Pavimentos rígidos - Equipos para la colocación y compactación del hormigón
Moldes metálicos: Deben ser rectos, sin torceduras con resistencia lateral para soportar la presión del hormigón sin flexionarse y de altura igual al espesor del pavimento. Vibradores externos o de superficie Cercha vibradora: es una viga sencilla o doble, de largo suficiente para cubrir el ancho de la losa. Pueden estar provistas de excéntricas o de vibradores de encofrado de manera que la regla a medida que se desliza sobre la arista de los moldes o sobre rieles especiales transmita las vibraciones al hormigón. Vibrador de bandeja: consiste en una bandeja horizontal (o serie de bandejas) que se extiende a todo el ancho de la losa, descansando completamente en ella sin tocar los moldes, se debe montar en un marco horizontal capaz de elevarlo fuera del contacto con el pavimento. Se emplea exclusivamente para compactar. Alisadora de rodillos: enrasa la superficie al tiempo que consolida el hormigón debido a su acción de golpe y vibración. En general se efectúan dos pasadas, la 1ª para compactar (alta frecuencia) y la 2ª para dar el acabado (baja frecuencia). La docilidad del hormigón debe ser mayor a 5 cm. Vibradores internos: se emplean como complemento de los equipos de superficie y en particular de las cerchas vibradoras. Los equipos de alto rendimiento están provistos de 5 a 6 vibradores de inmersión montados en un marco, el cual debe tener movimiento movimiento vertical para poder sacar o introducir los vibradores. Los trenes pavimentadores constan de un esparcidor de hormigón de gusano (sinfín) o paleta, que mantiene una alimentación alimentación en un espesor uniforme en todo el ancho de la faja. Lo sigue una batería de vibradores de inmersión los cuales producen la compactación en toda la masa a medida que la máquina avanza, seguido de una placa vibratoria que alisa la superficie.
INTRODUCCIÓN Los pavimentos rígidos son los también llamados pavimentos de concreto. El origen de las vías data desde antaño y desde siempre han sufrido modificaciones que las han levado cada vez a un desarrollo para un mejor funcionamiento, entre estos nuevos diseños de vías se encuentra las vías de pavimentos flexibles y de pavimentos rígidos, solo nos enfocaremos en los pavimentos rígidos. Los pavimentos rígidos se caracterizan por tener una larga vida útil y puedes ser diseñada para todo tipo de tráfico y uso, como avenida, aeropuerto y otros usos. De igual modo esta tienes numerosas ventajas sobre los pavimentos flexibles. Los pavimentos de concreto reciben la carga de los vehículos y la reparten a un área de la sub-rasante. La loza por su alta rigidez y alto módulo elástico, tiene un comportamiento de elemento estructural de viga. Ella absorbe prácticamente toda la carga. Estos pavimentos han tenido un desarrollo bastante dinámico. De acuerdo al adelanto tecnológico y científico correspondiente a la estructura de concreto. Reseña Histórica El uso de los pavimentos rígidos se remonta a más de 100 años. George Bartholomew, un norteamericano de Ohio, realizó las primeras pruebas en una faja experimental de 2.44 metros de ancho. Este descubrimiento dio inicio al proyecto de obras públicas más grande en la historia de la humanidad: el sistema de carreteras inter-estatal de los Estados Unidos de Norteamérica, con aproximadamente 27.500 Km de longitud. Pavimentos rígidos Los Pavimentos rígidos constan de un pavimento formado por una losa de hormigón, apoyada sobre diversas capas, algunas de ellas estabilizadas. Se distinguen diversos tipos en función de la clase de pavimento empleado: Pavimento de hormigón en masa vibrado: Es el más empleado, dada su gran versatilidad. Está dividido en losas mediante juntas para evitar la aparición de fisuras debido a la retracción del hormigón. Las juntas transversales se disponen a distancias aleatorias comprendidas dentro de un rango de valores (4-7 m) para evitar fenómenos de resonancia. También pueden emplearse pasadores de acero para asegurar la transmisión de cargas entre losas. En el caso de no hacerlo, deben inclinarse las juntas. Pavimento de hormigón en masa con juntas transversales inclinadas Pavimento continuo de hormigón armado: Muy resistente, aunque también excesivamente caro, por lo que sólo es idóneo para tráfico pesado. Emplea una cuantía geométrica longitudinal del 0.6%, suprimiéndose las juntas transversales e incluyendo en ocasiones fibras de acero distribuidas aleatoriamente para reforzar su estructura. Plantea pocos problemas de conservación y mantenimiento; este tipo de pavimentos se emplea sobre to do en Estados Unidos, y no tanto en nuestro país. Pavimento de hormigón compactado: Su puesta en obra se realiza mediante extendedoras y compactadoras dada su baja relación agua/cemento –entre 0.35 y 0.40-, por lo que el cemento suele contener un alto porcentaje de cenizas volantes para facilitar su trabajabilidad. Suelen acabarse con una capa de rodadura bituminosa, por lo que se les considera Pavimentos
mixtos. Tienen la ventaja de poder abrirse al tráfico rápidamente. Pavimentos de hormigón pretensado: La introducción de tendones de acero que sometan a compresión a la losa permite reducir considerablemente su espesor y aumentar su longitud. Usos Y Aplicaciones El pavimento rígido puede ser diseñado para calles, avenidas, carreteras y aeropuertos, para cualquier nivel de tráfico y prácticamente sobre cualquier tipo de suelo, con tal de que la subrasante sea razonablemente uniforme. Diseño Simplificado de Pavimento de Concreto El factor más importante en diseño de pavimentos de concreto es la resistencia del concreto utilizado. El concreto que quí se considera deberá tener una resistencia del concreto utilizado. El concreto que aquí se considera deberá tener una resistencia a la compresión de 300 kg/cm`2, mínimo , a los 28 días de edad, o antes si se especifica otra edad. Si se usara resistencia de 250 kg/cm`2, se deberá aumentar el espesor de la losa, unos 2 cm. Los pavimentos de concreto, están formado exclusivamente por la losa del concreto, la cual puede colocarse directamente sobre la sub rasante ( para poco tránsito o suelos buenos de la sub-rasante) o sobre la sub base. La sub base tiende a corregir defectos del suelo sub rasante, siendo así un mejoramiento de esa capa. a) Para contrarrestar la expansión y contracción excesivas del suelo de la sub-rasante. b) Para evitar la falla por “ bombeo” o eyección de finos y agua en la sub -base. c) Para evitar el congelamiento de los suelos finos. d) Como auxiliar en la construcción, principalmente en sub-rasantes muy arenosos. Por lo tanto, si en suelo de la sub rasante es de tipo granular, o si el pavimento no estará sujeto a tránsito intenso, no se justifica el uso de la capa sub base. Durabilidad y versatilidad • Alto ciclo de vida Los pavimentos de hormigón se diseñan normalmente para un período de vida de 20 años pudiendo llegar hasta 40 años en función de las necesidades. • Óptimo para asfalto antiguo Se pueden utilizar capas delgadas de hormigón denominado Whitetopping para la rehabilitación de asfalto antiguo con mayor durabilidad que para asfaltos nuevos. • Facilidad de Construcción Los pavimentos rígidos urbanos se pueden construir con equipos sencillos al alcance de cualquier empresa constructora. Para carreteras el país cuenta con tres pavimentadoras de molde deslizante de alto rendimiento. Seguridad y ahorro de energía ➢ Mejor visibilidad El hormigón es más reflejante que el asfalto, lo que aumenta la visibilidad y puede disminuir los costos de iluminación en las calles hasta en un 30%, lo que significa menor cantidad de luminarias y menor consumo de energía. ➢ Reducción de accidentes en lluvia Por su rigidez, El hormigón no se ahuella ni forma baches, impidiendo la acumulación de agua en su superficie y por lo tanto, evitando que se produzca el hidroplaneo de vehículos.
Mayor adherencia entre neumático y pavimento La textura controlada de los pavimentos rígidos que se aplica en el momento de su construcción garantiza la adherencia de las llantas reduciendo la distancia de frenado ➢
Técnica constructiva
La primera parte consiste en preparar la capa base, operación que requiere remover la capa superficial y compactar el suelo. También conocida como la preparación de la sub—rasante, esta etapa comprende todas las operaciones necesarias para obtener una superficie de apoyo del pavimento que sea lisa, compacta y homogénea.
Una vez preparada la sub—rasante, el constructor puede proceder al colocado del hormigón, para lo cual existen dos métodos de construcción: con formas fijas (encofrados) y con pavimentadora deslizante.
El método con formas fijas requiere el encofrado de la vía a ser pavimentada y los equipos
usualmente utilizados son reglas vibratorias, rodillos vibratorios, o máquinas de vibración y conformación transversales. La pavimentación con encofrados requiere un equipo de obreros que coloque y nivele los encofrados a través del perímetro del pavimento. Los encofrados mantienen el hormigón en su lugar hasta que éste alcance una resistencia mínima.
La pavimentadora deslizante no requiere de encofrados. La máquina extiende, compacta y
termina el hormigón en una sola pasada.
Sobre la capa base, y mientras la misma mantenga sus condiciones de estabilidad y humedad, se colocará el hormigón inmediatamente elaborado en la obra, en descargas sucesivas distribuyéndolo en todo el ancho de la calzada y con un espesor tal que al compactarlo resulte el indicado para el pavimento en los planos del proyecto o en las especificaciones del mismo.
Para el método de formas fijas, la distribución, enrasado y consolidación se realiza mediante el paso de la maquinaria (regla vibradora, por ejemplo) sobre el vaciado, de manera de compactarlo y borrar las imperfecciones que existan. Este trabajo debe ser complementado con vibradores de inmersión que compactarán el hormigón en todo el ancho de la losa.
Una vez compactado el hormigón, se procede a la terminación del mismo, dando a la superficie características de lisura y textura tales que al mismo tiempo faciliten el rodamiento y la hagan antideslizante. Para el alisado longitudinal, se utilizará la regla metálica y frotachos metálicos, los cuales son
manejados en forma transversal al pavimento de tal manera que prácticamente floten en la superficie del hormigón aún flexible.
Para la terminación se usará una rastra de arpillera (yute), que consiste en el arrastre de una faja de ese material humedecida sobre la losa vaciada. Este trabajo dará a la superficie una textura longitudinal arenosa. Después de la operación anterior, se efectuará un terminado con el empleo de un cepillo metálico con cerdas aceradas el cual se pasará perpendicularmente al eje longitudinal de la losa. Para finalizar con el trabajo, en los pavimentos rígidos es muy importante el curado del hormigón, para evitar la retracción temprana, por lo que resulta conveniente y económico el uso de una membrana de curado, pues el pavimento debe mantenerse húmedo al menos los primeros siete días. Esta membrana de curado se la aplica de forma uniforme en toda la superficie para evitar la evaporación del agua del hormigón. Como el vaciado del hormigón es realizado por losas, es necesario contar con mecanismos que aseguren que dichas losas cuenten con las características de flexión y resistencia uniformes. Para esto, en el transcurso del vaciado se utilizan juntas de diversas características que sirven para: |Controlar el agrietamiento transversal y longitudinal inducido por la contracción, ondulación, alabeo y cargas | |aplicadas. | |Dividir el pavimento en módulos de construcción prácticos. | |Absorber los movimientos de la losa. | | Proporcionar la transferencia de carga deseada | Juntas De Construcción Las juntas de construcción son colocadas en los lugares donde ha concluido la jornada de trabajo; separan áreas de hormigón colocado en distintos momentos uniendo hormigón nuevo con el existente de forma que no permita ningún movimiento. Adicionalmente a este tipo de juntas, se utilizan las barras pasajuntas o dovelas, que están formadas por varillas redondas lisas que se colocan a través de las juntas para transferir las cargas sin restringir el movimiento horizontal de la junta. Además, las pasa-juntas disminuyen la deflexión y los esfuerzos en la losa. Juntas de contracción Las juntas de contracción permiten el movimiento en el mismo plano de la losa e inducen el agrietamiento natural de contracción causado por el secado y los cambios de temperatura, pero en sitios preseleccionados. Otra función de estas juntas es el permitir la transferencia de cargas perpendiculares al plano de la losa. Estas juntas son realizadas mediante el aserrado con disco, es decir que se corta la losa, lo que proporciona un plano de debilidad en el que se iniciará el agrietamiento. Los cortes realizados deberán ser limpiados cuidadosamente para el rellenado y sellado de las juntas con material asfáltico flexible. Este sellado tiene como finalidad evitar el paso de agua a la sub-base o estructura de soporte de las losas. Finalmente, la apertura al tráfico se debe efectuar por etapas, pues es necesario que el hormigón alcance toda su resistencia, esto es a los 28 días del vaciado.
Costos Según un estudio realizado por el Instituto Boliviano del Cemento y el Hormigón (1999), “la ventaja del hormigón, comparada con los pavimentos asfálticos correctamente diseñados, es notable en todas las dimensiones del estudio, para todos los tráficos, suelos y climas considerados; el hormigón siempre es más barato, tanto a nivel de inversión inicial como de costos de mantenimiento, para los cuales el asfalto llega a ser hasta 20 veces más caro”. Comparación del Pavimento rígido con el Asfalto | | | |HORMIGÓN |ASFALTO | |Menor costo total, incluyendo construcción y mantenimiento. |Mayor Costo total, incluyendo construcción y mantenimiento | |Enorme vida útil (más de 20 años). |Pequeña vida útil. | |Menor costo de iluminación |Mayor costo de iluminación | |Conserva íntegra la sección transversal. |Se deforma, se ablanda. Se forman grietas de rodaje y baches. | |No se deforma en las zonas de frenado y arranque de vehículos |Se deforma en las zonas de frenado y arranque de vehículos. | |Distribuye muy bien las cargas. |No distribuye adecuadamente las cargas. | |No es afectada por el calor. |Altas temperaturas produce ablandamiento y pérdida de material.| |Mejor drenaje superficial, no se deforma ni encharca. |Se deforma y encharca aguas. | |El derrame de combustibles no la deterioran. |El derrame de combustibles la deterioran. | |Máximo de dos capas. |Capas múltiples. | |Mano de obra no especializada y abundante. |Mano de obra especializada y escasa. | |Se puede dar la superficie de textura deseada con gran |La superficie es lisa y resbaladiza cuando está mojada. Una | |resistencia al derrapaje. |rugosidad superficial retiene el agua. | |La superficie permanece íntegra a lo largo del tiempo. |La superficie se deteriora y deforma, perjudicando confort y | | |seguridad. | BIBLIOGRAFIA http://www.soboce.com/websoboce/html/appavimentorigido.htm
http://www.ingenieracivil.com/2008/04/pavimentos-rigidos.html http://www.buenastareas.com/ensayos/Pavimento-Rigido/108427.html
