REFUERZOS DE PAVIMENTOS CON HORMIGÓN SOBRE

REFUERZOS DE PAVIMENTOS CON HORMIGÓN SOBRE ASFALTO
Revista Cemento Año I, Nº 4
El alto nivel de comportamiento de los recubrimientos de hormigón en
los caminos de Iowa permite ubicar a este sistema de refuerzo como la
mejor solución para la rehabilitación de antiguos pavimentos
asfálticos.
En el estado de lowa, Estados Unidos, la solución a los altos costos de
mantenimiento de los pavimentos flexibles consiste en colocar recubrimientos de
hormigón.
Desde 1960 hasta la fecha se han ejecutado más de 500 km utilizando este
sistema, eliminando así los baches, las fisuras, los ahuellamientos y la pérdida
del material de la base.
En 1918 lowa inició la aplicación de este sistema y desde entonces se constituyó
en el estado líder en el uso de los pavimentos de hormigón en los Estados
Unidos de América.
La Asociación de Pavimentadores de Hormigón de lowa tiene documentos muy
detallados sobre el comportamiento de muchos kilómetros de caminos
pavimentados con hormigón, con espesores variando de 0,15 m a 0,18 m y
anchos de 7 m. En los documentos mencionados existen registros de pavimentos
de hormigón con más de 30 años de antigüedad con mantenimiento mínimo. Los
ingenieros dedicados a los temas viales han comenzado a reconocer que los
pavimentos flexibles, en los caminos de lowa, exigen mantenimientos
importantes con intervalos de 12 años a 15 años, lo cual contrasta con la
experiencia que se tiene con los pavimentos de hormigón.
Estos hechos indican que el empleo de recubrimientos de hormigón podría
disminuir los costos de mantenimiento y aumentar el período de las
rehabilitaciones de los pavimentos.
Las comparaciones en los costos de los refuerzos de asfalto y de hormigón en
lowa, muestran una diferencia en contra de los últimos, pero dado que los de
hormigón tienen una vida útil de más del doble que los de asfalto y a su vez
requieren poco mantenimiento, realizar el análisis del costo teniendo en
cuenta la vida útil de los pavimentos, se concluye que el hormigón es la
mejor inversión.
PRIMEROS PROYECTOS
Como la actividad constructiva en campo de los pavimentos ha entrado en la
era de la rehabilitación, los ingenieros y la industria de la construcción de
pavimentos de hormigón han desarrollado e implementado ensayos de campo
con refuerzos de hormigón adheridos o no y recubrimientos delgados.
Las primeras pruebas se realizare en 1960 cerca de Sergeant Bluff en el
Condado de Woodbury, en lowa, y en otros estados se han construido
pavimentos de hormigón sobre bases de asfalto desde los años 60.
El comportamiento de estos primeros proyectos demostró la viabilidad y la
economía de los métodos de rehabilitación con hormigón de los caminos
pavimentados con asfalto.
En 1977 se comenzaron a utilizar lo refuerzos de hormigón en los condados de
Dallas, Boone y Washington con el objetivo de programar la rehabilitación de
sus redes viales Desde entonces, 21 de los 94 condados de lowa y los
condados de Washington y Louisa han cubierto prácticamente todos sus
pavimentos asfálticos con hormigón. Varios condados que en el pasado
construyeron pocas carreteras con pavimentos de hormigón han vuelto a
utilizar este material debido a los malos resultados que tuvieron con el uso del
pavimento asfáltico.
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Los primeros procedimientos para el diseño de los refuerzos para vías de
tránsito liviano no fueron muy precisos. El destacado comportamiento de los
pavimentos de hormigón, que tenían espesores de 0,15 m a 0,18 m,
construidos sobre el suelo natural, llevó a los ingenieros a concluir que los
recubrimientos de hormigón, con espesores de 0,12 m a 0,15 m sobre
pavimentos asfálticos podrían presentar un buen comportamiento, siempre y
cuando el pavimento existente contribuyera estructuralmente.
En base a estas experiencias, los condados de lowa comenzaron a construir los
refuerzos de hormigón con 0,12 m de espesor. Luego, con la ayuda de los
diseños asistidos por computadora, se verificaron las suposiciones y se observó
que dichas estructuras eran adecuadas a la luz del procedimiento de diseño de
la AASHTO, la cual tiene en cuenta: la condición del pavimento por recuperar,
el tránsito del proyecto y el período de diseño.
Algunos refuerzos construidos con 0,10 m de espesor, han necesitado
pequeños mantenimientos a los 10 años de estar en servicio. Sin embargo, los
ingenieros prefieren colocar 0,12 m o más, sabiendo que 2 cm adicionales de
hormigón pueden duplicar la capacidad de la estructura.
Aún más, algunas autoridades gubernamentales piden la colocación de 0,18 m
ó 0,20 m de espesor con el fin de aumentar la vida útil de la rehabilitación a 40
años o más.
La afirmación de que un pavimento de hormigón bien diseñado puede prestar un
buen servicio durante mucho tiempo, está sustentado por el comportamiento de
miles de kilómetros que están en excelente condición después de 25 y 30 años
de servicio.
En 1993 la edición de la "Guía para el diseño de pavimentos" de la AASHTO,
incluyó recomendaciones para el diseño de recubrimientos de hormigón en
pavimentos de asfalto, entre las cuales están: Que el diseño del espesor se debe
hacer como si se tratara de un pavimento nuevo de hormigón, utilizando un
módulo de reacción de la subrasante efectivo que represente la capacidad de
soporte del pavimento flexible. Sin embargo, debido al poco tiempo de
observación en que han estado los recubrimientos de hormigón, las
recomendaciones de la guía AASHTO arrojan soluciones conservadoras,
especialmente en las aplicaciones para vías de tránsito liviano. Aún así, la guía es
un buen punto de referencia.
DETALLES CONSTRUCTIVOS
Los recubrimientos de hormigón son una alternativa que aventaja en
comportamiento las construcciones nuevas sobre suelos vírgenes y bases
granulares, o tratadas. En las primeras obras, se pedía una superficie pulida para
el pavimento flexible, de manera que se colocaran espesores uniformes. Luego se
construyeron refuerzos colocados directamente encima del pavimento obteniendo
también buenos resultados. En este caso se necesita hacer solamente una
limpieza superficial antes de la colocación del refuerzo, vertiendo luego el
hormigón sobre los huecos y los ahuellamientos.
Esta manera de proceder demanda espesores de hormigón más gruesos,
especialmente en las áreas más vulnerables o débiles.
En áreas con ahuellamientos severos y en las zonas con huecos hasta de 50 mm
de profundidad se puede proceder primero a un fresado o a un rellenado para
obtener una superficie continua.
En cuanto a las grietas hasta de 50 mm de ancho se llenan con emulsiones asfálticas
o con inyecciones de mortero hidráulico para prevenir su reflexión en el
recubrimiento.
Las especificaciones del hormigón para los refuerzos son las mismas que
se piden cuando se trata de un pavimento nuevo.
En muchos proyectos se pide una mezcla que desarrolle la resistencia de tal forma
que el pavimento se pueda librar al servicio a los siete días o menos. Pero
cuando se necesita reducir el tiempo del cierre del camino a 24 h o 36 h se
especifica la utilización del cemento de alta resistencia inicial.
Durante los días calurosos el constructor debe medir la temperatura del pavimento
existente para suspender la obra con el fin de impedir el alabeo excesivo.
Cuando al tocar con la palma de la mano la superficie del pavimento es molesta,
éste se debe enfriar humedeciéndolo o aplicándole una lechada de cal.
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Muchos pavimentos de asfalto están oxidados y agrietados por el paso del tiempo
y del tránsito, por lo que absorben menos calor y por ende no necesitan ser
enfriados. Con frecuencia, los recubrimientos se construyen con el fin de
fortalecer o proteger los bordes del pavimento y como la sección de los
pavimentos asfálticos normalmente tiene una pendiente transversal mayor que la
que poseen los pavimentos de hormigón, el espesor del refuerzo es mayor en los
bordes exteriores.
La superficie del hormigón fresco se raya para darle la resistencia al desgaste y
luego se la somete a un proceso de curado convencional. Las operaciones finales
de la construcción son el aserrado y posterior sellado de las juntas. En el estado
de lowa se han cortado juntas transversales con espaciamientos de 3,6 m a
12 m, siendo el típico de 4,5 m.
Las observaciones en obra muestran un considerable incremento de las fisuras
en la mitad de las losas cuando ellas tienen más de 6 m de largo.
Las juntas longitudinales se cortan en el centro de la calzada, con una
profundidad igual a la tercera parte del espesor de la losa. Para sellar las juntas
se usa un sellador de silicona auto nivelante, de un módulo bajo.
Las transiciones de los refuerzos con las intersecciones, puentes y estructuras
fijas se desarrollan entre 25 m y 50 m. Cuando se tienen limitaciones por gálibos
se retira parte de la estructura del pavimento viejo.
Las banquinas se proyectan tradicionalmente en tierra o granulares. En algunos
proyectos se aprovecha la construcción del pavimento para rectificar el camino y
ajustarlo a las exigencias geométricas más modernas.
OTROS MERCADOS
Los recubrimientos se pueden utilizar en otros campos, como por ejemplo, en las
playas de estacionamiento para automotores y para el mantenimiento de los
pavimentos para los aeropuertos.
En esta última aplicación los administradores de las terminales aéreas han
encontrado que los recubrimientos de hormigón son una respuesta a los dolores
de cabeza que representa el mantenimiento de las pistas de asfalto. En 1971 en
el aeropuerto Storm Lake, en lowa, se colocó el primer refuerzo de hormigón en
una pista de carreteo.
Luego de 20 años de construida, se la sometió a la primera y única labor de
mantenimiento que consistió en el sellado de las juntas.
Desde 1971, otros ocho aeropuertos han sido sometidos a trabajos de
mantenimiento utilizando recubrimientos de hormigón.
FUTURO DE LA TECNOLOGÍA DE LOS REFUERZOS DE PAVIMENTOS
El futuro de los refuerzos es brillante como lo confirman los continuos logros, los
análisis económicos y el comportamiento a largo plazo.
N. de la R. En nuestro país se han construido tramos experimentales de
carpetas delgadas de hormigón con armadura estructural de 10 cm de espesor
sobre pavimentos asfálticos existentes en la calle 32 en su intersección con la
Avda. 520 (La Plata) y en Godoy Cruz (Mendoza) con excelentes resultados.
(Boletín del Cemento Portland Nº 122 y 144).
Sin ser un refuerzo sobre pavimento asfáltico sino sobre adoquinados existentes,
también merecen destacarse los recubrimientos de los mismos con capas
delgadas de hormigón, realizados en la calle Sargento Cabral, entre Lacroze y
Boulevard Ballester, Partido de San Martín y la calle Gorriti, entre Lebensohn y
Giribone, Partido de Avellaneda, ambos en la Provincia de Buenos Aires.
El mismo trabajo se realizó en la calle Ramón Falcón, entre Av. Olivera y Río
Grande, en la ciudad de Buenos Aires ("Cemento" Nº 3).
Dada la circunstancia que en nuestros caminos se están proyectando y
construyendo refuerzos para sus pavimentos es que resultará oportuna la
consideración de estas soluciones "whitetopping" en el estudio de dichos
recubrimientos por su economía, facilidad constructiva y alta durabilidad.
Extractado del artículo de Gordon Smith publicado en la revista Concrete
Construction de noviembre de 1993.Fue traducido por el Instituto
Colombiano de Productores de Cemento.