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Pavimentos drenantes

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by

noe bello

on 25 June 2014

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Transcript of Pavimentos drenantes

aquaplaning o hidroplaneo
Fenómeno muy común que sucede cuando un auto o vehículo se desplaza por una superficie mojada o con agua, lo cual hace que las llantas o neumáticos pierdan contacto con el asfalto o terreno y pueda perderse el control del vehículo.

De más está decir que mientras mayor sea la cantidad de agua presente en la superficie, más difícil será controlar el vehículo, pudiendo el mismo incluso flotar en el caso de que el nivel del agua sea más alto de lo normal.


INTRODUCCIÓN
PAVIMENTOS DRENANTES

DEFINICIÓN
Los pavimentos drenantes son pavimentos que pueden ser en concreto o asfalto los cuales se caracterizan por tener un elevado porcentaje de huecos de aire (entre 18 y 25%) interconectados entre sí.

Ventajas
Las mezclas drenantes ofrecen una gama de ventajas para el usuario en condiciones de lluvia.
-Eliminación de aquaplaning o hidroplaneo.



Historia
Los inicios de las mezclas drenantes tuvieron lugar en algunos aeropuertos del Reino Unido y luego en Estados Unidos bajo la forma de tratamiento superficial en capa de 2 [cm], cuyo objetivo principal era luchar contra el deslizamiento de las aeronaves.


EXPERIENCIA EN CHILE
1996 Unidad de Carreteras de la División El Teniente de Codelco Chile construyó un tramo experimental de aproximadamente 1.500 [m2]. Esta carpeta poseía 4 [cm] y fue confeccionada con cemento asfáltico modificado, y se instaló sobre una capa de graduación densa nivelante y con un bombeo de 1,0%.
Año 2000 se realizó un tramo de 10.000 [m2], donde esta vez la capa drenante aplicada fue de 5 [cm] de espesor y construida sobre un pavimento existente,

La Dirección de Vialidad, decidió realizar más tramos experimentales con el propósito de evaluar el comportamiento en distintas condiciones geográficas.

1999 se introducen en los contratos de repavimentación de la Ruta S-20 y 207, en la Región de la Araucanía y Región de Los Ríos respectivamente, donde se destinaron tramos con carpeta drenante, además de un pequeño tramo de 300 [m] de longitud en Concón, Ruta 60-CH. Este último desapareció debido a un nuevo proyecto en esa zona.

Reducción de proyecciones de agua
Menor deslumbramiento de luces vehiculares
Reducción de ruido al paso de vehículos

DESVENTAJAS
Colmatación de poros
Mayor costo
Diseño geométrico estricto
Drenaje lateral exigente
Especial cuidado invernal

Cuando se diseñan mezclas drenantes o porosas, existen dos condiciones que se deben cumplir cabalmente:

resistencia a la disgregación
permeabilidad.

Los materiales usados para construir esta carpeta (asfalto, áridos y riego de liga) poseen características distintas a las habituales en obras de pavimentación. A continuación se presenta las especificaciones que se piden en Chile para su uso.

DISEÑO Y ESPECIFICACIONES MEZCLAS DRENANTES( ASFALTO)
MATERIALES
DETALLES CONSTRUCTIVOS
Se debe evitar la terminación de la mezcla drenante contra elementos tales como soleras, zarpas en particular bordes no pavimentados que dificulten o impidan la salida del agua.

Cuando no se extienda la mezcla drenante sobre la berma, para evitar una desnivelación brusca de 4 [cm] en el borde de la calzada

Para la determinación de la densidad y el contenido de huecos de referencia se debe realizar una cancha de pruebas de 100 metros de longitud como mínimo.


Según el Manual de Carreteras (MOP, 2000), son necesarias las siguientes acciones en esta cancha:

Se determinará la densidad y el contenido de huecos de referencia para el control del tramo.
Estas medidas deben realizarse sobre zonas con distintos niveles de compactación

En definitiva, en esta cancha se deberá establecer una correlación entre el número de pasadas del compactador, las mediciones realizadas con el permeámetro y el porcentaje de huecos, de forma que durante la ejecución de la carpeta las mediciones con el permeámetro, puedan ser utilizadas como método de control.
Una forma de controlar la ejecución de este tipo de obras, es registrar la permeabilidad inicial de los pavimentos drenantes, la cual considera que:

Las mediciones con el permeámetro LCS serán utilizadas como método de control.


Se realizarán tres mediciones en distintos puntos de la sección transversal del camino:


huella interna
centro
huella externa.

DISEÑO Y ESPECIFICACIONES DE LAS MEZCLAS DRENANTES ( CONCRETO)
Se debe obtener un material que posea las siguientes características según su dosificación.

Una granulometría apropiada que permita obtener una dimensión importante de los poros, facilitando la buena circulación de agua dentro del material.
Esta granulometría se debe formar con la dimensión de los agregados más gruesos del concreto y la ausencia parcial de agregados medianos y finos.
Una gran porosidad que permita el paso de agua dentro del material aproximadamente 15 a 20% de porosidad
Las características mecánicas deben ser del orden de aquellas de las gravas tratadas con ligantes hidráulicos

Se debe tener una resistencia a los agentes agresivos contenidos en el agua
Estudios incluyen las medidas de la penetración del agua bajo una fuerte lluvia simulada y la evaluación de la capacidad estructural de la superficie del pavimento.
Resistencia

En mezclas continuas, cada partícula de agregado está encerrada por un aglomerante de mortero de cemento que se contrae durante los periodos de curado y endurecimiento. Esto da lugar a unos esfuerzos generalizados de tensión a lo largo del aglomerante de mortero y de compresión en el agregado.

CONSIDERACIONES GENERALES

Temperatura de aplicación entre 5ºC y 35 ºC.
No aplicar con tiempo muy húmedo, con lluvia o con riesgo de heladas.
Si el material del soporte es muy absorbente se humedecerá previamente.
El soporte debe ser resistente, estable y limpio dentro de lo posible.
Si se emplean capas drenantes, se requiere más cuidado durante la construcción, para evitar su segregación, su desplazamiento y, sobre todo, su contaminación durante la obra.
El empleo de láminas de polietileno puede reducir la contaminación durante la obra, pero deben ser retiradas antes de extender la siguiente capa, para no impedir la función drenante.

En tiempos de lluvia unos de los principales problemas viales es la pérdida de adherencia del vehículo, la disminución de visibilidad del conductor, causados a consecuencia de la capa de agua ubicada en la superficie, una solución a este problema es que la capa de agua que queda en la superficie sea evacuada rápidamente y esto se alcanzará con el empleo de mezclas drenantes.

Textura
MEZCLA CONVENCIONAL MEZCLA DRENANTE
DESCRIPCIÓN
Para comprender la estructura de un pavimento poroso tendremos que
imaginar un esqueleto granular formado por agregados gruesos de excelente
calidad, en estado compactado. Este esqueleto, constituido esencialmente por
partículas del mismo tamaño (monogranular), deja un contenido de vacíos
importante que, a diferencia de un hormigón o concreto asfáltico convencional,
NO DEBE LLENARSE de mortero ligante. La cantidad de mortero debe ser
suficiente para “recubrir” todas las partículas de agregado grueso y formar
“puentes de adherencia” entre ellos, pero no debe llenar los vacíos
remanentes, de forma tal de obtener una porosidad elevada (20 %).
Lógicamente, interesan los macroporos interconectados, los que serán los
responsables de la elevadísima permeabilidad del pavimento. Las últimas
experiencias indican que no sólo la cantidad de estos poros interconectados
sino también su geometría son importantes en lo que a permeabilidad y
resistencia se trata.
Como resulta obvio, dependiendo del objetivo de diseño del pavimento poroso,
deben variar los espesores y la porosidad del conjunto
Objetivos características geométricas
Normas NLT-327 - Permeabilidad
Permeabilidad “in situ” de pavimentos drenantes con el permeámetro LCS.
Mide en segundos una cantidad fija de agua que pasa a través de una mezcla bituminosa. El aparato básicamente está formado por un tubo cilíndrico transparente graduado de Ø 94 x 500 mm de alto situado sobre una base especial, un contrapeso de 20 kg con asas, y un anillo circular de caucho de 16 mm de espesor.
Integrantes

Noelia Bello
Romina Rocha
Javier Gutierrez
Estructura de pav. drenante
Requiere un mínimo esfuerzo de compactación dando una mejor calidad de marcha.
Proporciona contacto entre agregados, con alto contenido de aglutinante, que tiene una buena resistencia al agrietamiento y deformación permanente..
Características distintas a las habituales en obras de pavimentación.
Asfalto: los asfaltos para mezclas drenantes serán cementos asfálticos modificados con polímero.
Áridos: los áridos deberán clasificarse en al menos tres fracciones: gruesa, fina y polvo mineral (filler)
Fracción Gruesa: corresponde a la fracción retenida en tamiz 2,5 [mm]
Fracción Fina: corresponde a la fracción que pasa por el tamiz 2,5 [mm]
Filler: deberá ser constituido por polvo mineral fino tal como cemento hidráulico, cal u otro material inerte de origen calizo, libre de materia orgánica y partículas de arcilla.
Filler: deberá ser constituido por polvo mineral fino tal como cemento hidráulico, cal u otro material inerte de origen calizo, libre de materia orgánica y partículas de arcilla.
Diseño y funcionamiento


El diseño puede permitir la infiltración del agua hacia la subrasante, o bien disponer de tubos en la sub-base con el fin de drenar el agua lluvia.

Las características mecánicas deben ser del orden de aquellas de las gravas tratadas con ligantes hidráulicos, que generalmente permiten obtener resistencias a la compresión a los 28 días mínimo de 15 MPa, con la cual se resiste el desgaste por abrasión.
-Se debe tener una resistencia a los agentes agresivos contenidos en el agua, esto se obtiene asegurando la ligazón entre los agregados mediante un mortero compacto, este resultado se obtiene introduciendo en la mezcla una cantidad de arena entre 150 y 200 Kg/m3 dependiendo del tipo de diseño que se desee obtener.
Estudios incluyen las medidas de la penetración del agua bajo una fuerte lluvia simulada y la evaluación de la capacidad estructural de la superficie del pavimento. El rango concluido de la penetración del agua es de 1 x 10-4 m/s mínimo para concretos drenantes.
Resistencia
Cada partícula de agregado está encerrada por un aglomerante de mortero de cemento que se contrae durante los periodos de curado y endurecimiento. Esto da lugar a unos esfuerzos generalizados de tensión a lo largo del aglomerante de mortero y de compresión en el agregado. En concretos permeables, estos esfuerzos son de menor intensidad, gracias a la intensa hidratación separada del mortero y a su discontinuidad. Por lo tanto no se nota la contracción volumétrica del concreto permeable.

CONCRETO DRENANTE
Material de estructura abierta con revenimiento cero, compuesto por cemento Portland, agregado grueso, poco o nada de finos, aditivos y agua. La combinación de estos ingredientes produce un material endurecido con poros interconectados, cuyo tamaño varía de 2 a 8 mm lo que permite el paso de agua. El contenido de vacíos puede variar de un 18 a un 35 por ciento, con resistencias a compresión típicas de 2.8 a 28 MPa. Su velocidad de drenaje depende del tamaño del agregado y de la densidad de la mezcla, pero generalmente varía en el rango de 81 a 730 L/min/m2.
Conclusión
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