JORNADA DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA
DISEÑO Y CONSTRUCCION DE PAVIMENTOS DE HORMIGON
DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Ing. Diego H. Calo
20-21 de Abril de 2010
Dirección Nacional de Vialidad – Distrito XVI Santiago del Estero
ÍNDICE DE LA PRESENTACIÓN
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
3
Mecanismos de falla en Pavimentos de Hº Simple
Fisuración Transversal o Longitudinal Descripción: Fisuras con orientación perpendicular o longitudinal al eje del pavimento. Causas posibles: • Fisuración temprana por aserrado tardío. • Fisuración por fatiga: espesor de calzada insuficiente y/o separación de juntas excesiva para las solicitaciones impuestas (cargas de tránsito y medio ambientales). • Pérdida de soporte por erosión. • Reflexión de juntas o fisuras de capas inferiores o de losas adyacentes. • Asentamientos diferenciales (longitudinales).
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
4
Mecanismos de falla en Pavimentos de Hº Simple
Rotura de Esquina Descripción: Fisura que intersecta una junta transversal con una junta longitudinal o borde de calzada orientada en general a 45º del eje del pavimento. Causas posibles: • Pobre transferencia de carga. • Losas con ángulos agudos. • Pérdida de soporte por erosión. Como evitarlas: • Transferencia de carga adecuada en tránsito pesado. • Diseño adecuado de juntas en superficies de geometría irregular. • Provisión de una subbase resistente a la erosión bajo tránsito pesado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
5
Mecanismos de falla en Pavimentos de Hº Simple
Erosión por Bombeo y Escalonamiento Descripción: Movimiento del agua (con material en suspensión) ubicada debajo de la losa o su eyección hacia la superficie como resultado de la presión generada por la acción de las cargas. Causas (deben coexistir los siguientes factores): • Material fino capaz de entrar en suspensión (arenas finas y suelos finos). • Disponibilidad de agua en las capas inferiores del pavimento. • Deflexiones excesivas en bordes y esquinas. Como evitarla: • Provisión de una subbase resistente a la erosión bajo tránsito pesado. • Evitar el ingreso de agua y/o facilitar su remoción. • Mejorar las condiciones de transferencia de carga. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
6
Mecanismos de falla en Pavimentos de H潞 Simple
Erosi贸n por Bombeo y Escalonamiento Carga
Losa anterior
Losa posterior Agua Base / Subbase
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
7
Mecanismos de falla en Pavimentos de H潞 Simple
Erosi贸n por Bombeo y Escalonamiento
Carga
Losa anterior
Losa posterior Base / Subbase
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
8
Mecanismos de falla en Pavimentos de H潞 Simple
Erosi贸n por Bombeo y Escalonamiento
Carga
Losa anterior
Losa posterior Base / Subbase
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
9
Mecanismos de falla en Pavimentos de H潞 Simple
Erosi贸n por Bombeo y Escalonamiento
Carga
Losa anterior
Losa posterior Base / Subbase
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
10
Mecanismos de falla en Pavimentos de H潞 Simple
Erosi贸n por Bombeo y Escalonamiento Carga
Escalonamiento Losa anterior
Losa posterior Base / Subrasante Acumulaci贸n de finos
Erosi贸n de material
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
11
Mecanismos de falla en Pavimentos de Hº Simple
Erosión por Bombeo y Escalonamiento 1ER ETAPA Junta Longitud.
Juntas Transversales
Tránsito
Banq. Externa
Escalonamiento Inicial
2DA ETAPA Incremento del escalonamiento
Banq. Externa
Eyección de Finos
3ER ETAPA Fisuración Transversal
Banq. Externa
Eyección de Finos
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
12
Mecanismos de falla en Pavimentos de Hº Simple
Despostillamientos Descripción: Defragmentación localizada de los labios de las juntas o fisuras. Causas Posibles: • Entrada de materiales incompresibles en las juntas o fisuras. • Hormigón debilitado por falta de compactación, de durabilidad o por aserrado prematuro o por retiro de moldes en juntas de construcción. Como evitarlas: • Especificar materiales de sello adecuados que prevengan la infiltración de agua y materiales incompresibles. • Mantener los sellos en buen estado de conservación. • Diseño adecuado de juntas. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
13
Mecanismos de falla en Pavimentos de Hº Simple
Levantamiento de Losas Descripción: Movimiento localizado hacia arriba de la superficie del pavimento en zona de juntas o fisuras, a menudo acompañado de una defragmentación. Causas Posibles: • Entrada de materiales incompresibles en la zona de junta. • Expansiones térmicas excesivas. • Inadecuado diseño de juntas en intersecciones y contra estructuras fijas. • Expansiones por Reacción Álcali - Sílice. Como evitarlas: • Diseño adecuado de juntas en intersecciones. • Especificar materiales de sello adecuados que prevengan la infiltración de agua y materiales incompresibles. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
14
Componentes Principales del Sistema Espesor Junta Longitudinal Junta Transversal
Calzada de Hormig贸n Barras de Uni贸n
Pasadores
Subrasante Subbase o base
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
15
Tensiones en Pavimentos Rígidos
Datos: • Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 3,65 m. • ∆T: 0ºC. • k: 150 MPa/m • Eje simple 100 KN
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
16
Tensiones en Pavimentos Rígidos
K: 100 MPa/m
Datos: • Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 3,65 m. • ∆T: 0ºC. • Eje simple 100 kN
K: 50 MPa/m
K: 150 MPa/m
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
17
Influencia de la Rigidez de apoyo en las tensiones generadas Caso 1: Fundación Perfectamente Rígida
Esubbase = ∞
Esubbase = ∞
Debido a la rigidez de la fundación, la carga no genera deflexiones ni tensiones en la losa.
Durante una carga medioambiental, la fundación no acompaña la deformación de la losa y se genera pérdida de apoyo.
Caso 2: Fundación Muy Flexible
Esubbase = 0 Debido a la falta de soporte la losa deflecta significativamente y se generan elevadas tensiones de flexión.
Esubbase = 0 Durante una carga medioambiental, la fundación acompaña la deformación de la losa manteniendo su soporte.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
18
Tensiones en Pavimentos Rígidos
K: 100 MPa/m
Datos: • Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 3,65 m. • ∆T: 10ºC. • E: 35 GPa.
K: 50 MPa/m
K: 150 MPa/m
• CET: 1,10 10-5 1/ºC
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
19
Tensiones en Pavimentos R铆gidos 0.70
Tensiones de alabeo / Resistencia a tracci贸n
k=40 MPa/m (28d)
k=120 MPa/m (28d)
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00 CRM
CRMT
PPB
PPG
PPD
CRP
CRPT
Tipo de Agregado
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CR+B
20
Deformaciones en Pavimentos Rígidos Datos: • Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 3,65 m. • ∆T: 0ºC. • k: 150 MPa/m • Eje simple 100 KN
Carga Interna - Dzmax: 0,144 mm (100%)
Carga en Junta - Dzmax: 0,389 mm (270%)
Carga en Borde - Dzmax: 0,26 mm (180%)
Carga en Esquina - Dzmax: 0,646 mm (450%)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
21
TRANSFERENCIA DE CARGA Es la capacidad de una losa de transferir su carga a una losa vecina D1 = X/2
D1 = x
D2 = X/2
D2 = 0
Mala Transferencia de Carga
• Trabazón entre agregados • Pasadores • Banquina de hormigón – Banquina Vinculada – Cordón Cuneta – Sobreancho de Carril
Buena Transferencia de Carga
Tienen un efecto similar
Con cordón integral, si el cordón se ejecuta en una segunda etapa, no hay contribución estructural
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
22
Transferencia de Carga en Juntas Transversales
Trabaz贸n entre agregados por debajo del aserrado primario INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Transferencia de Carga en Bordes de Calzada
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
23
24
Sobreancho de Calzada 1.80
0.70 Tensiones - Carga en Borde
• Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 4,25 m.
Deformaciones - Carga en Esquina
0.60
1.40 0.50 1.20 0.40
1.00
0.80
0.30
0.60 0.20 0.40
• ∆T: 0ºC.
0.10
• CET: 1,10 10-5 1/ºC • k: 150 MPa/m. • Eje Simple: 100 KN
0.20
0.00
0.00 0
0.15
0.3
0.45
Distancia al Borde, m
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
0.6
0.75
Deformación Máxima, mm
Datos:
Tensiones Máximas (Fondo de Losa), MPa
1.60
25
Influencia de la transferencia de Carga
Carga Interna - Dzmax: 0,134 mm (100%)
En Esquina sin sob y sin pas - Dzmax: 0,506 mm (377%)
Datos: • Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 4,25 m. • ∆T: 0ºC. • E: 35 Gpa. • k: 150 MPa/m. • Eje Simple: 100 KN
En Esquina sin sob y con pas - Dzmax: 0,350 mm (260%)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
26
Influencia de la transferencia de Carga
Carga Interna - Dzmax: 0,134 mm (100%)
En Esquina con sob y sin pas - Dzmax: 0,295 mm (220%)
Datos: • Espesor: 25 cm. • Largo: 4,50 m. • Ancho: 4,25 m. • ∆T: 0ºC. • E: 35 Gpa. • k: 150 MPa/m. • Eje Simple: 100 KN
En Esquina con sob y con pas - Dzmax: 0,216 mm (160%)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
27
Método de la Portland Cement Association • Procedimiento Empírico- Mecanicista basado en respuestas de pavimentos matemáticamente calculadas. • Calibrado con Ensayos de campo y rutas en servicio. • Lanzado originalmente en 1966 y revisado en 1984. • Limita las tensiones desarrolladas en el Pavimento (Criterio de verificación por fatiga). Limitante para bajo tránsito pesado. • Limita las deflexiones desarrolladas en bordes y esquinas (Criterio de verificación por erosión). Limitante para elevado tránsito pesado. • Recientemente el ACPA ha lanzado una nueva versión para vías de Bajo Volumen de Tránsito Pesado (ACPA StreetPave). INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
28
Ubicación Crítica de Cargas Junta transversal
Junta transversal
Carril Eje Tándem
Banquina de Hormigón (si existe)
Posición crítica de la carga para las Deformaciones
Carril Eje Tándem
Banquina de Hormigón (si existe)
Posición crítica de la carga para las Tensiones de Flexión
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
29
Factores involucrados en el diseño • Capacidad soporte de la subrasante (k subrasante). • Tipo y espesor de Subbase (k combinado). • Propiedades mecánicas del hormigón. • Período de diseño. • Tránsito. Configuración de cargas por eje. • Transferencia de cargas en juntas transversales (pasadores / trabazón entre agregados). • Transferencia de carga en bordes (Tipo de banquina / sobreanchos de calzada). • Factor de seguridad de cargas.
Siempre incorporar el valor medio o más probable
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
30
METODO AASHTO 1993 AASHO Road Test (1958-1960) • Tercer ensayo a gran escala en pavimentos. • Se evaluaron secciones de pavimento rígido y flexible. • Se evaluaron distintas configuraciones de carga, espesores de calzada y subbase. • Se estudiaron secciones de pavimentos de hormigón simple y reforzado. • Objetivo central: desarrollar relaciones entre cargas de tránsito pesado aplicadas, estructura del pavimento y pérdida de Serviciabilidad. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
31
METODO AASHTO 1993 Factores involucrados en el diseño • • • • • • • • • • •
Serviciabilidad Inicial (po). Serviciabilidad final (pt). Período de diseño Tránsito en ejes equivalentes (W18) Factor de transferencia de carga (J) Módulo de rotura del Hormigón (MR) Módulo de elasticidad del Hormigón ( Ec) Módulo de reacción de la subrasante (k, LOS) Coeficiente de drenaje (Cd) Confiabilidad (R, ZR). Siempre incorporar Desvío Global (so). el valor medio o más probable INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
32
ACPA StreetPave • Método de diseño de pavimentos de hormigón basado en el método de la Portland Cement Association (1984). • Se había desarrollado originalmente como un nuevo software bajo Windows que reemplazara el PCAPAV • Se recomienda aplicarlo para el diseño de arterias con bajos volúmenes de tránsito pesado. • Se consideró que algunos aspectos del método anterior llevaban a soluciones muy conservadoras, por lo cuál fue extensivamente revisado. • Se conservaron ambos criterios de verificación, aunque eliminando aquellos factores que se consideró que generaban un sobre-dimensionamiento. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
33
MODELO DE FATIGA (PCA)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
34
MODELO DE FATIGA (ACPA)
Numero de aplicaciones admisibles, Log N
14
− SR −10.24 ⋅ log(S ) log( Nf ) = 0 . 0112
12
10
PCA
0.217
S = 95% S = 90% S = 80% S = 70% S = 60%
8
S = 50% 6
4
2
0 0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Relación de Tensiones
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
0.9
1
35
FACTORES INVOLUCRADOS EN EL DISEÑO • • • • • •
Valor soporte de los suelos de subrasante. Tipos, espesores y Módulos de las distintas capas (kc). Propiedades mecánicas del hormigón (MR, E). Período de diseño. Tránsito. Configuración de cargas por eje. Crecimiento, Distribución, etc. Transferencia de cargas en juntas transversales (pasadores / trabazón entre agregados). • Transferencia de carga en bordes (Tipo de banquina / sobreanchos de calzada). • Confiabilidad. • Porcentaje de Losas Fisuradas.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
36
PORCENTAJE DE LOSAS FISURADAS Efecto combinado del Porcentaje de losas fisuradas con la confiabilidad. Confiabilidad
Losas Fisuradas
Losas fisuradas (valor probable)
Residencial Liviano
75 %
15 %
7,5 %
Residencial
80 %
15 %
6%
Colectoras
85 %
10 %
3%
Arteria Menor
90 %
10 %
2%
Arteria Principal
95 %
5%
0,5 %
Clasificación
Valor Probable = (100% − Confiabilidad) ⋅ Losas Fisuradas / 50%
( 1 − R ) ⋅ PLF S = 1− 0 .5
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
37
DISPOSICIÓN DE JUNTAS El objetivo es “copiar” el patrón de fisuración que naturalmente desarrolla el pavimento en servicio mediante un adecuado diseño y ejecución de juntas transversales y longitudinales, e incorporar en las mismas mecanismos apropiados para la transferencia de cargas. Un adecuado diseño de las juntas permitirá:
⇒ Prevenir la formación de fisuras transversales y longitudinales. ⇒ Proveer transferencia de carga adecuada. ⇒ Prevenir la infiltración de agua y de materiales incompresibles a la estructura del pavimento.
⇒ Permitir el movimiento de las losas contra estructuras fijas e intersecciones
⇒ Dividir la construcción del pavimento en incrementos acordes a la tecnología empleada. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
38
TIPOS DE JUNTAS JUNTAS TRANSVERSALES ⇒ Contracción: Controlan la formación de fisuras ⇒ Construcción: Juntas de fin de jornada o por imposibilidad de continuar con el hormigonado. ⇒ Aislación / Dilatación: permite movimientos relativos con estructuras fijas u otros pavimentos. JUNTAS LONGITUDINALES ⇒ Contracción: Controlan la formación de fisuras ⇒ Construcción: Pavimentación por fajas. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
39
TRANSV. DE CONTRACCIÓN- DISEÑO Separaciones Recomendadas • Sep. Máxima recomendada: 6,0 m. • Bases Cementadas: 21 x E • Bases Granulares: 24 x E
Otras Consideraciones • Relación largo/ancho < 1,5 (Recomendado ≤ 1,25). • Otros factores que influyen: Coef. Dilatación Térmica del Hº, Rigidez de la base, Condiciones Climáticas, etc.
DEBE PRIMAR LA EXPERIENCIA LOCAL INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
40
TRANSFERENCIA DE CARGA TRABAZÓN ENTRE AGREGADOS Interacción de corte entre partículas de agregados de las caras de la junta por debajo del aserrado primario. Resulta aceptable para vías de bajo tránsito pesado (80 a 120 VP/d) El grado de transferencia de carga se encuentra afectado por: • Espesor de losa. • Separación entre juntas (abertura de juntas) • Mejores condiciones de drenaje. • Empleo de agregados triturados. • Agregados con TM > 25 mm. • Subbases Rígidas. • Condiciones de soporte en bordes. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
41
TRANSFERENCIA DE CARGA - PASADORES Deben emplearse en vías de Tránsito Pesado (donde no es suficiente la transferencia de carga por trabazón). Características: Tipo de acero
Tipo I (AL-220)
Superficie
Lisa, libre de óxido y con tratamiento que impida la adherencia al hormigón.
Longitud
45 cm.
Diámetro
25 mm para E ≤ 20 cm 32 mm para 20 < E ≤ 25 cm 38 mm para E > 25 cm
Separación
30 cm. de centro a centro 15 cm. de centro a borde
Ubicación
Paralelo al eje de calzada Mitad del espesor de losa Mitad a cada lado de la junta transversal INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
42
LONGITUDINALES DE CONTRACCIÓN ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
Se construyen para controlar la fisuración longitudinal. Se ejecutan (por aserrado) cuando se pavimentan 2 o más trochas simultáneamente. La transferencia de carga se efectúa por trabazón entre agregados. Se recomienda ubicarlas junto a las líneas demarcatorias de división de carriles (evitar las zonas de huellas). No colocar barras de unión a menos de 40 cm. de las juntas transversales. Barra de Unión nervurada
E/3
E/2
E
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
43
¿COMO CONTROLAR LA FISURACIÓN?
Resistencia del Hº
Temprano Desprendimientos
Ventana de Aserrado
Demasiado Tarde Fisuración
Las tensiones de tracción Exceden la resistencia del Hº
Resistencia Mínima sin Desprendimientos excesivos
Tiempo
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
44
Cuales son los factores principales que inciden en este fenómeno • Características de la mezcla. • Condiciones Ambientales. • Condiciones de la superficie de apoyo (terminación superficial, rigidez, permeabilidad). • Protección y curado del hormigón. • Aserrado de juntas Posicionamiento de Pasadores.
¿Cuales de estos factores se encuentran bajo nuestro control?
y
• Diseño de juntas de contracción.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
45
Características de la Mezcla Recomendaciones Generales: •
Evitar en la etapa de diseño el empleo de hormigones de elevada resistencia. Se recomienda diseñar con una resistencia a flexión a 28 días del orden de 4,5 MPa.
•
Previo a su utilización en un proyecto, evaluar las características de los agregados, o del hormigón elaborado con los mismos (Coeficiente de expansión térmica, Módulo de elasticidad, Módulo de rotura, etc.).
•
En la etapa de dosificación, optimizar la distribución granulométrica de agregados para minimizar el contenido de agua y de cemento.
•
Evitar el empleo de agregados con polvo adherido.
•
Emplear agregados saturados (+ importante en agregados de elevada absorción y en clima caluroso). INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
46
Condiciones Ambientales Posibles riesgos (condiciones de reducción de la ventana de aserrado) •
Brusca caída de temperatura o lluvia.
•
Altas temperaturas en días soleados.
•
Condiciones ventosas y de baja humedad.
Recomendaciones generales: •
Extremar los recaudos en las tareas de curado y protección durante las primeras horas.
•
Considerar la modificación del horario de pavimentación (altas temperaturas en días soleados).
•
Considerar la adopción de medidas especiales para incrementar la confiabilidad. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
47
Condiciones Ambientales
60
55
Temperatura [ยบC]
50
45
40
35
30
25 9:00
11:00
13:00
15:00
17:00
19:00
21:00
Hora
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
48
Condiciones de la superficie de apoyo Recomendaciones Generales: • Se deberá contar con un apoyo firme, uniforme y estable. • Si se emplean subbases rígidas deberá proveerse una terminación lo más lisa posible (evitar trabas mecánicas). • Si se emplean subbases rígidas emplear un ruptor de adherencia. (tratamiento bituminoso, parafina, film de polietileno, etc.). • La base debe encontrarse saturada. • Si se emplea una subbase abierta, impedir la penetración del hormigón en la base.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
49
Protección y curado del hormigón Recomendaciones Generales: • Aplicar el compuesto de curado en la dosis apropiada tan pronto se finalicen las tareas de terminación. • Verificar una correcta distribución del producto y el tiempo de formación de la membrana. • Verificar elasticidad y comportamiento. • Bajo condiciones rigurosas puede considerarse la adopción de medidas de protección adicionales.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores Recomendaciones Generales: -
Pasadores libres de óxido y con tratamiento antiadherente en toda su longitud. NO EMPLEAR GRASA.
-
Pasadores perfectamente cortados, sin rebabas ni resaltos.
-
Verificar una correcta densificación en zonas de inserción o canastos.
-
El aserrado debe comenzar tan pronto como el hormigón permita ser cortado sin desprendimientos de agregados gruesos o roturas.
-
El aserrado nunca debe ser demorado o interrumpido, más allá de la hora del día o la condición climática. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
50
Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
51
Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores Recomendaciones Generales: -
Profundidad de aserrado: 1/3 E Subbases Tratadas; 1/4 E Granulares (JT); 1/3 E Juntas Longitudinales.
-
Contar con cantidad suficiente de aserradoras en el frente (mínimo 3) y una adicional para contingencias.
-
La secuencia de corte se corresponde exactamente con el mismo orden de aparición de las fisuras en el pavimento.
-
No efectuar cortes alternados. Solo se efectúa en casos de contingencias.
-
El corte de las juntas longitudinales se debe efectuar levemente retrasado del aserrado transversal.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
52
Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores Posicionamiento y Alineación de Pasadores -
Posibles Problemas: Defecto
-
Despost.
Fisuración
Transf. carga
Traslación Transversal
NO
NO
SI
Traslación Longitudinal
NO
NO
SI
Traslación Vertical
SI
NO
SI
Desalineación Horizontal
SI
SI
SI
Desalineación Vertical
SI
SI
SI
Tolerancias:
Traslación: ± 25 mm
Desalineación < 2% - 3%
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
53
Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores Pasadores Desalineados
Mal Posicionamiento de Pasadores INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
54
55
TRANSVERSALES DE CONSTRUCCIÓN ⇒ Se efectúan al final de la jornada de trabajo o en interrupciones programadas (puentes, estructuras fijas, intersecciones) o por imposibilidad de continuar con el hormigonado. ⇒ La transferencia de carga se efectúa a través del pasador. ⇒ Principales fuentes de rugosidad. Minimizar su empleo. Intensificar los controles con la regla de 3m. ⇒ Se deben ubicar en coincidencia con la de contracción (Tomar precauciones cuando se pavimente por trochas).
Espesor de losa "E"
1/2 E
Pasador
Junta de emergencia – En tercio central y provista con barras de acero nervurado en igual disposición a la de los pasadores.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
56
LONGITUDINALES DE CONSTRUCCIÓN ⇒ Se ejecutan cuando la calzada es construida por fajas. ⇒ En caso de posibles ampliaciones, dejar los bordes con machimbre. ⇒ No ejecutar el aserrado primario. ⇒ Prestar especial atención a las condiciones de terminación de los bordes. Barra de Unión corrugada E/2 E
Machihembrado semicircular o trapezoidal INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
57
JUNTAS DE DILATACIร N Pasador D= 25, 32 o 38 mm
Material de Sellado Cรกpsula (30 mm de carrera libre)
1/2 E
Espesor de losa "E"
Material de Relleno 20 mm
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
58
JUNTAS DE DILATACION En intersecciones asimĂŠtricas o en T no deben colocarse pasadores, de modo de permitir movimientos horizontales diferenciales Material de Sellado
Espesor de losa "E"
6 a 10 E
1,2 E
20 mm Material de Relleno
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
59
DISPOSICIÓN DE JUNTAS EN INTERSECCIONES REGLAS REGLAS GENERALES GENERALES QUE QUE HACER HACER •• Respetar Respetar las las separaciones separaciones máximas máximas recomendadas. recomendadas. •• Mantener Mantener la la relación relación de de esbeltez esbeltez por por debajo debajo de de 1,5. 1,5. Recomendado Recomendado L/A L/A << 1,25. 1,25. •• Coincidir Coincidir con con juntas juntas de de pavimentos pavimentos existentes. existentes. •• Coincidir Coincidir juntas juntas con con estructuras estructuras fijas fijas (usualmente (usualmente en en pavimentos pavimentos urbanos). urbanos). •• Colocar armadura distribuida Colocar armadura distribuida (µ µµ>0,05%) (µ >0,05%) en en ambas ambas direcciones direcciones en en losas losas de de esbeltez esbeltez mayor mayor de de 1,5. 1,5.
QUE NO HACER • Ancho de losas < 0,3 m. • Ancho de losas > 4,5 m. o a la sep. máxima recomendada. • Ángulos < 60º (recomendado ~ 90º) • Esquinas interiores. • Formas irregulares (mantener losas tan cuadradas como sea posible). • Ubicar juntas longitudinales en zona de huellas.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
60
0.5 - 1.0 m
0.5 m
Pasos 1, 2 y 3 1. Dibujar los bordes de calzada y los cordones cuneta (si existen). 2. Trazar paralelas a los bordes donde se producen cambios en el ancho de calzada. 3. Dibujar las lĂneas que definen los carriles de ambas arterias. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
61
Pasos 4 y 5 4. Prolongar los carriles principales que intercepten líneas auxiliares. 5. Trazar juntas transversales donde el pavimento cambia de ancho. No prolongar juntas que alcancen una paralela. La juntas en la arteria transversal que se encuentran más alejadas de la principal deberá ser de dilatación. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
62
Pasos 6 y 7 6. Agregar juntas transversales intermedias a las anteriores. Mantener el espaciamiento por debajo de las máximas recomendadas. 7. Extender los bordes del pavimento para definir la “zona de intersección”. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
63
Pasos 8, 9 y 10 8. Chequear las distancias entre la “zona de intersección” y las juntas adyacentes. 9. Si las separaciones superan la máxima deseada, agregar juntas intermedias. 10. Trazar líneas desde el centro de la curva a la “zona de intersección” y a cualquier junta intermedia. Agregar juntas en las mismas. Resolver los puntos conflictivos. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
64
SELLADO DE JUNTAS Objetivos
Problemas asociados
Minimizar el ingreso de agua
1. Reducción de la capacidad estructural global del pavimento. 2. Infiltración de agua a la interfase losa – apoyo con el riesgo de pérdida de soporte por erosión.
Minimizar ingreso de materiales incompresibles
1. Levantamiento de losas (blow-up) 2. Despostillamientos de los labios de las juntas.
Procedimiento 1. Adecuada selección del material de sellado. 2. Diseño y Ejecución del reservorio. 3. Limpieza de la caja y aplicación del puente de adherencia (si lo requiere). 4. Aplicación del material de sello.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
65
SELLADO DE JUNTAS
A 5-8 mm
Selladores líquidos •
Su buen desempeño depende también de la adherencia a largo plazo con las cara de la junta.
•
Trabajos previos a su colocación: lavado, arenado y soplado
•
Diferentes tipos: Aplicación en frío o en caliente, de uno o dos componentes y Autonivelantes o de terminación con herramienta.
•
Requieren de la aplicación de un cordón de respaldo.
•
Se respetará el “Factor de Forma”, según material de sellado (FF=E/A): Materiales en caliente FF = 1, Silicona FF = 0,5.
•
Vida útil esperable: materiales en caliente: 3 a5 años, silicona: 10 a 15 años.
E
Cordón de respaldo
Juntas de Construcción A 5-8 mm E
Cordón de respaldo
Juntas de Contracción
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
66
SELLADO DE JUNTAS Limpieza: • La limpieza es por lejos la tarea más importante en el sellado de juntas. Para la mayoría de los selladores líquidos, los distintos fabricantes recomiendan esencialmente los mismos procedimientos. • El objetivo es eliminar en forma integral todo resto de lechada de cemento, compuesto de curado y demás materiales extraños y de mejorar la adherencia a las paredes de la junta. 1º Paso: Hidrolavado • Objetivo: Eliminar los restos de material fino producto de las tareas de aserrado • La presión de agua deberá ser de 5 a 7 kg/cm 2. • Se recomienda aplicarlo inmediatamente después del aserrado secundario (cajeado). INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
67
SELLADO DE JUNTAS 2º Paso: Arenado • Objetivo: Alcanzar una textura rugosa en las caras de la junta para mejorar la adherencia del sellador a las paredes de la junta. • El arenado no debe efectuarse dirigiendo la boquilla directamente a la junta. • La boquilla debe sostenerse en ángulo cercana a la junta para limpiar los 25 mm superiores de la caja. • Deberán efectuarse una pasada por cada pared del reservorio para alcanzar buenos resultados. INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
68
SELLADO DE JUNTAS 3º Paso: Soplado • Objetivo: Eliminar restos de arena, suciedad y polvo de la junta y de la superficie del pavimento, provistos por la tarea anterior o el propio tránsito de obra. • Presión recomendada 6kg/cm2. • Deberá aplicarse en lo posible justo antes de proceder a la instalación del cordón de respaldo y sellado. • Se debe repetir la limpieza con chorro de aire en aquellas juntas que han quedado abiertas durante la noche o por períodos prolongados.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
69
SELLADO DE JUNTAS Colocación del material de respaldo • Impide el contacto del sellador con el fondo de la caja y permite alcanzar el factor de forma especificado. • Optimizar la cantidad de sellado utilizada, minimizando las pérdidas de material en el fondo de la junta. • Diámetro: mínimo 25 % mayor que ancho de caja (no estirar) • Se coloca con un herramienta especial (rueda), que posiciona el cordón a la profundidad necesaria
A nivel de la superficie No respeta el FF Adherido al fondo de la caja
QUE NO HACER INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
70
SELLADO DE JUNTAS Ensayo de adherencia • Efectuar un corte transversal a la junta de una cara a la otra. • Efectuar dos cortes longitudinales de 3 pulgadas de longitud a ambos lados de la junta. • Efectuar una marca a 1 pulgada de distancia según se ilustra. • Tomar firmemente el sello, más allá de la marca efectuada y tirar a un ángulo de 90º. • El resultado es satisfactorio (pasa) cuando la marca de 1 pulgada se elonga hasta 4 pulgadas sin que exista pérdida de adherencia. • Si se encuentran sellados distintos substratos, verificar la adherencia con ambos substratos en forma separada. (Se extiende el corte longitudinal de un lado de la junta para verificar la adherencia con el lado opuesto). INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
71
SELLADO DE JUNTAS Pérdida Pérdida de de adherencia adherencia con con las las paredes paredes de de la la caja caja
Falla Falla del del sello sello de de juntas juntas
Sellado Sellado aa Nivel Nivel de de superficie superficie
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
72
GRACIAS ING. DIEGO H. CALO DIVISIÓN PROYECTOS Y DESARROLLO dcalo@icpa.com.ar
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO