JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA. DISEÑO DE JUNTAS Ing. Diego H. Calo Coordinador Departamento Técnico de Pavimentos

Transcripción

1 JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA DISEÑO DE JUNTAS Ing. Diego H. Calo Coordinador Departamento Técnico de Pavimentos Dirección de Vialidad de la Provincia de Buenos Aires Casa Central 4 y 5 de Diciembre de 2014

2 ÍNDICE DE LA PRESENTACIÓN 2 Tipos de Juntas. Consideraciones de diseño de juntas. Intersecciones a nivel. Transiciones.

3 Disposición de juntas 3 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

4 4 Desarrollo natural de fisuras 1. Fisuración inicial (transversal) 2. Fisuración intermedia (transversal). 3. Fisuración longitudinal

5 TIPOS DE JUNTAS 5 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: o articulación: Controlan la formación de fisuras Construcción o ensamblada: Pavimentación por fajas.

6 Junta Transversal de Contracción con Pasadores y sin Pasadores Tipos de juntas A1 A2 (FUERA DE ESCALA) 6 Junta Transversal de Construcción y de dilatación B E Junta Longitudinal de Contracción o de articulación con y sin Barras de Unión. C1 C2 Junta Longitudinal de Construcción o ensamblada con y sin Barras de Unión. D1 D2 Junta de aislación sin Sobre-espesor y con Sobre-espesor. F1 Estruc Fija F2 Estruc Fija

7 Separación entre juntas 7 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

8 8 Es FUNDAMENTAL observar el comportamiento de pavimentos similares construidos en la zona.

9 9 Para incorporar las LECCIONES APRENDIDAS a los nuevos diseños

10 10 La ubicación de todas las juntas deben ser fijadas por el proyecto! (Si no lo están el constructor va a ubicarlas según su conveniencia).

11 Transferencia de carga por trabazón entre agregados 11 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) Empleo de agregados triturados. Agregados con TM > 25 mm. Subbases Rígidas. Condiciones de soporte en bordes. Trabazón entre agregados por debajo del aserrado primario

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13 Transferencia de carga - pasadores 13 Deben emplearse en vías de Tránsito Pesado (donde no es suficiente la transferencia de carga por trabazón). Características: Tipo de acero Superficie Longitud Diámetro Separación Ubicación Tipo I (AL-220) Lisa, libre de óxido y con tratamiento que impida la adherencia al hormigón. 45 cm. 25 mm para E 20 cm 32 mm para 20 < E 25 cm 38 mm para E > 25 cm 30 cm. de centro a centro 15 cm. de centro a borde Paralelo al eje de calzada Mitad del espesor de losa Mitad a cada lado de la junta transversal

14 Transferencia de carga - pasadores 14

15 Transversales de construcción 15 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 3 m. Espesor de losa "E" 1/2 E Pasador

16 Longitudinales de contracción o de articulación 16 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

17 Secciones típicas (FUERA DE ESCALA) 17 2 Carriles 3 Carriles PLANTA PLANTA PLANTA L L L 1/3 Ancho 1/3 Ancho Hasta 8,0 m De 8,0 a 12,0 m De 10 a 12,5 m SECCIÓN Cordón Integral Cordón Cuneta Cordón Integral Cordón Cuneta Cordón Integral Cordón Cuneta Nota: El ancho de losa nunca debe superar la máxima separación entre juntas transversales recomendada

18 Longitudinales de contracción o de articulación 18 3 losas vinculadas 4 losas Alt1: Vinculación de juntas extremas Alt2: Vinculación total (duplicar la cuantía en la junta central) NUNCA VINCULAR 5 LOSAS O MÁS

19 Longitudinales de contracción o de articulación 19

20 Longitudinales de construcción o ensamblada 20 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 E/2 Machihembrado semicircular o trapezoidal

21 Juntas de dilatación 21 Aíslan el pavimento de otra estructura, tal como otra zona pavimentada o una estructura fija. Ayudan a disminuir tensiones de compresión que se desarrollan en intersecciones en T y asimétricas. Su ancho debe ser de 12 a 25 mm, ya que mayores dimensiones pueden causar movimientos excesivos en las juntas cercanas. La transferencia de carga se efectúa a través del pasador, sino debe realizarse sobre espesor de hormigón. En pavimentos sin pasadores las 3 o 4 juntas próximas a la de dilatación deben ejecutarse con pasadores.

22 Juntas de dilatación 22 Pasador D= 25, 32 o 38 mm Material de Sellado Cápsula (30 mm de carrera libre con relleno) 1/2 E Espesor de losa "E" 20 mm Material de Relleno

23 Juntas de aislación 23 En intersecciones asimétricas o en T y contra algunas estructuras fijas no deben colocarse pasadores, de modo de permitir movimientos horizontales diferenciales. Material de Sellado E 1,2 E Estructura Fija 6 a 10 E 20 mm Material de Relleno

24 Resistencia del Hº Como controlar la fisuración? 24 Temprano Desprendimientos Ventana de Aserrado Demasiado Tarde Fisuración Las tensiones de tracción Exceden la resistencia del Hº Resistencia Mínima sin Desprendimientos excesivos Tiempo

25 Cuales son los factores principales que inciden en este fenómeno 25 Características de la mezcla. Condiciones Ambientales. Condiciones de la superficie de apoyo (terminación superficial, rigidez, permeabilidad). Protección y curado del hormigón. Cuales de estos factores se encuentran bajo nuestro control? Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores. Diseño de juntas de contracción.

26 Características de la Mezcla Recomendaciones Generales: 26 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).

27 Condiciones Ambientales 27 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.

28 Condiciones de la superficie de apoyo 28 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.

29 Protección y curado del hormigón 29 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.

30 Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores 30 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.

31 Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores 31

32 Aserrado de juntas y Posicionamiento 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. de Pasadores 32

33 Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores Pasadores Desalineados 33 Mal Posicionamiento de Pasadores

34 Aserrado de juntas y Posicionamiento de Pasadores Posicionamiento y Alineación de Pasadores Recomendaciones: - Verificar posicionamiento y anclaje de los canastos. - Verificar los procedimientos de demarcación de la posición de inserción (DBI). - Verificar en las primeras jornadas (y luego periódicamente), la alineación y posición de los pasadores (Remoción de Hº fresco, Extracción de testigos, ensayos no destructivos - recomendado). 34

35 Intersecciones 35 Espesor de calzada Debe tenerse presente que el tránsito que circula por la zona física puede ser significativamente mayor que el que los hace por las ramas de aproximación a la intersección y, por lo tanto, puede ser necesario incrementar el espesor de calzada en esas zonas. La necesidad de aumentar el espesor dependerá especialmente del tránsito pesado medio diario anual (TPMDA) que converja a la intersección. Carretera 1 Carretera 2 Espesor de calzada en zona física Bajo TPMDA Bajo TPMDA (e1) (e2) e2 Bajo TPMDA Alto TPMDA (e1) (e3) e3 Alto TPMDA Alto TPMDA (e3) (e3) e cm Se asume que e3 es mayor que e2 y que e2 es mayor que e1.

36 Rotondas 36 Espesor de calzada En rotondas, la fuerza centrifuga provoca un desbalanceamiento de la carga generando sobrecargas en las ruedas externas. El proyectista deberá contemplar el nivel de sobrecarga que pudieran experimentar los vehículos pesados al transitar por una rotonda.

37 Disposición de juntas en intersecciones 37 REGLAS GENERALES QUE HACER Respetar las separaciones máximas recomendadas. Mantener la relación de esbeltez por debajo de 1,5. Recomendado L/A < 1,25. Coincidir con juntas de pavimentos existentes. Coincidir juntas con estructuras fijas (usualmente en pavimentos urbanos). Colocar armadura distribuida ( >0,05%) en ambas direcciones en losas de esbeltez mayor de 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.

38 Juntas de dilatación 38

39 Juntas de dilatación 39

40 40 Paso 1 1. Dibujar los bordes de calzada y los cordones cuneta (si existen).

41 m 0.5 m Paso 2 y 3 2. Trazar paralelas a los bordes donde se producen cambios en el ancho de calzada. 3. Dibujar las líneas que definen los carriles de ambas arterias.

42 42 Paso 4 4. Definir los carriles principales para pavimentación. Donde los carriles intercepten las paralelas trazadas extender las líneas más allá de las paralelas.

43 43 Paso 5 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.

44 44 Paso 6 6. Agregar juntas transversales intermedias a las anteriores. Mantener el espaciamiento por debajo de las máximas recomendadas.

45 45 Paso 7 7. Extender los bordes del pavimento para definir la zona de intersección.

46 46???? Paso 8 8. Chequear las distancias entre la zona de intersección y las juntas adyacentes.

47 47 Paso 9 9. Agregar juntas intermedias con espaciamientos uniformes, si las separaciones son mayores a la máxima deseada.

48 48 Paso Trazar líneas desde el centro de la curva a los puntos definidos por la zona de intersección y a cualquier junta intermedia alrededor de la intersección. Agregar juntas a lo largo de las mismas. Analizar y resolver los puntos conflictivos.

49 Junta de Dilatación perimetral Reposicionar junta por alcantarilla 49 Armadura Ajustar junta Tapa de Inspección

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54 Transiciones Para que una transición presente un buen comportamiento en servicio, deberá cumplimentar las siguientes funciones: Proveer una transición geométrica suave (en elevación y pendiente transversal). Proveer un cambio gradual de la capacidad estructural del pavimento. Permitir los movimientos de las losas, según sea necesario. Minimizar los problemas asociados con el drenaje de la estructura del pavimento. Mantener la condición de transitabilidad. 54 Transición entre pavimentos de hormigón

55 Transición con pavimento flexible 55 Existen dos problemas que pueden surgir en las uniones entre un pavimento de hormigón y uno de concreto asfáltico: 1. Problemas asociados al abrupto cambio en la rigidez de las estructuras. 2. El fenómeno conocido como crecimiento de losas, Alternativa para bajo volumen de vehículos pesados

56 Transición con pavimento flexible Alternativas para elevado volumen de vehículos pesados 56 Recomendaciones: En esta solución para evitar el reflejo de fisuras en el pavimento flexible, se debe efectuar un borde biselado en la parte inferior de la losa de transición. Para evitar el crecimiento de losas, se debe incorporar barras de unión en las primeras 3 juntas transversales de contracción, con el fin de mantenerlas unidas firmemente y evitando que migren hacia el pavimento contiguo.

57 Transición con pavimento flexible Alternativas para elevado volumen de vehículos pesados 57

58 Transición con zona no pavimentada Alternativa para bajo volumen de vehículos pesados 58

59 59 Gracias ING. DIEGO H. CALO COORDINADOR DEPARTAMENTO TÉCNICO DE PAVIMENTOS