaño de la losa mayor es el riesgo de fisuras.

Pavimentos de concreto Pretensado

El desarrollo de los pavimentos de concreto pretensado es limitado, habiéndose aplicado principalmente en aeropuertos, como sucedió en la primera experiencia en el aeropuerto de Orly (París), realizado por Freyssinet en 1948 y posteriormente el aeropuerto de Río de Janeiro.

III.1.3.1. CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO

Los condicionantes que influyen en la durabilidad de las carreteras de hormigón armados son: el contenido y tipo de cemento utilizado, la resistencia a compresión del hormigón, la relación agua – cemento, la absorción, las características de los áridos, la alcalinidad total, el recubrimiento de hormigón sobre la armadura y los aditivos.

La resistencia depende de la relación agua-cemento, del tipo y contenido del cemento utilizado, de los áridos y aditivos del proceso de fabricación y curado del hormigón. Alta resistencia implica normalmente, alta calidad o lo que es lo mismo, gran resistencia a la abrasión, baja permeabilidad y gran resistencia a las inclemencias del tiempo y al ataque químico.

La absorción es un indicador de la porosidad, que es un factor clave en la durabilidad del hormigón. La absorción del hormigón curado depende de la absorción de cada componente de este.

Además, un alto contenido en cemento conlleva a un hormigón con nivel de absorción más bajo, mayor resistencia a comprensión, mayor resistencia a las heladas y a los campos térmicos bruscos y mejor resistencia a los ataques químicos. No obstante, un incremento en la cantidad de cemento debe acompañarse de un curado más cuidadoso, para evitar la aparición de posible micro fisuras por retracción que pudieran producirse.

Los áridos usados en carreteras de hormigón deben cumplir los requerimientos de la Instrucción vigente para obras de hormigón. El fabricante estable la serie de áridos a utilizar, para hacerlos compatibles con el proceso de fabricación del hormigón con el fin de alcanzar la resistencia a comprensión optima. La resistencia a abrasión y dureza de los áridos tienen mucha importancia en la durabilidad de las carreteras de hormigón armado, así por ejemplo, la utilización de áridos con alta densidad y dureza produce hormigones con gran resistencia a abrasión.

La alcalinidad del hormigón tiene gran influencia en su capacidad de resistir ambientes ácidos. La alcalinidad se define en términos de cantidad de acido que una masa conocida de material puede neutralizar, comparada con la capacidad de neutralización del carbonato cálcico (CaCO r3). El valor de la alcalinidad final de un tramo depende de los valores de la alcalinidad de cada componente del hormigón, por lo tanto, si se desea obtener un valor final de la alcalinidad en una carretera, deberán conocerse previamente los valores del mencionado parámetro de cada uno de los materiales que forman el hormigón.

Aditivos como aireantes, fluidificantes o aceleradores de fraguado y del endurecimiento.

Los agentes aireantes elevan la resistencia del hormigón a las heladas. Los fluidificantes se utilizan para mejorar la manejabilidad del hormigón sin aumentar la cantidad de agua, por lo que se reduce la absorción y aumenta la resistencia a comprensión. Recientemente se están empezando a utilizar aditivos poliméricos para mejorar la resistencia al ataque de efluentes procedentes de instalaciones industriales y plantas química con alta concentración de ácidos.

Como su nombre lo dice, básicamente es un pavimento construido en concreto, especialmente diseñado para soportar esfuerzos a flexión. Es el parámetro fundamental para diseñar las placas de concreto.

Este concreto tiene un armado diferente al concreto tradicional de una losa, lleva primero una capa de concreto, después lleva varilla gruesa (de 1 a 2 plgs. de diámetro) y posteriormente lleva otra capa de concreto, ambas capas son de aproximadamente 30 cm. de espesor y la función es recuperar al paso de los automóviles, de tal manera que no sufre deformaciones como el asfalto por el paso de los automóviles.

El concreto hidráulico es un material inorgánico finamente pulverizado, comúnmente conocido como cemento, que al agregarle agua, ya sea solo o mezclado con arena, grava, asbesto u otros materiales similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer, incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad.

Construir carreteras con este material consiste en construir lozas de concreto sobre el terreno. En la actualidad, las nuevas tecnologías permiten fundir tiras de aproximadamente 100 metros lineales, que es lo que se está haciendo en diferentes países, y en algunas ocasiones se puede hacer mas en dependencia del equipo que se tenga. Se hacen 100 metros lineales y luego se cortan las lozas para darle modulación al concreto.

Tiene unos sistemas de transferencias de cargas, que son unas dovelas que comunican lozas entre lozas. Eso permite que la loza no trabaje en una sola área. El concreto como tal tiene la capacidad de absorber el esfuerzo y distribuirlo en el suelo. Es lo que se busca en una estructura de concreto.

III.1.3.2. PROPIEDADES Y BENEFICIOS DEL CONCRETO HIDRAÚLICO

Entre las propiedades con las que cuenta el concreto hidráulico y los beneficios que este presenta al medio ambiente podemos destacar los siguientes:

• Costos Totales Inferiores: Al comparar diferentes alternativas de pavimentación en valor presente neto, generalmente el pavimento rígido resulta más barato. Esto se debe principalmente a que los costos de mantenimiento del pavimento rígido son mucho menores (usualmente solo se requiere subsanar detalles de sellado de juntas a intervalos de 5 a 10 años). Por otra parte, el pavimento de concreto hidráulico tiene una vida útil más larga que el pavimento asfaltico.

• Costo de Operación de la Carretera: Los pavimentos de concreto hidráulico al tener una superficie plana alargan la vida de los vehículos, evitando que se dañen y minimizando su mantenimiento. El costo de combustible se reduce hasta en un 20% ara camiones tipo tráiler.

• Costo Social de Mantenimiento: Para el recapado periódico de los pavimentos de asfalto, se requiere ejecutar desvíos que perjudican a vecinos y usuarios. En las construcciones con concreto hidráulico se minimizan estos aspectos.

• Facilidad de Construcción: Las plantas dosificadoras-mezcladores de concreto- junto al uso de pavimentadoras deslizantes reducen significativamente los costos de construcción. En pavimentos urbanos se puede usar equipos pequeños y encofrados fijos al alcance de cualquier contratista.

• Durabilidad: Las superficies de concreto hidráulico duran más. Estadísticamente se ha demostrado que las carreteras de concreto hidráulico han soportado hasta tres veces su capacidad de carga de diseño y en pavimentos de aeropuertos, el doble. El concreto hidráulico incrementa su resistencia con el tiempo.

• Resistencia: El concreto hidráulico resiste en sufrir deterioros en los derrames de gasolina y diesel, así como los efectos de la intemperie. Los pavimentos de concreto hidráulico transmiten bajas presiones al suelo de fundación.

• Resistencia a altas temperaturas: El concreto hidráulico no es afectado por el calor, no se vuelve pegajoso, ni se volatilizan algunos de sus ingredientes (no es contaminante). En zonas calurosas, (especialmente en áreas urbanas) se mantiene fresco, reduciendo la temperatura del entorno.

Toda acción de hombre en su entorno, repercute en el medio ambiente; así, tenemos que los pavimentos acumulan calor de la radiación solar durante el día, provocando un aumento de la temperatura local.

Debido a su color, los pavimentos de concreto, mucho más claros que otros, reflejan gran parte de ese calor, acumulando un porcentaje mínimo de la radiación solar.

Es así como los pavimentos de concreto absorben menos calor que los pavimentos de asfalto, lo cual puede reducir la temperatura urbana hasta 15° C. Dicha disminución de temperatura resulta en:

 Mayor confort para usuarios de vías.

 Menor consumo de energía para aire acondicionado.

Escala de calor, Comparativo asfalto contra concreto.

Además, durante el proceso de fabricación de todo producto, se consume y se libera energía. Cuando se construye un pavimento de concreto hidráulico, la energía que se utiliza principalmente es la requerida por las maquinas de autopropulsión para colar el concreto, sin requerir alguna energía extra para trabajar la mezcla.

Partiendo del concepto anterior, los residuos derivados de la construcción de los pavimentos de concreto hidráulicos, están muy por debajo de los pavimentos de asfalto.

*Reducción del Calentamiento Global.

La capacidad de reflexión o no absorción de calor de cada material es crucial para reducir en efecto invernadero, es así como los pavimentos de concreto reflejan un 30% más energía que los de asfalto, que solo reflejan un 10%.

Además, debido a que la fricción entre las llantas de un vehículo y la superficie concreto es menor que la fricción que se daría en una superficie de asfalto, el consumo de combustible es mucho menor en una superficie de concreto, sin menciona que el confort al manejar aumenta significativamente.

• Indeformabilidad: En las zonas de frenado y arranque de vehículos pesados, el concreto hidráulico no se deforma.

• Textura: La superficie del pavimento de concreto hidráulico se puede hacer tan segura (antiderrapante) como se quiera, gracias a las diversas técnicas disponibles para darle textura, ya sea durante la construcción o una vez que el pavimento ha estado en servicio y requiera de una mayor resistencia al deslizamiento.

• Drenaje: Al no deformase ni encharcarse, las superficies de concreto proporcionan un buen drenaje superficial para el agua de lluvia.

• Seguridad: Por su planicidad y textura, el fenómeno de hidroplaneo de vehículos (deslizamiento en superficies mojadas), tiene menores posibilidades de producirse en superficies de hormigón.

• Estética y seguridad peatonal: Para dirigir el tráfico peatonal y vehicular por rutas más seguras, el estampado o color en el concreto hidráulico permite marcas duraderas.

• Economía en capa base: El concreto hidráulico reduce sustancialmente el espesor de la capa base, reduciendo el impacto ambiental y solicitando menores volúmenes de materiales pétreos. Esta cualidad también reduce los volúmenes de excavación.

• Economía en Iluminación: La superficie clara del concreto hidráulico es tres veces más reflejante que la de asfalto. Se puede ahorrar hasta un 30% de energía y se brinda mayor seguridad durante la noche, debido a que los faros de los vehículos, reflejan mejor luz en el hormigón.

• Rapidez de puesta en obra: Con el concreto hidráulico se pueden alcanzar altas resistencia en cuestión de horas. La resistencia del hormigón se puede predecir y controlar con mayor facilidad.

• Limpieza: La superficie de concreto hidráulico es muy plana y fácil de limpiar.

• Ahorro de Energía: No se requiere calentar ninguno de los ingredientes para elaborar el concreto hidráulico (se ahorra combustible). En la elaboración del concreto asfaltico, los agregados y el asfalto deben calentarse a temperaturas elevadas, manteniendo altas temperaturas dependiendo del tiempo de transporte y colocado.

• Contaminación: La mezcla asfáltica siempre contamina al ser colocada, aunque si se trata de mezclas en caliente o en frio e independientemente de una carpeta o de un bacheo rutinario. El concreto hidráulico no contamina durante su colocación.

• Reparaciones: El concreto hidráulico se repara fácilmente, bajo cualquier condición climática, se pueden emplear una gran cantidad de aditivos que permiten efectuar todo tipo de trabajos con gran rapidez y eficiencia.

• Señalización: Todo tipo de marcas, pinturas y señalamientos duran más cuando se colocan sobre el concreto hidráulico.

• El Ahorro de Luminiscencia: En los proyectos de Iluminación (Actualmente se denomina Luminiscencia = Iluminación + Reflectancia) de los Sistemas Viales, los métodos de reflexión no solo consideran la blancura del pavimento (Iluminación: Valor real de la Luz), sino también la Reflectancia (Si la luz es Difusa o Especular). Esta característica es la clave del ahorro de Luz.

De estudios realizados al respecto por el Ing. Richard Stark, actual presidente del “TRBVC-Transportation Research Board’s Visibility Committee”, indican que se puede ahorrar más de US$.24000/milla, por requerir menos instalaciones eléctricas y mas US$. 1100/milla por año en reducir Energía y Costos de Mantenimiento.

• El Ahorro de Combustible: En la evaluación económica de diseños alternativos de pavimento, los criterios modernos utilizan para calcular el costo total durante su periodo de vida útil del pavimento la siguiente fórmula:

o Costo Total = Costo de Construcción (Incluye Diseño y Supervisión) + Costo de Mantenimiento + Costo de Operación.

Según la experiencia USA, los costos de operación son 10 veces los Costos de Construcción y además indican que de las variables: Combustible, aceite, llantas, accidentes, velocidad, reparación, mantenimiento y depreciación, las más incisiva es la de Consumo de Combustible.

El Dr. Zanieweki autor de la investigación realizada en Texas Research and Development Foundation por la Federal Highway Administration estima que: Si en el futuro los costos de combustible, tienen un promedio de $1.00 dólar/galón y el precio de oferta actual es de $16.00 dólares/yd2 para el concreto in-situ, los ahorros de combustible pagarían el costo del concreto en 7 años, calculados la siguiente manera:

o Ahorro de Combustible = 643 980 gal * $1.00 * 7 años = $4 507 860

o Costo del Concreto = 10 millas * 28 160 yd * $16.00 = $4 505 600

III.2.-INVESTIGACIONES PREVIAS SOBRE LOS DISTINTOS TIPOS DE CONCRETO

III.2.1. CONCRETO CONTRA ASFALTO

En los últimos cinco años se ha intensificado la utilidad del concreto hidráulico, un buen ejemplo son las autopistas, ya que el concreto rígido resulta más económico toda vez que requiera mantenimiento, claro que al principio representa una inversión inicial mayor, pero con el paso del tiempo se vuelve mucho más económico.

De acuerdo con especialistas de Apasco, el concreto hidráulico soporta cargas de peso propio, vientos, sismos, oleajes, abrasión por el paso de vehículos y cargas por impacto.

Por otra parte, la empresa comenta que los espesores están en función de diversos factores, entre ellos el número y tipo de vehículos que circularan sobre la vialidad, frecuencia de paso, características del subsuelo donde será colocado el pavimento, resistencia del concreto, así como la vida útil esperada del material.

La colocación del pavimento de concreto tampoco resulta un problema pues es similar a la del asfalto; esta puede ser desde muy artesanal hasta industrializada, de acuerdo con el tipo de obra requerida. Por ejemplo, para una carretera interestatal será necesario el uso de extendedoras con tren de colocación automatizado que permiten colocar hasta un kilometro diario de concreto, es decir, más de mil metros cúbicos.

La rapidez de su fraguado permite realizar la mayor parte de obras que, por razones de tiempo de puesta en servicio, los concretos y morteros hechos con un cemento común no pueden satisfacer.

El especialista de Apasco puntualizo que algunos de los pavimentos de concreto hidráulico construidos en el país mantienen excelente desempeño pues en su elaboración fueron aplicados los principios básicos de diseño estructural, de elaboración de concreto, de preparación del terreno y prácticas de construcción reconocidas. Conviene señalar que en los países desarrollados el uso de concreto hidráulico es masivo, en parte por un uso más racional de los recursos petroleros, pero también como medio de protección ambiental. En tanto, en países en desarrollo como el nuestro se sigue usando asfalto en carreteras y vialidades metropolitanas porque no se tiene una visión a mediano y largo plazo.

En este contexto, el gerente técnico del IMCYC considero que proyectistas, funcionarios y constructores se han acostumbrado a construir con asfalto por comodidad, desconocimiento o corruptelas. Se requiere un cambio de actitud para el uso masivo de los concreto para carreteras, así como terminar con muchas ideas erróneas y mitos sobre el concreto.

III.2.2. SI HABLAMOS DE REPARACIONES

Para una rápida reparación de los pavimentos de concreto hidráulico, la compañía francesa Lafarge Aluminates (Lamex) produce el cemento aluminoso Fondu, de rápido endurecimiento (en seis horas), fabricado a partir de una combinación de bauxita-ricas en aluminato de calcio y oxido de hierro- y cal; con esta mezcla se obtienen concretos con una resistencia de 250kg/m2. obras que, por razones de tiempo de puesta en servicio, los concretos y morteros hechos con cemento común no pueden satisfacer, indico Eric Arévalo Gil, gerente de Mercado de Lamex.

Asimismo, su aplicación permite hacer eficaz el costo-beneficio es especial en la industria pesada, en la siderurgia y en el sector aeroportuario. En este último caso facilita la reparación y apertura de las plataformas en tiempos reducidos.

Además de esta compañía comercializadora, entre las importantes firmas productoras de concreto hidráulico en el país destacan –por su capacidad y liderazgo- Cementos de México (Cemex), Cementos Apasco, Cementos Moctezuma y Cementos Chihuahua.

Para el recapado periódico de los pavimentos de asfalto, se requiere ejecutar desvíos que perjudican a vecinos y usuarios. En las construcciones con concreto se minimizan estos aspectos.

III.2.3. CAMINOS DE MÉXICO

A partir de 1993 se inicia a gran escala la construcción de pavimentos rígidos nuevos, así como la construcción de sobrecapas ultra delgadas de concreto hidráulico tanto en el estado de Chihuahua como en el resto del país. Por lo tanto, la experiencia en cuanto al comportamiento de este tipo de pavimentos es escasa en México, y prácticamente nula en relación con su durabilidad.

Actualmente existen varios tramos de carreteras de concreto en el país. Uno de ellos es el libramiento Ticumán-con una extensión de 8350km.-, que consiste en una sobrecapa de concreto hidráulico de aproximadamente 20 cm. de espesor que fue aplicada sobre el pavimento de asfalto existente con el propósito de rehabilitarlo para proporcionar un tránsito seguro y eficiente a una vía que tiene un alto porcentaje de vehículos pesados.

El tramo de Tihuatlán-Poza Rica (La Nacional); la autopista Cárdenas – Agua Dulce en el edo. de Tabasco, con una longitud de 84 km; la autopista Guadalajara-Tepic con 34 km de longitud en dos cuerpos; la habilitación del camino Yautepec-Jojutla (La Nacional) en el estado de Morelos, con una longitud de 32 km; la construcción del cuerpo nuevo de 38 km de la autopista Querétaro-San Luís Potosí; El Huizachal e Ixtapa-Aeropuerto.

También se encuentra en etapa de tendido de concreto las autopistas Tulumnizu y Pirámides-Tulancingo. En diciembre de 1996 salieron a concurso dos carreteras federales más: el Huizachal-Matehuala y el libramiento Ruta Dos en Nuevo Laredo, las cuales ya se encuentran en construcción. La longitud total de carreteras construidas o en proceso de 1993 a febrero de 1997 está distribuida como sigue: de concreto simple, 110 km-carril de refuerzo y 64 km-carril de pavimento nuevo.

De concreto con pasajuntas, 752 km-carril de pavimento reforzado y 1272 km-carril de pavimento nuevo. Como se puede observar, el volumen de pavimentos de concreto crece de manera significativa, y no solo en México, como se evidencia aquí, sino en todo el mundo, Esto denota la necesidad de aportar metodologías nuevas de evaluación con el objeto de tener una red de carreteras en óptimas condiciones.

En el estado de Chihuahua, a raíz de la creación de consejos de urbanización municipal y a la influencia del Grupo Cementos de Chihuahua, se ha promovido en las principales ciudades, incluida la capital, la pavimentación de zonas residenciales con concreto hidráulico, así como la técnica de rehabilitación de pavimentos flexibles que no presentan falla estructural mediante la colocación de una sobrecapa de concreto hidráulico, A la fecha se han construido en el estado alrededor de 1,730,000 m2 de losa de concreto por año.

En la carreteras principales donde se han utilizado los pavimentos de concreto, las cargas de transito de diseño varían de 2’107 a 8’107 ejes equivalente de 8.2 ton. Los espesores de las losas están en el rango de 200 a 300 mm. Se han utilizado dos tipos de pavimento rígido: de concreto con pasajuntas (JRCP), que constituye 92 % de la longitud total, y el resto de concreto simple (JCP). Esto es independiente de las rehabilitaciones efectuadas sobre pavimentos flexibles a los cuales se les ha colocado una sobrecarpeta de concreto hidráulico.

En general, es espaciamiento de las juntas de contracción sin pasajuntas varia de 3.8 a 4.7 m y, en caso de contar con pasajuntas, de 4.5 a 6.0 m. Los pasajuntas son de barras lisas de acero de 50 cm. de largo con diámetros de 31.8 a 38.1 mm. aproximadamente 1/8 del espesor de las losas donde se colocaron. Las juntas longitudinales se han diseñado con una separación de 3.5 a 6.0 m y han sido unidas con barras de amarre, formadas por secciones de acero de 12.7 mm de diámetro.

Para el sellado de las juntas se ha utilizado sello preformado plástico y un material a base de silicón o tiras de PVC como alternativa para las juntas longitudinales. Los acotamientos se han hecho de concreto, con el mismo espesor del pavimento e integrados a la losa de rodamiento por medio de barras de amarre. La resistencia a la flexión del concreto medida en la prueba de carga en los tercios medio de vigas ha variado de 45 a 55 kg/cm2 a los 28 días.

Algunos de ellos, por problemas de diversa índole han suspendido su construcción por periodos largos y la han reiniciado posteriormente. Esta situación ha causado que, en el caso de ambientes marinos, los pasajuntas hayan quedado parcialmente expuestos al cloruro del mar y hayan resultado pre corroídos antes de ser completamente embebidos. Puede hablarse de problemas similares en diversas carreteras de concreto en el país que no se han tomado en cuenta y que, definitivamente, a corto plazo repercutirán en costosos programas de mantenimiento u operación inadecuada.

III.3.-TEORÍAS A FAVOR SOBRE EL USO DEL CONCRETO HIDRÁULICO

En un estudio publicado en febrero del 2005 por el “Centre d´information sur le cement et ses applications” de Francia, se comparan los impactos ambientales durante el ciclo de vida (construcción, mantenimiento y reconstrucción) de 1 km. de carretera de cuatro carriles, con pavimento de concreto hidráulico y de concreto asfáltico. De los resultados reportados en el estudio, destacan como los más significativos el consumo de energía primaria, que es de 21. 3 x 1012 julios para el concreto contra 53.6 x 1012 julios del asfáltico, dos veces y media más energía en el asfáltico que en el de concreto.

En el mismo estudio se compara el consumo de materia prima agotable, medida como cantidad de combustibles y materia prima utilizadas en el proyecto dividas entre las reservas mundiales correspondientes, que resultaron ser de 6.95 x 10-9 para el pavimento de concreto contra 48.5 x 10 -9 del pavimento asfáltico, esto es, casi siete veces más consumo de materia prima agotable en el asfáltico que en el de concreto.

Aunado a lo anterior encontramos que el costo del cemento asfáltico está íntimamente relacionado al precio internacional del crudo, lo que lo hace sumamente inestable y variable. Esa variación irregular, muy sensible a los acontecimientos mundiales, como conflictos entre países, huracanes, temperaturas extremas en los subcontinentes norte y sur, etc., y se compara con el precio del cemento hidráulico en el mismo periodo, que es mucho más constante, predecible y razonable.

Esto quiere decir que el concreto hidráulico si es mucho más económico, estable y duradero en comparación con el concreto asfáltico.

Los pavimentos de concreto para calles, caminos y carreteras no solo son más económicos hoy por hoy, sino que son mucho más eficientes desde el punto de vista energético y son totalmente sostenibles en el tiempo, pues dependen básicamente de un proceso de fabricación más o menos simple que utiliza materias primas abundantes en la naturaleza, y no de un proceso de extracción de un recurso natural cada vez más escaso.

Fuente: Instituto nacional del concreto y el cemento.

III.4.-TEORÍAS EN CONTRA SOBRE EL USO DEL CONCRETO HIDRÁULICO

Cuando el concreto no se deteriora con el paso del tiempo, se afirma que el concreto es durable.

La falta de durabilidad puede deberse al medio al que está expuesto el concreto o a causas internas del mismo. Las causas externas pueden ser físicas, químicas o mecánicas (temperaturas externas, acción electrolítica, abrasión, gases industriales, etc.). El grado de deterioro dependerá de la calidad del concreto, aunque en condiciones extremas, cualquiera que esté mal protegido se daña.

La permeabilidad es una característica importante para la durabilidad. La penetración de materiales en solución puede afectar el concreto, por ejemplo cuando lixivan con Ca (OH) o con ataques de líquidos agresivos. En si existen seis grandes grupos de factores que afectan la durabilidad del concreto:

• Características de los materiales en el concreto.

• Propiedades físicas del concreto endurecido.

• Condiciones ha las que está expuesto el concreto.

• Cargas transmitidas al concreto.

• Procedimientos constructivos usados en la colocación del concreto.

• Tipo de estructura en la cual se va a usar el concreto.

Como regla general se puede establecer que mientras menos poroso sea el concreto menos susceptible será al ataque de los agentes físicos o químicos.

Fallas de un pavimento

Un pavimento rígido está cortado en losas, y apoyada por lo general en una cimentación (capa de sub-base). Las uniones de las losas pueden estar provistas de un dispositivo de transferencias de cargas (pasadores, ranuras, y lengüetas).

El espesor de losas y la resistencia del concreto, deben ser suficientes para que no haya rotura por cargas. Aquí también aparecen los tres factores: Transito, suelo, materiales.

La fisuración o agrietamiento.- Es decir, la aparición de gritas amplias de las losas, tienen orígenes diferentes. Pueden aparecer a las pocas horas de colar el concreto y es debido a fenómenos de retracción. Pueden manifestarse por efecto de la aplicación de cargas repetidas, en este caso se debe a tensiones excesivas de tracción por flexión. También pueden aparecer después del corte de las juntas, y se traduce por un verdadero desgarro como efecto de las tracciones de retracción y de gradientes térmicos. Esta fisuracion evoluciona con el tiempo, el número de fisuras aumenta, los bordes se degradan y el último estado al que llega es un conjunto de bloques de concreto inestables.

Grietas transversales.- Las provocan las losas demasiadas largas sin pasar juntas o sin armado continuo, pueden ser fallas estructurales incipientes.

Grietas longitudinales o transversales cercanas a las orillas o en las esquinas de las losas.- Se debe a que las losas se construyen sobre material fino, lo que ocasiono el fenómeno de bombeo porque se carece de sub-base, a raíz de la mala compactación de las capas inferiores, incluidas esta última.

El pumping.- Es la inyección brusca de materiales de la sub-capa en el borde o en las juntas del pavimento. Este fenómeno precede a la fisuracion, pero puede aparecer después, depende del espesor de las losas. Es debido también a una mala confección de la sub-capa (roce, exceso de arena), y a un drenaje insuficiente que permite estancar el agua infiltrada en la cimentación. Evidentemente, el hecho es progresivo y está en una función creciente del tránsito.

Descarnado de la superficie de rodamiento.- Se debe a que durante la construcción de las losas, se proporciona un fuerte vibrado concreto fresco, lo cual provoca un ascenso de la lechada de la mezcla, formando así una película que más tarde se agrieta y se desgasta con el transito, dejando los agregados sin protección suficiente, también se presenta cuando la resistencia de la arena es baja o se agrega agua a la superficie para ejecutar el acabado.

IV.1.-CONCLUSIÓN

Los pavimentos de concreto hidráulico son muy utilizados en Europa y Estados Unidos donde se les han hecho rigurosas pruebas para adaptarlos a las condiciones de cada sitio. Pero de acuerdo a las lecturas realizadas, no es recomendable que estas metodologías se apliquen por igual en climas diferentes a aquellos para los cuales fueron desarrolladas sin hacerles las adecuaciones necesarias porque se puede recurrir en altos costos innecesarios o en errores.

Según las investigaciones que llevamos a cabo, los pavimentos de concreto hidráulico, son una excelente alternativa para el país, pero es necesario evaluar su comportamiento en diferentes ambientes para adecuar su diseño a las características climatológicas y de los materiales de cada sitio. Esto permitirá el conocimiento del comportamiento de los pavimentos de concreto hidráulico con pasajuntas y barras de amarre que serán expuestas a diferentes condiciones del ambiente –cálido seco, cálido húmedo, y cálido húmedo con contaminación de cloruros- así como al tránsito, obteniendo en cada caso recomendaciones que incidan en la durabilidad.

En este proyecto, damos a conocer la influencia del medio ambiente en la durabilidad del material (corrosión, agrietamientos, permeabilidad, carbonatación, contaminación por cloruros, etcétera) y las condiciones que conduzcan a construir un pavimento mas durable con mayor resistencia a la abrasión menos susceptibilidad al deterioro por efecto de las condiciones climatológicas de nuestra región y con un mejor comportamiento. Como consecuencia de su puesta en práctica, se podrán ejercer también acciones correctivas. Y se logro conocer y dar a ver que la durabilidad de un pavimento rígido –concreto hidráulico- es el doble que la de un pavimento flexible-asfáltico-.

A partir de resultados de la aplicación de este tipo de pavimento se podrán iniciar y consolidar normas y recomendaciones para mejorar procedimientos constructivos y utilizar de manera optima los materiales empleados en la construcción de pavimentos de concreto hidráulico en las diferentes regiones del país.

V.1.-BIBLIOGRAFÍA

Fuentes:

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:0KsUljoZIH4J:www.ellaboratorio.co.cc/documentos/ambiental/tuberias.pdf+hormigon+armado+es+los+mismo+qe+concreto+hidraulico&hl=es&gl=mx&pid=bl&srcid=ADGEESjQH08hW9upiF7jk_bfplPPg5-a_1W4E5bY6-zrBmvacOLP2ei5YNtLeJGVAshlZGhD52IMQduuAZqboXOaxfkGDD2Zl5Q8KYhgtNY1N0djuakerdzigeWe1amhtChU3tTgPMtx&sig=AHIEtbRcKTghYKn30lWAvS_hdadSXou61A

http://www.mtc.gob.pe./portal/transportes/caminos_ferro/Seminario2006/3.%20Pavimento_Concreto_%20Ing_Mora.pdf

http://dictyg.fi-c.unam.mx/~disyp/lecturas/concreto/pdf

http://www.imcyc.com/revista/1998/nov/evaluaci.htm

http://www.arghys.com/construccion/concreto-normashidraulic.html

http://www.noticaribe.com.mx./bitacoras/bitacora_de_obra/2010/04/calles-de-asfalto-vs-calles-de-concreto-hidraulico.html

http://www.cemexmexico.com/co/pdf/42Materiales.pdf

http://itzamna.bnct.ipn.mx:8080/dspace/bitstream/123456789/2598/1/CONCRETO%20HIDRAULICO.pdf

http://www.revista.ingenieria.uady.mx/volumen11/influencia_de_la_temperatura.pdf

http://tmmgdl.blogspot.com/2008/11/asfalto-vs-concreto.html

http://www.skyscrapercity.com/showtread.php?t=330135&page=31

http://www.skyscraperlife.com/transportes-y-comunicaciones/7256-autopistasy-carreteras-de-mexico.html

V.2.-GLOSARIO

Pasajuntas: Los armazones de barras pasadoras, comúnmente conocidos como Canastillas-Pasajuntas, se utilizan para sostener y alinear los pasadores o pasajuntas de transferencia de carga en las juntas de los pisos y pavimentos de concreto, manteniendo la alineación vertical entre las losas de concreto adyacente.

Aireantes: Producto incorporado en el momento del amasado del hormigón en una cantidad no mayor del 5% en masa, con relación al contenido de cemento en el hormigón, con objetivo de modificar las propiedades de la mezcla en estado fresco y/o endurecido.

Hormigón: El hormigón, también denominado concreto en algunos países de Iberoamérica, es el material resultante de la mezcla de cemente (u otro conglomerante) con áridos (piedra, grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero.

Pavimento: Es la base horizontal de una determinada construcción (o las diferentes bases de cada nivel de un edificio) que sirve de apoyo a las personas, animales o cualquier pieza de mobiliario. Un pavimento puede tener diversos tipos de revestimiento.

Material bituminoso: Son materiales aglomerantes de naturaleza orgánica. Los otros betunes, junto con el barro, fueron los primeros materiales que utilizo el hombre. Estos materiales eran utilizados porque tenían buenas propiedades adhesivas, buenas características impermeables.

Aglutinante: Un aglutinante o medio en pintura es una substancia que alberga en su seno el pigmento y lo mantiene fijo al soporte.

Postensado: Se denomina hormigón postensado o postesado a aquel hormigón al que se somete, después del vertido y fraguado, a esfuerzos de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero) montadas dentro de vainas. A diferencia del hormigón pretensado, en el que las armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postensado las armaduras se tensan una vez que el hormigón ha adquirido su resistencia característica.

Grava: En geología y en construcción se denomina grava a las rocas de tamaño comprendido entre 2 y 64 mm, aunque no existe homogeneidad de criterio para el límite superior. Pueden ser producidas por el hombre, en cuyo caso suele denominarse “piedra partida” o “chancada”, y naturales.

Áridos: Deben ser estudiados, analizando detenidamente sus principales cualidades para poder elegir el más idóneo. Según el elemento que vayamos a conformar necesitaremos uno y otro, pudiendo variar en su tamaño máximo nominal, en su geometría, pureza, granulometría, resistencia al desgaste, capacidad de reaccionar con otros elementos, etc. Se pueden usar todo tipo de áridos, arenas y gravas naturales machacadas o escorias siderúrgicas, etc., siempre y cuando estén sancionadas por las prácticas y su elección deriven de un estudio previo realizado en laboratorio.

Alcalinidad: la basicidad o alcalinidad es la capacidad acido neutralizante de una sustancia química en solución acuosa. Esta alcalinidad de una sustancia se expresa en equivalente de base por litro o en su equivalente de carbonato cálcico.

Abrasión: Se denomina abrasión a la acción mecánica de rozamiento y desgaste que provoca la erosión de un material o tejido.

Permeabilidad: La permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atravieses sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.

Porosidad: En edafología la porosidad de un suelo viene dada por el porcentaje de huecos existentes en el mismo frente al volumen total. A efectos prácticos se calcula a partir de las densidades aparente y real del suelo.

Resistencia: La resistencia de materiales se refiere a la capacidad de los sólidos deformables para soportar tensiones sin alterar su estructura interna o romperse.

Comprensión: El esfuerzo de comprensión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección.

Losa: Una losa de cimentación es una placa de hormigón apoyada sobre el terreno que sirve de cimentación que reparte el peso y las cargas del edificio sobre toda una superficie de apoyo.

Estructura: La estructura es la disposición y orden de las partes dentro de un todo. También puede entenderse como un sistema de conceptos coherentes enlazados, cuyo objetivo es precisa la esencia del objeto de estudio. Tanto la realidad como el lenguaje tienen estructura. Uno de los objetivos de la semántica y de la ciencia consiste en que la estructura del lenguaje refleje fielmente la estructura de la realidad.

Volatilizan: Transformar un cuerpo solido o liquido en vapor o gas.

Radiación: El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.

Fricción: se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto.

Hidroplaneo: Los neumáticos deben tener una adecuada presión de inflado, con surcos o dibujos de una correcta profundidad. Cuando por defecto de la lluvia el pavimento comience a estar mojado se debe disminuir inmediatamente la velocidad. Es recomendable circular por las rodadas del vehículo que transita adelante. Es importante estar alerta ante cualquier señal que indique que el vehículo ha comenzado a estar bajo el efecto de hidroplaneo, tales como la falta de sonido de chapaleo al transitar o síntomas que denoten que el vehículo no tiene suficiente agarre o buen frenado.

Pétreos: Los materiales pétreos (del latín petreus; pedregoso) son las piedras naturales que pueden presentarse en forma de bloques, losetas y gránulos, i.e, pizarra, mármol o arena. Suelen ser naturales aunque a veces procesados por el hombre, derivan de la roca o poseen una calidad similar a la de esta, siendo usado casi exclusivamente en el sector de la construcción.

Mortero: Mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua y también posible aditivos.

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