Pavimento semirrígido
Adoquines
Historia La historia de los pavimentos con adoquines se inicia prácticamente con nuestra civilización. Cuando se construyeron la Vías Romanas se emplearon bloques de piedra trabajados especialmente para obtener una superficie lisa.
¿Qué es un pavimento articulado?
Los pavimentos articulados están compuestos por una capa de rodadura que está elaborada con bloques de concreto prefabricados, llamados adoquines, de espesor uniforme elaborado entre sí. Esta puede ir ubicada sobre una capa delgada de arena, la cual a su vez, se apoya sobre una capa de base granular, o directamente sobre la subrasante, dependiendo dependiendo de la calidad de esta y de las magnitudes frecuencia de las cargas que circulan por dicho pavimento.
Construcción La subrasante deberá tener una composición homogénea, libre de materia orgánica y se compactará lo necesario para proporcionar un soporte uniforme al pavimento. A la subrasante se le darán las características geométricas geométricas especificadas para la superficie de adoquines.
Diseño de un pavimento articulado Estas piezas de pavimento prefabricadas, deben cumplir con varios requisitos geométricos y resistencia, como: muestreo, forma, dimensiones, color, textura y resistencia a varios esfuerzos A continuación se darán algunos valores de lo anterior.
•Forma •Dimensión •Color •Textura • resistencia al desgaste •Resistencia a la flexión resistencia a la compresión
Base
Se podrán utilizar bases de material granular, suelos estabilizados o concreto pobre. Las bases de material granular cumplirán con los requisitos establecidos para las bases en estas normas. Los otros tipos de bases acatarán los requisitos especificados por el diseñador de cada proyecto específico
Capa de arena
•La arena que se utilice para conformar la capa sobre la que se colocarán los adoquines,
estará libre de materia orgánica, mica, contaminantes y tendrá una granulometría continua tal que la totalidad de la arena pase por el tamiz ICONTEC 9.50 mm. (3/8")
ADOQUINES Son piedras o bloques labrados y de forma rectangular que se utilizan en la construcción de pavimentos. El material más utilizado para su construcción ha sido el granito, por su gran resistencia y facilidad para el tratamiento. Sus dimensiones suelen ser de 20 cm. de largo por 15 cm. de ancho, lo cual facilita la manipulación con una sola mano.
Ventajas del pavimento articulado
El ensamble y las juntas a corta distancia, evitan que el pavimento se deteriore, figurándose o quebrándose, por la acción de cargas accidentales y de temperaturas extremas, como así mismo por cambios en la superficie de asiento.
-Resulta sencilla la demarcación o el señalamiento vial, mediante la variación de color o de textura superficial de los elementos. ele mentos.
Fallas
pueden producirse por degradación de la base, si ésta no es la adecuada, en cuyo caso, los elementos se desnivelan o se hunden, pero no se rompen, por lo tanto, en caso de reconstrucción, el valor residual del pavimento articulado es elevado, puesto que una vez reparada o reemplazada la base, pueden volver a utilizarse los mismos elementos.
El adoquinado es un tipo de pavimento por lo general de piedras de granito. Suelen tener formas rectangulares o cuadradas. En esta clase de pavimentación realizada con adoquines, los mismos descansan sobre una cama de arena. Sobre el terreno compactado, compactado, se extiende una capa de arena de 100 mm. de espesor como mínimo la que tiene como función primordial absorber las irregularidades que pudiera tener la base, proporcionando a los adoquines un acomodamiento adecuado adecuado y ofreciendo una sustentación y apoyo uniforme en toda su superficie. Además sirve para drenar el agua que se filtra por las juntas, evitando que que se dañe la base. Entre los adoquines adoquines se dejará una junta de 2 mm de de espesor, que se rellenará también con arena. Dispuestos los adoquines se realiza un compactado con bandejas vibratorias o apisonadoras. apisonadoras. Actualmente existen muchos adoquinados antiguos antiguos aún en buen estado. Este tipo de pavimento pétreo es muy resistente, aunque algo costoso. El tamaño de la piedra de granito usado en adoquinados no es muy grande, aproximadamente de 10 a 20 centímetros para poder manejarlas fácilmente con la mano.
Existen variados diseños de entramados de adoquinados, en algunos las piedras se colocan simplemente alineadas en un sentido, en otros las piedras se alinean en dos sentidos, también son muy utilizados en diseños curvos donde las piedras se colocan en forma de ondas. Incluso se realizan algunos dibujos con las piedras, con los adoquines. En ocasiones se utilizan adoquines de variados colores. El adoquinado se coloca por lo general solo sobre una base de arena, aunque algunos lo colocan también con mortero.
Pavimento whitetopping La rehabilitación de pavimentos por medio de whitetopping se ha implantado con éxito en proyectos como la vía a la Calera en la ciudad de Bogotá, así como en la rehabilitación de las troncales para el sistema de transporte masivo Transmilenio, en esa misma ciudad. L a tecnología de la rehabilitación de vías ví as asfálticas con una sobrecarpeta de concreto o Whitetopping, es una técnica que se ha desarrollado en otros países, y permite la recuperación del índice de Servicio de las vías, a muy bajo costo y en un tiempo reducido. Consiste en colocar sobre una vía asfáltica en avanzado estado de deterioro superficial, una sobrecarpeta de concreto, con espesores que varían entre los 5 y los 35 cm, dependiendo del diseño. Esta técnica asume el asfalto existente como una base y no necesita de excavaciones ni de movimiento de tierras. Solamente se le debe dar un ligero tratamiento superficial y colocar la placa de concreto encima. (En la foto vía para rehabilitar mediante el uso de la técnica Whitetopping)
El concreto ofrece una superficie más fuerte y durable que la de asfalto y mejora las características de drenaje al eliminar defectos del pavimento existente como el ahuellamiento y desplazamiento, produciendo una superficie segura con muchos años de servicio y un bajo costo de mantenimiento. Utilizando esta técnica se mejora la capacidad estructural; la sobrecapa de concreto reacciona estructuralmente estructuralmente como si estuviera construida sobre una base fuerte, lo l o que impide fallas como la pérdida de soporte, bombeo, escalonamiento y grietas de esqu ina.
Consideraciones de diseño Las sobrecapas de concreto sobre asfalto pueden ser simples con juntas (con o sin barras de transferencia de carga), reforzadas con juntas o continuamente reforzadas. reforzadas. En cualquier caso, se debe seguir un método confiable para diseñar el espesor de las losas; el diseño debe ser capaz de caracterizar el soporte estructural que dará el pavimento existente a nueva capa. Al igual que con todos los pavimentos de concreto, se requiere que el espacio entre juntas, la transferencia de cargas, la estimación del tránsito y el drenaje sean los adecuados para asegurar la larga vida del pavimento. Un diseño confiable (que incluya esos factores) puede asegurar un excelente servicio durante el periodo de diseño de 20 a 30 años o más.
El nivel de tráfico esperado influye en el espesor de diseño de las losas, que puede ser determinado utilizando los mismos procedimientos usados para los pavimentos nuevos.
La rehabilitación mediante la colocación de losas de concreto sobre los pavimentos flexibles que han sufrido daños por causa del tráfico, la humedad y el clima, es una técnica que se ha desarrollado en Estados Unidos desde el año 1918, en un principio se utilizó en aeropuertos, autopistas, carreteras principales y secundarias, calles y parqueaderos; entre los años 1940 y 1950 en aeropuertos civiles y militares, y desde el año 1960, el concreto ha sido muy usado como alternativa para la reparación de autopistas en estados como California, Iowa y Utah[1].
Whitetopping es una técnica de rehabilitación de pavimento flexible con daños superficiales, que consiste en instalar encima un pavimento rígido, aumentando con ello la vida útil, ver Figura 1.
Existen varios tipos de Whitetopping, los cuales se clasifican según su espesor:
Convencional: el espesor de la losa es superior a 20 cms.
Delgado: el espesor de la losa oscila entre 10 a 20 cms.
Ultra delgado: el espesor de la losa oscila entre 5 a 10 cms.
Para que sea viable la rehabilitación de una vía mediante la técnica de Whitetopping, esta debe cumplir con ciertas condiciones:
Que el deterioro de la carpeta asfáltica sea superficial, esto quiere decir, que no tenga una afectación evidente en su estructura. Que el espesor del asfalto existente después de fresado no sea menor de 7.5 cms, según la Asociación Americana de Pavimento en Concreto (American Concrete Pavement Association). [4]
Esta etapa comprende las siguientes actividades [3]:
Topografía de la vía
Apiques
Ensayos de laboratorio
Diagnóstico del estado actual de la vía
Deflectometría
Estudio de transito
Evaluación de la capacidad estructural del d el pavimento existente
Ensayos de placa
A continuación se hará una breve descripción de cada una de estas actividades anteriores:
Topografía de la vía : Se debe realizar una localización detallada teniendo en cuenta los aspectos generales como: - Anchos promedios de calzada. - Pendientes. - Perfil longitudinal. - Secciones típicas, etc.
Apiques: Con el propósito de saber cómo está compuesta la estructura existente en cuanto a espesores y propiedades de los materiales de las capas granulares y asfálticas, se realizan apiques entre 1 a 1.3 metros de profundidad.
Ensayos de laboratorio: A las muestras resultantes de los apiques se le deben comprobar sus propiedades mediante los siguientes ensayos: [3]
Granulometría
Límites de Atterberg o consistencia
Humedad natural
CBR
Contenido de materia orgánica
Proctor modificado.
Diagnóstico del estado actual de la vía : Esta actividad se realiza mediante un inventario de daños y fallas.
Los parámetros que se utilizan en el diagnóstico, los cuales hacen parte de la factibilidad técnica para rehabilitar mediante Whitetopping son:
Daños estructurales.
Daños asociados a la fatiga de las capas asfálticas.
Daños asociados a la alteración del perfil por deformaciones plásticas acumuladas.
Daños asociados a la inestabilidad de la banca.
Daños superficiales.
Daños asociados a las deficiencias en el diseño o fabricación de la mezcla asfáltica. Daños asociados a la calidad de los materiales.
Según las especificaciones de construcción de pavimentos de concreto hidráulico del Instituto de Desarrollo Urbano de Bogotá D.C. para la realización del inventario de daños y fallas que se consideran en una superficie de pavimento flexible (Ver Figura No.4), son las siguientes:
“Huecos o baches abiertos: Cavidades o depresiones producidas por
desprendimiento de la carpeta asfáltica y de capas granulares. Se consideran 3 tipos de huecos:
- Superficiales: solo comprometen la capa de rodadura y su profundidad es menor a 3 cm. - Medios: Comprometen parte o la totalidad de la carpeta asfáltica y su profundidad oscila entre 3 y 10 cm. - Profundos: Profundidad superior a 10 cm, con expulsión de material y compromiso de la base granular.
Fisuras longitudinales y transversales: Son agrietamientos longitudinales y/o transversales que no constituyen una malla, sino que se presentan en forma aislada o continua y son producidas por deficiencia en las juntas de construcción, contracción de la mezcla o desplazamiento de los bordes. Se consideran 3 tipos de fisuras:
- Longitudinales. - Transversales. - En bloque
Desgaste superficial: Son las irregularidades que se observan en la superficie, en áreas aisladas o en forma generalizada y son el producto del desgaste de las partículas superficiales o el desprendimiento de alguna de ellas por acción del tránsito o inclemencias del tiempo. El desgaste se clasifica en:
- Incipiente: Perdida de textura uniforme, mostrando rugosidad e irregularidades hasta de 5 mm de profundidad - Medio: Cuando las irregularidades están entre 5 mm y 15 mm de profundidad. Las partículas de agregado están expuestas y se siente vibración al circular. - Severo: Desintegración superficial de la carpeta, con desprendimientos evidentes y partículas sueltas sobre la vía.
Piel de Cocodrilo: Son agrietamientos en forma de malla que inicialmente se presenta en cuadros más o menos regulares con lados entre 25 y 30 cm, que qu e presentan fracturamientos progresivos en forma de piel de cocodrilo. Posteriormente estas fisuras se ensanchan y profundizan ocasionando desprendimientos. Se consideran tres (3) tipos de fallas:
- Incipiente: Cuando los agrietamientos son muy delgados y el tamaño de los cuadros tienen dimensiones próximas a 25 cm por lado. No existe deformación superficial. - Medio: Cuando los bloques se han reducido de tamaño y presentan aristas redondeadas por perdida de partículas, las grietas que los separan son mayores de 1 cm, se advierten deformaciones y movimientos relativos, y puede existir desprendimiento de algunos bloques. - Severo: Cuando las deformaciones son grandes y se presenta perdida del material asfáltico y se presenta aparición del material de base.
Ondulaciones: Son deformaciones grandes y notorias de la calzada de la vía, que alteran su perfil longitudinal, por efecto de asentamientos del terraplén o por levantamientos causados por las raíces de árbo les”.
A continuación se indican los trabajos a realizar para reparar las fallas existentes en el pavimento flexible antes de aplicar el rígido.
Deflectometría: Deflectometría: Para evaluar el soporte proporcionado por las capas existentes, se requiere de dispositivos como la viga Benkelman o de más precisión como el Falling Weight Deflectometer (FWD).
Estudio de transito: Es de vital importancia en el diseño del pavimento.
Para este tipo de rehabilitación se deben realizar unos conteos, acudir a las series históricas, todo con el propósito de determinar la proyección del tránsito futuro que tendrá la vía en su periodo de diseño.
Ensayos de placa: Cuando las deflexiones se toman mediante la viga Benkelman, una forma de “corroborar y tener mayor seguridad sobre la capacidad de soporte de la estructura actual ”, es mediante la
realización de mediciones para definir el valor de k, utilizando este ensayo.
Diseño El diseño del espesor de la losa de concreto para este tipo de rehabilitación re habilitación se hace como el diseño de un pavimento rígido nuevo, la diferencia es que la estructura de soporte será la estructura existente.
Existen varios métodos para diseñar la losa de pavimento rígido, ente los que se encuentran: [4]
PCA: Asociación de Cemento Portland (The Portland Cement Association). AASHTO: La Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte (The American Association of State Highway and Transportation Officials). ACPA: Asociación Americana de Pavimento en Concreto (American Concrete Pavement Association).
CDTO: Departamento de Transito del Estado de Colorado.
TDOT: Departamento de Transito del Estado de Texas.
IDOT: Departamento de Transito del Estado de Illinois.
Bibliografía
http://udesobrasciviles.blogspot.com/ http://www.ec.gba.gov.ar/uco/inversion_publica/Documentos/GU http://www.ec.gba.gov.ar/uco/inversion_ publica/Documentos/GUIA%20PAV IA%20PAV IMENTOS.pdf http://www.construdata.com/Bancoconocimiento/w/whitetopping/whitetop http://www.construdata.com/Bancoconocimie nto/w/whitetopping/whitetop ping.asp http://apuntesdeinvestigacion.upbbga.edu.co/wpcontent/uploads/Whitetopping.pdf
