DISEÑO DE ESPESORES - PASO 4. ENSAYOS DE DEFLEXIÓN Parte 3

4. Transferencia de cargas.

Este tipo de medidas se hace para pavimentos de hormigón simple o de hormigón armado con juntas. La transferencia de cargas no debe medirse cuando la temperatura ambiente sea mayor de 27ºC. Para determinarla se ubica la placa de carga con uno de sus bordes tocando la junta. Se mide la deflexión en el centro de la carga y a 30 cm (12 pulgadas) del centro. El porcentaje de transferencia de cargas por deflexión es: 

donde:

        Δul = deflexión del lado no cargado (mm o pulg)

        Δl = deflexión del lado cargado (mm o pulg)

        B = factor correctivo por flexión de losa

Se aplica el factor correctivo B porque las deflexiones d0 y d12 no serían las mismas que se medirían en el centro de la losa. B puede determinarse así:

B varía entre 1,05 y 1,15.

En base al porcentaje de transferencia de cargas puede determinarse el coeficiente de transferencia de cargas:

Para pavimentos de hormigón armado continuo, J varía entre 2,2 y 2,6.

DISEÑO DE ESPESORES - PASO 4. ENSAYOS DE DEFLEXIÓN Parte 2

3. Para obtener el módulo elástico de la losa de hormigón se entra en figura XI.9 con ÁREA, levanta una vertical hasta la curva del valor dinámico de k y luego se sigue con una horizontal hasta el eje de ordenadas para determinar ED³. Conociendo el espesor D de la losa, se puede conocer el módulo elástico E. Los valores típicos de E varían entre 21000 a 56000 MPa (3 a 8∙10⁶ psi).

Si el valor de E obtenido está fuera de este rango, puede haber un error en el espesor, o bien se midió el cuenco de deflexión sobre una fisura, o el hormigón se encuentra muy deteriorado. 

DISEÑO DE ESPESORES - PASO 4. ENSAYOS DE DEFLEXIÓN Parte 1

 Es muy conveniente medir los cuencos de deflexión que se producen cuando se carga la losa con un dispositivo NDT. Las zonas a analizar están separadas entre 30 y 300 m (100-1000 pies). Las deflexiones se miden con sensores ubicados a 0, 30, 60 y 90 cm (0, 12, 24 y 36 pulg) del centro del plato de carga. En base al área del cuenco de deflexiones se puede calcular el valor k y el módulo elástico de la losa.

En área del cuenco responde a la siguiente fórmula y varía entre 29 y 32 para un hormigón sano:

donde:

d0 = deflexión en el centro del plato de carga (pulg o mm)

di = deflexión a 12, 24 y 36 pulgadas del centro (pulg o mm)

1. El valor efectivo dinámico k se obtiene a partir de la figura XI.8 entrando con d0 y ÁREA si la placa de carga tiene un radio de 5,9 pulgadas y la carga es de 40 kN.

2. Una vez obtenido el valor de k dinámico hay que transformarlo en un k estático. Esto se hace dividiendo el valor de k dinámico por 2.

Este valor kestático debe ser ajustado por efectos estacionales.

DISEÑO DE ESPESORES - PASO 3. OBSERVACIÓN DEL ESTADO DEL PAVIMENTO EXISTENTE

 Deberán medirse los tipos de fallas que se indican a continuación. Es conveniente hacer toma de muestras para cuantificar mejor.

Fallas para pavimentos de hormigón simple o armado con juntas:

1. Número de juntas transversales deterioradas por milla (1,6 Km) o Km.

2. Número de fisuras transversales deterioradas por kilómetro o milla.

3. Número de parches de concreto asfáltico en todo el espesor, excepcionalmente juntas anchas (mayores de 1 pulg o 25 mm) y juntas de expansión por kilómetro o milla (excepto las correspondientes a puentes).

4. Presencia y severidad de problemas de durabilidad del hormigón.

a.) Fisuras de durabilidad: severidad baja (fisuras solamente), severidad media (algo de descascaramiento), severidad alta (descascaramiento severo).

b.) Fisuras por áridos reactivos: severidad baja, media y alta.

5. Evidencia de movimientos verticales entre losas, bombeo de finos o agua en juntas, fisuras y bordes de pavimento.

Fallas para pavimentos de hormigón armado continuo.

1. Número de punzonados por kilómetro o milla.

2. Número de fisuras transversales deterioradas por kilómetro o milla.

3. Número de parches de concreto asfáltico en todo el espesor, excepcionalmente juntas anchas (mayores de 1 pulgada o 25 mm) y juntas de expansión (excepto en puentes), por kilómetro o milla.

4. Número de reparaciones existentes y nuevas previas al refuerzo, por kilómetro o milla.

5. Presencia y severidad de problemas de durabilidad del hormigón.

a.) Fisuras de durabilidad: severidad baja (fisuras solamente), severidad media (algo de descascaramiento), severidad alta (descascaramiento severo).

b.) Fisuras por áridos reactivos: severidad baja, media y alta.

6. Evidencia de bombeo de finos o agua.

DISEÑO DE ESPESORES - PASO 2. ANÁLISIS DE TRÁNSITO

 Es necesario conocer:

1. Ejes tipo (ESALs) acumulados en el carril de diseño (Np), si se desea determinar

Def por el método de la vida remanente.

2. ESALs futuros en el carril de diseño durante el período de diseño (Nf).

En ambos casos se deben usar los LEFs para pavimentos rígidos.

DISEÑO DE ESPESORES - PASO 1. DISEÑO DEL PAVIMENTO EXISTENTE

 Es necesario conocer:

1. Espesor de losa existente.

2. Tipo de transferencia de carga (dispositivos mecánicos, trabazón entre agregados, hormigón armado continuo).

3. Tipo de banquina (vinculada de hormigón, otro tipo).

DISEÑO DE ESPESORES

 Si el refuerzo se coloca a los efectos de satisfacer condiciones funcionales de la calzada, bastará colocar un espesor mínimo. Si en cambio, el refuerzo es colocado para mejorar las condiciones estructurales del pavimento, el espesor requerido es una función de la capacidad estructural necesaria para satisfacer las futuras necesidades del tránsito. La ecuación de diseño del espesor de refuerzo es:

Si se trabaja en pulgadas, A responde a esta ecuación:

Si se trabaja en milímetros, A responde a esta ecuación:

En la figura XI.7 se encuentra graficada la ecuación XI.4.

El espesor de los refuerzos de concreto asfáltico sobre pavimentos de hormigón puede variar entre 50 mm (2 pulg) a 250 mm (10 pulg).

Para determinar el espesor de refuerzo se deben seguir los pasos que se indican en los apartados siguientes. Los pasos 4 y 5 pueden obviarse si no se hacen ensayos in situ y en laboratorio.