El principal beneficio de un pavimento reforzado es que a través de él, no se reflejen el craqueo o fisuramiento, y que el fisuramiento que se forme sea tan estrechamente cerrado, para que el pavimento y sus caras den una integridad estructural y que se mantenga. Los espesores usados para este tipo de pavimento son los mismos que se explicaron en los numerales anteriores.
Los refuerzos pueden ser de varillas o mallas en acero colocados en la placa de pavimento. El área de acero requerida está dada por la formula que combina el coeficiente de fricción con el arrastre en la Subrasante
As = 3.7 L^2 T/ fs
As = Área del acero por pie de ancho en pulg cuadrada L = Longitud de la losa en pies
T = Espesor de la losa en pulg
fs = Esfuerzo de tensión del acero en psi.
Para el uso de esta fórmula se asume como peso de la losa 12.5 lbs/pie 2, por cada pulgada de espesor.
El mínimo porcentaje de acero debe ser 0.05 %. El porcentaje de acero requerido es dividir As por el área del concreto por unidad de longitud y multiplicada por 100. La única ventaja de este refuerzo es en la longitud de las juntas, se amplían hasta una distancia de 23 m. El acero se coloca (h/4) + 1 pulg de la superficie.
Estos tipos de concretos reforzados son utilizados en los finales de pavimentos, donde su dimensionamiento o modelado no siguen las dimensiones estándar del ancho del pavimento o tiene formas irregulares y su dimensionamiento se observa en la figura 5.32.
Ejemplo: Espesor de la Losa 38 cm, fy = 60.000 psi,
Long modulado = 6.00 m Long. Reducida = 4.69 m
Fs = 0.67 de fy = 0.67 * 60.000 = 40.200 psi
L = 4.69 m / 0.3048 = 15.38 pies T = 38 cm / 2.54 cm = 14.96 plug. As = 3.7 * 15.38 ^ 2 * 14.96 = 0.32 pulg. ^ 2 / pie
131 40.200
As = 0.32 * 2.54^2 = 6.77 cm2 por m. 0.3048
Distancia de colocación = h / 4 + 1 pulg. = 4.74 pulg = 12 cm.
Cuantía ρ = As / bd = 6.77 / (100 * (38-12)) = 0.0026 entonces ρ = 0.26% > 0.05 % Hierros long. # 4 c 19 cm Transv. # 4 c 19 cm
# 4 c 19 cm # 4 c 19 cm
5.16.1 Pavimentos continuos reforzados
Los pavimentos continuos reforzados en cemento Portland con aceros transversales y longitudinales con el fin de eliminar juntas intermedias de expansión y contracción. Por lo general contiene de 0.5 a 1% de refuerzo en el acero longitudinal. Su principal ventaja es
132 la
eliminación de juntas transversales las cuales su construcción es demasiado costosa, requieren sellados y es la principal causa de problemas en el mantenimiento. Una superficie continua da una superficie muy suave para el recorrido de las aeronaves.
Los parámetros de diseño se basan al igual que los pavimentos rígidos en proveer una buena fundación para la losa y se utilizan los mismos gráficos de diseño, comentados anteriormente en los numerales respectivos de este capítulo.
133 5.16.1.1 Diseño del acero longitudinal. El diseño del acero de refuerzo es crítico para obtener un buen pavimento. El porcentaje debe ser bien seleccionado para obtener un ancho y espaciamiento óptimo del fisuramiento. Este diseño debe satisfacer tres condiciones. El máximo porcentaje es determinado o seleccionado al valor máximo de acuerdo a los siguientes tres requerimientos y no debe ser menor al 0.5 %:
a) Cantidad de Acero para resistir restricciones por la Subrasante
Debe resistir las fuerzas generadas por la fricción entre el concreto y la Subbase usando el monograma 5.32 a. El uso del monograma requiere de tres parámetros: el esfuerzo del acero de refuerzo, la resistencia a la tensión del concreto y el factor de fricción para la Subbase. Se recomienda para el acero trabajar con el 75 % de la resistencia mínima del acero. La resistencia a la tensión del concreto se estima en un 67 % de la resistencia a la flexión. Y como factor de fricción para la Subbase de 1.8. Cuando no se recomienda Subbase, y si tiene una Subrasante de suelos de grano de fino a grano grueso el factor de fricción es de 1.0 a 1.5.
b) Cantidad de acero por efectos de temperatura
El acero debe ser capaz de controlar las fuerzas generadas por la expansión y contracción por efectos de cambio de temperatura y cuantía se obtiene por la siguiente fórmula:
Ps = (50 ft) / ( fs-195 T)
Ps = Porcentaje de acero de refuerzo ft = Resistencia a la tensión del concreto fs = Resistencia del acero
T = Máximo diferencial de temperatura para el pavimento en º f c) Cantidad de acero por resistencia del concreto
La cantidad esta en función de la resistencia mínima del acero a utilizar y la resistencia a la tensión del concreto y se relaciona en la siguiente formula.
Ps = 100 ft / fy 5.16.2 Acero transversal
La cuantía de acero de refuerzo transversal se requiere para mantener y soportar el espaciamiento del acero longitudinal durante la construcción. Para este caso se utiliza el monograma de la figura 5.33.
5.16.3 Detalles de Colocación
El acero de refuerzo longitudinal debe ser colocado en la mitad de la profundidad de la losa o mínimamente un poco arriba. El acero de refuerzo transversal se coloca inmediatamente arriba. Se debe mantener una cubierta mínima de concreto de 3 pulg para mantener el acero de refuerzo. El espaciamiento debe ser de 6 a 12 pulg. El acero
134 transversal no debe estar más separado de 12 pulg. Se recomienda para el traslapo como mínimo 16 pulg o 25 veces el diámetro de la varilla
5.16.3 Espaciamiento de la junta
Se requerirán juntas transversales por cuestiones del modelado de la línea de pavimentación o por término de la jornada de trabajo o final de la línea de pavimentación, se construirán de acuerdo a la figura 5.34. Para las juntas aserradas de contracción o expansión, se recomienda que se siga los anchos establecidos en la tabla de separación de juntas 5.1 y para un ancho máximo de líneas de pavimento o ancho de la calzada de 23 m. Las figuras 5.34 en la parte alta, muestran los detalles constructivos que deben tener en cuenta en la construcción de estas juntas.
Los detalles de la construcción de las juntas longitudinales se observa la figura 5.35