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Evaluación de pavimentos de concreto hidráulico Una metodología original basada en criterios de durabilidad Maestra Cecilia Olague Caballero y doctor Pedro Castro Borges PRESENTACIÓN: El deterioro de los pavimentos de concreto construidos en nuestro país durante los últimos años es el punto de partida de este estudio que busca contribuir a la solución de un problema tan importante de la infraestructura vial. Los autores proponen una metodología para evaluar la acción de diversos factores que inciden en la durabilidad de las estructuras, con el objeto de que los resultados que se desprendan de su aplicación se tomen en cuenta al formular las especificaciones de diseño y construcción de nuevas carreteras. Durante los últimos años, la red carretera del país se ha ido modernizando. Como consecuencia de ello, se utilizan cada vez más los pavimentos de concreto (simple, rehabilitado o reforzado con pasajuntas). 1 Sin embargo, las especificaciones de diseño y construcción que se aplican no contemplan, por lo general, la acción del ambiente sobre los pavimentos, ni consideran los tipos de suelo que existen en la república y que podrían, en ambos casos, afectar su durabilidad. En este trabajo se presenta una propuesta de metodología de evaluación con base en criterios de durabilidad que se elaboró a partir del análisis del estado de deterioro que guardan los pavimentos de concreto recientemente construidos en México. Dicha metodología propone la evaluación de pavimentos de concreto hidráulico considerando cinco áreas básicas: materiales y concreto, procedimientos de construcción, tipos de carga, efectos ambientales y respuestas del pavimento a los efectos ambientales. Desarrollo de los pavimentos de concreto en México A partir de 1993 se inicia a gran escala la construcción de pavimentos rígidos nuevos, 1 así como la construcción de sobrecapas ultradelgadas de concreto hidráulico tanto en el estado de Chihuahua como en el resto del país. Por lo tanto, la experiencia en cuanto al comportamiento de este tipo de pavimentos es escasa en México, y prácticamente nula en relación con su durabilidad. 2 Actualmente existen varios tramos de carreteras de concreto en el país. Uno de ellos es el libramiento Ticumán –con una extensión de 8,350 km–, que consiste en una sobrecapa de concreto hidraúlico de aproximadamente 20 cm de espesor que fue aplicada sobre el pavimento de asfalto existente con el propósito de rehabilitarlo para proporcionar un tránsito seguro y eficiente a una vía que tiene un alto porcentaje de vehículos pesados. El

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Evaluación de pavimentos de concreto hidráulico

Una metodología original basada en criterios de durabilidad

Maestra Cecilia Olague Caballero y doctor Pedro Castro Borges

PRESENTACIÓN: El deterioro de los pavimentos de concreto construidos en nuestro país durante los últimos años es el punto de partida de este estudio que busca contribuir a la solución de un problema tan importante de la infraestructura vial. Los autores proponen una metodología para evaluar la acción de diversos factores que inciden en la durabilidad de las estructuras, con el objeto de que los resultados que se desprendan de su aplicación se tomen en cuenta al formular las especificaciones de diseño y construcción de nuevas carreteras.

Durante los últimos años, la red carretera del país se ha ido modernizando. Como consecuencia de ello, se utilizan cada vez más los pavimentos de concreto (simple, rehabilitado o reforzado con pasajuntas).1 Sin embargo, las especificaciones de diseño y construcción que se aplican no contemplan, por lo general, la acción del ambiente sobre los pavimentos, ni consideran los tipos de suelo que existen en la república y que podrían, en ambos casos, afectar su durabilidad.

En este trabajo se presenta una propuesta de metodología de evaluación con base en criterios de durabilidad que se elaboró a partir del análisis del estado de deterioro que guardan los pavimentos de concreto recientemente construidos en México. Dicha metodología propone la evaluación de pavimentos de concreto hidráulico considerando cinco áreas básicas: materiales y concreto, procedimientos de construcción, tipos de carga, efectos ambientales y respuestas del pavimento a los efectos ambientales.

Desarrollo de los pavimentos de concreto en México

A partir de 1993 se inicia a gran escala la construcción de pavimentos rígidos nuevos,1 así como la construcción de sobrecapas ultradelgadas de concreto hidráulico tanto en el estado de Chihuahua como en el resto del país. Por lo tanto, la experiencia en cuanto al comportamiento de este tipo de pavimentos es escasa en México, y prácticamente nula en relación con su durabilidad.2

Actualmente existen varios tramos de carreteras de concreto en el país. Uno de ellos es el libramiento Ticumán –con una extensión de 8,350 km–, que consiste en una sobrecapa de concreto hidraúlico de aproximadamente 20 cm de espesor que fue aplicada sobre el pavimento de asfalto existente con el propósito de rehabilitarlo para proporcionar un tránsito seguro y eficiente a una vía que tiene un alto porcentaje de vehículos pesados. El tramo Tihuatlán-Poza Rica (La Nacional); la autopista Cárdenas- Agua Dulce en el estado de Tabasco, con una longitud de 84 km; a autopista Guadalajara-Tepic con 34 km de longitud en dos cuerpos; la ehabilitación del camino Yautepec-Jojutla (La Nacional) en el estado de Morelos, con una longitud de 32 km; la construcción del cuerpo nuevo de 38 km de la autopista Querétaro-San Luis Potosí; El Huizachal e Ixtapa-Aeropuerto. También se encuentran en etapa de tendido de concreto las autopistas Tulum-Nizuc y Pirámides-Tulancingo. En diciembre de 1996 salieron a concurso dos carreteras federales más: El Huizachal-Matehuala y el libramiento Ruta Dos en Nuevo Laredo, las cuales ya se encuentran en construcción. La longitud total de carreteras construidas o en proceso de 1993 a febrero de 1997 está distribuida como sigue: de concreto simple, 110 km-carril de refuerzo y 64 km-carril de pavimento nuevo. De concreto con pasajuntas, 752 km-carril de pavimento reforzado y 1,272 km-carril de pavimento nuevo.1 Como se puede observar, el volumen de pavimentos de concreto crece de manera significativa, y no sólo en México, como se evidencia aquí, sino en todo el mundo. Esto denota la necesidad de aportar metodologías nuevas de evaluación con el objeto de tener una red de carreteras en óptimas condiciones.3,4

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En el estado de Chihuahua, a raíz de la creación de consejos de urbanización municipal y a la influencia del Grupo Cementos de Chihuahua, se ha promovido en las principales ciudades, incluida la capital, la pavimentación de zonas residenciales con concreto hidraúlico, así como la técnica de rehabilitación de pavimentos flexibles que no presentan falla estructural mediante la colocación de una sobrecapa de concreto hidraúlico. A la fecha se han construido en el estado alrededor de 1,730,000 m2 de losa de concreto por año.5

En las carreteras principales donde se han utilizado los pavimentos de concreto, las cargas de tránsito de diseño varían de 2 ´ 107 a 8 ´ 107 ejes equivalentes de 8.2 ton. Los espesores de las losas están en el rango de 200 a 300 mm. Se han utilizado dos tipos de pavimento rígido: de concreto con pasajuntas (JRCP), que constituye 92 por ciento de la longitud total, y el resto de concreto simple (JCP). Esto es independiente de las rehabilitaciones efectuadas sobre pavimentos flexibles a los cuales se les ha colocado una sobrecarpeta de concreto hidráulico.6

En general, el espaciamiento de las juntas de contracción sin pasajuntas varía de 3.8 a 4.7 m y, en caso de contar con pasajuntas, de 4.5 a 6.0 m. Los pasajuntas son de barras lisas de acero de 50 cm de largo con diámetros de 31.8 a 38.1 mm , aproximadamente 1/8 del espesor de las losas donde se colocaron. Las juntas longitudinales se han diseñado con una separación de 3.5 a 6.0 m y han sido unidas con barras de amarre, formadas por secciones de acero de 12.7 mm de diámetro. Para el sellado de las juntas se ha utilizado sello preformado plástico y un material a base de silicón o tiras de PVC como alternativa para las juntas longitudinales. Los acotamientos se han hecho de concreto, con el mismo espesor del pavimento e integrados a la losa de rodamiento por medio de barras de amarre. La resistencia a la flexión del concreto medida en la prueba de carga en los tercios medios de vigas ha variado de 45 a 55 kg/cm2 a los 28 días.6

Algunos de ellos, por problemas de diversa índole han suspendido su construcción por períodos largos y la han reiniciado posteriormente. Esta situación ha causado que, en el caso de ambientes marinos, los pasajuntas hayan quedado parcialmente expuestos al cloruro del mar y hayan resultado precorroídos antes de ser completamente embebidos. Puede hablarse de problemas similares en diversas carreteras de concreto en el país que no se han tomado en cuenta y que, definitivamente, a corto plazo repercutirán en costosos programas de mantenimiento u operación inadecuada.

Importancia del   estudio de la durabilidad

El deterioro sufrido por algunos de los pavimentos construidos ha sido excesivo y las deficiencias se han atribuido a fallas en el diseño,7 control de calidad, escasa capacitación del personal dedicado a la construcción de este tipo de pavimentos, lo cual ha inducido defectos en el proceso constructivo, influencia de la temperatura, sistemas de juntas deficientes, curado y texturizado escaso o no uniforme ,entre otras.5 La atribución de fallas se ha basado muchas veces en experiencias y conocimientos empíricos, sin que se haya desarrollado una metodología detallada que permita dictar recomendaciones tendientes a aumentar la durabilidad en los pavimentos de concreto sobre la base de la detección de las causas reales de los problemas observados.5

Algunos de los principales problemas de durabilidad relacionados con los materiales de concreto son la resistencia al congelamiento y descongelamiento, la reactividad alcalina y la resistencia a la abrasión. Como consecuencia de éstos problemas se inducen otros en el acero (pasajuntas o mallas). Por ejemplo, en zonas de hielo y deshielo se utiliza sal para evitar el congelamiento y los accidentes; en las zonas marinas la sal del mar se deposita en los pavimentos, y en grandes ciudades con determinado nivel de humedad hay carbonatación del pavimento. Estas situaciones producen la corrosión del acero y por ende una degradación más rápida del concreto.

Joseph Lamond8 indica que para evitar problemas de congelamiento y deshielo, el pavimento no deberá estar críticamente saturado, los vacíos de la pasta habrán de ser los adecuados, se deberá verificar que los agregados no sean susceptibles al congelamiento. Para controlar la reactividad

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álcali carbonato, habrá que especificar la selección de la cantera de agregados y el uso de un cemento portland bajo en álcalis. Para asegurar un concreto resistente a la abrasión se tendrá que especificar la adecuada resistencia a la compresión y la calidad de los agregados finos y gruesos. De igual manera, deben tomarse precauciones especiales para minimizar el ingreso de sales y gases al concreto que afecten su durabilidad. Lo anterior sólo será posible cuando se logre conocer las propiedades físicas y químicas de nuestros materiales y se emitan metodologías y reglamentos de acuerdo con nuestras condiciones climáticas y orográficas.

Los primeros pasos para desarrollar una metodología de evaluación de pavimentos en términos de durabilidad se están dando en el estado de Chihuahua donde se encuentra ubicada la zona de mayor susceptibilidad del país a presentar problemas de durabilidad en el concreto por congelamiento y deshielo. Por otra parte, existen evidencias de agregados reactivos en el estado de Nuevo México y en Texas, lo que hace suponer que en Chihuahua es altamente probable la existencia de reacciones álcali-agregado que influyan en la baja durabilidad del concreto. Esta situación podría repetirse de manera similar en varias partes del país.

Como resultado de una evaluación preliminar del deterioro de los pavimentos del estado de Chihuahua se observó una serie de condiciones de relajamiento de los esfuerzos, definidas como defectos de la superficie, agrietamientos (desde leves hasta severos), deformaciones y deficiencias de las juntas, que mostraban pasajuntas esviajados, superficiales y expuestos, cedencia del terreno de apoyo y diversos problemas constructivos (figuras 1 y 2).

Parámetros de durabilidad en pavimentos de concreto hidráulico

La durabilidad del concreto9 empleado para la construcción de pavimentos debe estudiarse en función de la influencia que en ella ejercen:10

los materiales constituyentes del concreto, los procesos de construcción a los que se somete el concreto, las propiedades químicas y físicas del concreto, los tipos de carga y la naturaleza del ambiente al que es expuesto el pavimento.

Asimismo debe analizarse la degradación que sufre al ser expuesto a :

procesos de congelación y descongelación, efecto de elevados gradientes de temperatura y fuertes oscilaciones de la humedad

relativa

En el caso de los pavimentos de concreto reforzado con pasajuntas o con pasajuntas y barras de amarre, debe además estudiarse:

el efecto de la corrosión del acero de refuerzo en el deterioro de los pavimentos, la contaminación por sulfatos11

la carbonatación, la contaminación por cloruros el efecto que los aditivos empleados ejercen en la durabilidad de las mezclas de concreto

elaboradas en la construcción de pavimentos12.

Metodología propuesta para estudiar la influencia de los parámetros de durabilidad

Con base en el análisis efectuado del estado de deterioro que guardan los pavimentos de concreto recientemente construidos en México y considerando los parámetros de durabilidad mencionados anteriormente, se propone aquí una metodología original para evaluar pavimentos de concreto

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considerando criterios de durabilidad. Dicha metodología global, que se muestra en la figura 3, considera cinco áreas básicas: materiales y concreto, procedimientos de construcción, tipos de carga, efectos ambientales y respuesta del pavimento a estos efectos. Del conocimiento del efecto de cada una de estas áreas básicas en la estructura del pavimento y su respuesta en términos de durabilidad, se deducirán una serie de recomendaciones, normas y criterios que permitan contar con pavimentos más durables.

Inventario

Inicialmente se contempla la realización de un inventario de los pavimentos de concreto de la región en estudio. En esta etapa, la recopilación de la información existente está orientada al conocimiento de datos relativos a tipos y volúmenes de carga que circulan por las áreas seleccionadas para el estudio, fecha en que se construyeron los tramos, ubicación, área ( longitud y ancho), características geométricas, historial del tránsito, espesores del pavimento, espesores de la base, tipo de cemento, peso del material cementante, relación agua/cemento, resistencia a la flexión, resistencia a la compresión, tamaño máximo del agregado usado, tipos de juntas utilizadas localmente, datos climatológicos, entre otros. El inventario servirá para definir la organización para el levantamiento de datos de campo relacionados con la evaluación preliminar o somera.

Evaluación preliminar

Este estudio tiene por objeto definir la calidad de la circulación del camino, la que seconsidera una medida de la distorsión del pavimento, indicando la condición funcional del mismo. Los índices más utilizados son:

Índice de Servicio Actual (ISA). Es utilizado en México por la SCT y los gobiernos estatales.

Índice de Serviciabilidad Presente (PSI). Este concepto fue desarrollado durante la prueba AASHO Road Test (Carey y Rick, 1960). Correlaciona la apreciación subjetiva de la calidad de manejo, medida como la capacidad del pavimento para proporcionar al tránsito de todo tipo una alta velocidad con altos volúmenes de tránsito, con medidas físicas del camino como son longitudes o áreas de deterioro y levantamientos del perfil longitudinal y transversal.

Índice de Rugosidad Internacional (IRI). Indica la rugosidad del tramo o calidad de circulación como una medida de la distorsión del pavimento en un plano.

Existen en la literatura correlaciones de estos índices que pueden ser útiles, dependiendo de cuál indicador se utilice para evaluar la condición de los caminos de la región considerada.

Evaluación detallada

Con base en los resultados de la evaluación preliminar se podrán definir áreas a las que se hará una evaluación detallada de deterioros utilizando el catálogo de deterioros del SHRP (Strategic Highway Research Program) para pavimentos de larga duración. Es importante mencionar que se consideró necesario incluir en la evaluación los deterioros provocados por la corrosión del acero de refuerzo, el estado de corrosión de pasajuntas y barras de amarre, evidencias de reactividad álcali agregado y de contaminaciones químicas entre otros efectos.

Donde se considere necesario se complementará el estudio con la determinación de sitios de muestreo para profundizar en el conocimiento de cada área básica y su efecto en la durabilidad de los pavimentos de concreto.

A continuación se detallan las cinco áreas básicas que inciden en la durabilidad de los pavimentos de concreto hidráulico.

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Materiales y Concreto

Estudios de caracterización de materiales.   Resulta fundamental en los análisis de durabilidad del concreto el conocimiento de las propiedades de los materiales empleados en cada región para la construcción de pavimentos de concreto, para lo cual se deberán realizar estudios de caracterización de materiales mediante análisis petrográficos, estudios básicos para determinar los agregados potencialmente reactivos, estudios básicos de los cementos empleados en la región que considetren la composición química de los mismos, su contenido de álcalis y su finura. Esta información facilitará la formulación de una caracterización química y física de los materiales empleados en la construcción de las losas de concreto.

Se sugiere la definición de regiones climáticas en el área de estudio con la realización de estudios petrográficos de agregados gruesos y finos. En el caso de los agregados gruesos, se ubicarán los bancos de calizas de donde se los extrae por tener una dureza 3, y se procederá a la toma de muestras tanto del material triturado final como del material directo del banco. Debe realizarse una exploración detallada del banco en la misma ocasión en que se realice el muestreo. En el caso de los agregados finos el material generalmente es arena de río, razón por la cual deben ubicarse los ríos de donde se la extrae, y se procederá al muestreo del material necesario para el estudio, conforme a las diferentes regiones climáticas consideradas.

Los estudios petrográficos se complementarán con análisis de difracción de rayos X para obtener información relativa a la composición química de los agregados.

Estas muestras se utilizarán además para determinar el carácter reactivo o no de los agregados de cada región climática. La reactividad álcali-agregado se sugiere que se realice con base en:

a) Ensayes de barras de mortero (ASTM C 227), prueba que requiere de tres a seis meses para obtener

resultados.

b) Prueba química rápida (ASTM C 289), la cual determina el contenido de agregados silíceos

potencialmente reactivos (dos o tres días para obtener resultados).

c) Prueba de núcleo de roca ( ASTM C 586 ), que determina agregados de roca con carbonatos

potencialmente reactivos (se tienen resultados en 28 días).

La evaluación detallada permitirá definir criterios para ubicar los sitios de donde se extraerán corazones a los que se efectuarán pruebas de resistencia a la compresión y de permeabilidad. Se considera necesario la determinación del módulo de ruptura de los pavimentos de cada región.

La permeabilidad de un concreto es un buen indicador de su durabilidad frente a agresiones físicas y químicas. La baja permeabilidad y una mejora sustancial de la microestructura de su pasta implicarán una reducción de la permeabilidad. Hustand y Loland confirman lo anterior.13 Skurdal presenta resultados de la influencia que en la permeabilidad tiene la temperatura de la superficie.

Propiedades químicas y físicas del concreto.   Los distintos elementos qe intervienen en la mezcla de concreto deben cumplir con los siguientes requisitos en términos de durabilidad:

a) Los agregados finos deben ser químicamente inertes, libres de cualquier recubrimiento; deben ser satisfactorios en términos físicos, es decir, en cuanto a dureza, absorción, propiedades

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térmicas y elásticas, aspectos todos que deben ser estudiados y evaluados en los concretos elaborados para construir pavimentos.14

b) El agregado grueso debe ser petrográficamente aceptable en cuanto a dureza y tenacidad; debe ser químicamente inerte, libre de cualquier recubrimiento, tener granulometría y forma apropiadas; debe ser satisfactorio tanto en términos físicos como en densidad y absorción, cualidades que serán analizadas en cada uno de los bancos de materiales de la región.14

c) El agua de mezclado debe ser compatible y debe estimular la hidratación química del cemento; ésta deberá estar libre de cloruros o sulfatos.14

d) Los aditivos deben ser mutuamente compatibles en el sentido químico.14, 12

La importancia de estudiar el espesor se desprende de un estudio en el que se evidencia la influencia del espesor del pavimento en la durabilidad del mismo.

Se ha visto que uno de los factores que más inciden en la durabilidad de las mezclas de concreto es la relación agua / cemento: cuanto más baja es esta relación más resistente es el concreto y más densa e impermeable es la mezcla.15

Los compuestos químicos que se encuentran en la base hidráulica pueden contener elementos reactivos con el pavimento de concreto. Si estos compuestos ascienden por capilaridad pueden llegar al pavimento y ocasionarle deterioros.16

El estudio de dosificaciones adecuadas de mezclas y el empleo de aditivos se analizarán con el fin de determinar las más adecuadas de acuerdo con los materiales de la región. Se analizarán los bancos de materiales de la zona con el objeto de conocer la calidad de los mismos, la posible reactividad álcali-agregado,17, 13 la contaminación con sulfatos11 o cloruros que puedan afectar la durabilidad de los concretos empleados en pavimentación.14

En esta parte del estudio, y con fundamento en el conocimiento previo de la caracterización química y física de los materiales, se plantea la realización de un estudio que defina la influencia del método de dosificación de mezclas en la durabilidad del concreto obtenido. Se sugiere la comparación entre el método tradicional del ACI y un método experimental –desarrollado por un investigador cubano, el doctor V. O Reilly– cuya aplicación plantea la obtención de mezclas más económicas y durables.

Procedimientos de construcción

Como se puede apreciar en las imágenes de las figuras 1 y 2, los deterioros más severos y más numerosos que presentan los pavimentos de concreto hidráulico en la ciudad de Chihuahua se encuentran ubicados tanto en las juntas de construcción como en las juntas de expansión. Por ello, un aspecto fundamental para considerar en la metodología es el análisis de las causas reales que están ocasionando estos deterioros.

En primer término debe realizarse una recopilación de los procedimientos y equipos de construcción empleados en la región. Posteriormente, y con base en la evaluación tanto somera como detallada que se realizó previamente, se debe crear una base de datos por tipos de juntas y grietas profundas de acuerdo con una convención sugerida en las mismas metodologías. Se sugiere determinar la eficiencia de las juntas mediante la medición de las deflecciones del área cargada contra el área no cargada empleando la viga Benkelman, equipo económico y fácilmente accesible.

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Tipos de carga

Los volúmenes vehiculares máximos, así como los datos del TDPA (Tránsito Diario Promedio Anual), dimensiones y peso máximo de los vehículos que circulan por los pavimentos, son datos básicos que deben ser considerados en los análisis de durabilidad. Esta información puede obtenerse mediante una recopilación de datos existentes en las dependencias correspondientes. Asimismo se procederá a la verificación, cuando se considere necesario, mediante aforos vehiculares que determinen tanto el volumen como la composición del tránsito que circula por las vialidades. Esto se hace con el fin de contar con una información confiable y segura.

Efectos ambientales

Las condiciones del medio ambiente en que se encuentran las estructuras son tan importantes como lo es el cemento, los agregados y el material de base; esto reafirma el verdadero papel que los agregados desempeñan como componentes activos utilizados en la construcción de la estructura del pavimento.13

Es importante el estudio de los mecanismos que inducen el agrietamiento por contracción plástica del concreto5 así como el agrietamiento por cargas de servicio ya que este redunda en una menor durabilidad de los pavimentos.18 Esto requiere información relacionada con el gradiente térmico, la humedad relativa y datos de contaminación por sulfatos, CO2 y cloruros.

El conocimiento del gradiente térmico de la losa así como de la humedad relativa interna del pavimento es muy importante para cada región y en cada caso particular de interés.

Respuesta del pavimento a los efectos ambientales

Los estudios de resistencia al congelamiento y al deshielo deben efectuarse en las regiones con susceptibilidad alta y media, de acuerdo con la regionalización del país propuesta en el manual del concreto de la CFE 1996. Esta se relacionará con datos, previamente obtenidos, de porosidad, absorción, permeabilidad y estructura del poro de los agregados. En general las partículas gruesas presentan más porosidad por lo que son las más propensas a saturarse y, en consecuencia, a expandirse cuando se someten a la congelación. Este aspecto deberá cuidarse especialmente en las zonas críticas (ASTM C 666).

Adicionalmente, se sugiere la realización de pruebas para determinar la profundidad de carbonatación en los pavimentos existentes en cada región, seleccionando los sitios de muestreo con base en la antigüedad y las condiciones que propicien la presencia de este problema.

Es importante estudiar el efecto colateral que la carbonatación podría tener en el agrietamiento del pavimento, ya que al densificarse la mezcla como resultado de la reacción álcali-carbonato podría la sobrecapa ser más susceptible de agrietarse con el paso del tránsito.18 Ello permitirá realizar diseños más acordes con las características climatológicas del lugar y no utilizar únicamente normativa que no se sabe si es aplicable a las condiciones del medio. Para estudiar estos efectos es necesario seleccionar pavimentos y elaborar un mapeo de grietas señalando su ubicación y espesor. Esta evaluación se llevará a cabo con el Manual SHRP (Strategic Highway Research Program) 1993.19 Posteriormente se extraerán corazones de concreto en zonas agrietadas y zonas sanas para observar su resistencia a la compresión simple, su carbonatación y su permeabilidad. La correlación de estos factores permitirá conocer las causas de las fallas encontradas en pavimentos de este tipo.

Se deberá determinar además el frente de sulfatación y el perfil de cloruros en donde corresponda, dependiendo de la información relativa a contaminaciones existentes.

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Otro aspecto fundamental es el que se refiere al conocimiento de las condiciones locales que inducen el deterioro del acero empleado en el pavimento rígido (pasajuntas y barras de amarre) y que,, en caso de ignorarse sus efectos, inducirían un proceso de corrosión con los consecuentes daños a la estructura. Cabe hacer mención de la importancia del estudio de este parámetro que no es considerado de manera sistemática en ninguna metodología, y que repercute considerablemente en los costos de un pavimento ya que, si bien 61por ciento de éstos corresponde al costo del cemento, le sigue el costo de los pasajuntas y barras de amarre con 17por ciento del costo total de la losa. Esto pone en evidencia la importancia de dictar recomendaciones relativas a mejorar la durabilidad del concreto y su protección contra los agentes que corroen el acero.

Los estudios básicos de corrosión se fundamentan desde luego en toda la información previamente obtenida. Dada la importancia de este aspecto y el desconocimiento del fenómeno mismo, se plantea la realización de una investigación profunda de los mecanismos que inducen la corrosión de pasajuntas y barras de amarre en carreteras construidas en ambientes marinos y se propone como blanco de este estudio el caso de los pavimentos de Chihuahua.

Es importante tener en cuenta que en este trabajo se pretende únicamente presentar de manera general la metodología para evaluar en términos de durabilidad los pavimentos de concreto. Los detalles de tal metodología se especificarán en trabajos posteriores, de acuerdo con los resultados de su aplicación en el plan piloto que se realiza en algunos estados de la república.

Normas y criterios de durabilidad para el diseño, construcción y rehabilitación de pavimentos de concreto

Una vez analizada la influencia de cada uno de los factores, se estará en posibilidades de determinar criterios de diseño y construcción de pavimentos de concreto hidráulico para obtener una mayor durabilidad del concreto al reducir su susceptibilidad al agrietamiento,20, 18 y aumentar su impermeabilidad, dureza y resistencia a la compresión. El ahorro en costos de mantenimiento y conservación de nuestras vialidades mediante el empleo de metodologías acordes con nuestras características climáticas y nuestros materiales es una forma de contribuir al desarrollo de cada región.

Conclusiones

Los pavimentos de concreto hidráulico son muy utilizados en Europa y Estados Unidos donde se les han hecho rigurosas pruebas para adaptarlos a las condiciones de cada sitio. No es recomendable que estas metodologías se apliquen por igual en climas diferentes a aquellos para los cuales fueron desarrolladas sin hacerles las adecuaciones necesarias porque se puede incurrir en altos costos innecesarios o en errores.

Los pavimentos de concreto reforzado son una excelente alternativa para el país, pero es necesario evaluar su comportamiento en diferentes ambientes para adecuar su diseño a las características climatológicas y de los materiales de cada sitio. Esta metodología permitirá el conocimiento del comportamiento de los pavimentos de concreto reforzado con pasajuntas y barras de amarre que serán expuestas a diferentes condiciones del ambiente –cálido seco, cálido húmedo y cálido húmedo con contaminación de cloruros– así como al tránsito, obteniendo en cada caso recomendaciones que incidan en la durabilidad.

El objetivo de la metodología es conocer la influencia del medio ambiente en la durabilidad del material (corrosión, agrietamientos, permeabilidad, carbonatación contaminación por cloruros, etcétera) y las condiciones que conduzcan a construir un pavimento más durable con mayor resistencia a la abrasión menor susceptibilidad al deterioro por efecto de las condiciones climatológicas de nuestra región y con un mejor comportamiento.8 Como consecuencia de su

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puesta en práctica, se podrán ejercer también acciones correctivas, las que no se discutirán en este trabajo.

A partir de resultados de la aplicación de esta metodología se podrán iniciar y consolidar normas y recomendaciones para mejorar procedimientos constructivos y utilizar de manera óptima los materiales empleados en la construcción de pavimentos de concreto hidráulico en las diferentes regiones del país.

Agradecimientos