Procedimiento para la producción de losas de hormigón para la pavimentación de calles urbanas, carreteras o autopistas.

Procedimiento para producir pavimentos de losas de hormigón usados en calles,

caminos, carreteras yautopistas, del tipo donde se prepara la base y se vierte in situ el hormigón, caracterizado porque incluye lassiguientes etapas:

a) determinar un camión patrón o promedio que se desplaza sobre dichos pavimentos de losas para teneruna distancia D1 entre las ruedas delanteras y una distancia D2 entre un tren de ruedas traseras y un largo Lentre el eje delantero y el primer eje trasero de dicho tren de ruedas;

b) dimensionar el ancho de la losa de tal manera que dicho ancho sea menor que el menor de D1 y D2;

c) dimensionar el largo de la losa de tal manera que sea menor que dicho largo L;

d) dimensionar el grosor de la losa a un valor E dado por el valor de la resistencia del hormigón teniendo encuenta las cargas de tráfico, la calidad de la base y el tipo de suelo;

e) preparar la base;

f) verter el hormigón in situ con el fin de:

f1) formar al menos una losa en forma de paralelepípedo, teniendo dichos ancho y largo de las losas, o

f2) formar una sección en forma de paralelepípedo y posteriormente cortar dicha sección para formar unapluralidad de losas, teniendo cada losa un ancho menor que el dicho menor ancho de D1 y D2 y un largomenor que L,

en el que el largo y el ancho de las losas son escogidos de tal manera que nunca más de una rueda o un tren deruedas de dicho camión patrón o promedio esté en contacto y apoyado sobre una losa.

Procedimiento para la producción de losas de hormigón para la pavimentación de calles urbanas, carreteras o autopistas Objetivo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de losas de hormigón para la pavimentación de carreteras, autopistas y calles urbanas o similar, que presenta dimensiones mejoradas respecto de las losas de la técnica anterior, resultando ser un pavimento más fino y por consiguiente más económico que los hasta ahora conocidos y con una nueva metodología de diseño de la losa, diferente a los tradicionales. Para esta clase de pavimento las losas se apoyan sobre una base tradicional para este tipo de pavimento, que puede ser granular, tratada con cemento o tratada con asfalto. La presente invención es para pavimentos nuevos de hormigón y no contempla las rehabilitaciones de pavimentos antiguos con capas sobrepuestas de hormigón.

Esta invención es aplicable a losas de cimentación de hormigón para pavimentación de carreteras, autopistas y calles, en las que los elementos críticos son las dimensiones de las losas y las distancias entre las ruedas de un camión de carga pesada y el número de pasadas de todo tipo de vehículos.

Comentarios de la técnica anterior

Los sistemas tradicionales empleados hasta hoy consideran las dimensiones de ancho de las losas del pavimento igual al ancho de una vía y de largo igual al ancho de la vía o 6 metros. Estas dimensiones hacen que las cargas de los vehículos y especialmente los camiones de carga pesada se apoyen en ambos bordes de la losa simultáneamente, produciendo tensiones de tracción en las superficies de las losas cuando estas se encuentran alabeadas. Este alabeo es normal y las losas están siempre alabeadas con los bordes levantados. Este sistema de cargas es la principal causa del agrietamiento por fatiga de los pavimentos de hormigón.

La presente invención considera las losas más cortas que nunca se cargarán en ambos bordes simultáneamente. Esto hace que el sistema de cargas sea diferente. Este nuevo sistema de cargas mantiene siempre la carga apoyada en el suelo, al rotar las losas cuando pasan las ruedas. Nunca pasará más de un tren de ruedas sobre una losa. Este concepto hace que las tensiones en losas de menor dimensión que los ejes delantero y trasero de los camiones sean mucho menores, permitiendo reducir el grosor que se requiere para soportarlas. Esta reducción del grosor disminuye los costos iníciales Por lo general las losas de hormigón para caminos y carreteras y calles urbanas tienen dimensiones que normalmente son el ancho de una vía, por lo general 3500 mm de ancho y de 3500 a 6000 mm de largo. Para soportar la carga de camiones pesados que generan las tensiones y exigencias más grandes a los que son sometidas las losas, los ingenieros civiles de caminos deben diseñar losas en donde el grosor resulta relevante para evitar grietas. Muchos de estos diseños usan un refuerzo, malla metálica o acero, lo que asegura durabilidad de la losa, pero aumenta considerablemente el costo de la misma.

En el documento ES 2149103 y (Vázquez Ruiz Del Árbol) de fecha 7 de Julio de 1998 divulga un procedimiento de imbricación articulada entre losas de hormigón in situ en el que se forman juntas tendiendo en obra, a lo largo de las líneas de junta, un dispositivo simple de armado en mallazo con una pauta de corte y doblado ya preparada en taller. Así se aprovecha el fenómeno de la retracción para conseguir una indentación alternativa a lo largo de las juntas de las losas adyacentes formando un continuo de hormigón, capaz de materializar satisfactoriamente un enlace tipo rótula entre ellas. El procedimiento se complementa con un elemento separador del hormigón que facilita la formación de la fisura e impide la llegada de agua a la explanada, y que puede sujetarse al dispositivo mencionado. La invención mencionada en este documento es aplicable a pavimentos de hormigón en carreteras, autopistas y zonas portuarias de depósito de mercancías, y permite diseñar los pavimentos sin necesidad de bases y sub-bases.

El documento ES 2092433 (Vázquez Ruiz Del Árbol) de fecha 16 de Noviembre de 1996 divulga un procedimiento para construir pavimentos de hormigón en carreteras y aeropuertos. Se dispone en una extendedora (3) un encofrado deslizante para formar huecos interiores (2) en una losa de pavimento (1) , se inyecta un fluido (4) , preferiblemente lodo bentonítico o aire húmedo jabonoso, en cada uno de los huecos estancos creados por dicho encofrado, aportándose dicho fluido a un caudal y presión apropiados para que, una vez retirados los encofrados, dichos huecos queden soportados por el fluido alimentado, tapándose los poros del hormigón y proporcionándose el sostenimiento del hormigón fresco en los pequeños túneles creados; y se realizan seguidamente sobre el hormigón las operaciones necesarias para su conformación. La invención mencionada en este documento permite ahorrar hormigón en la capa superior del firme o en la capa de base y obtiene un firme rígido para toda clase de vías como carreteras, autovías, autopistas y aeropuertos.

El documento WO 2000/01890 (Vázquez Ruiz Del Árbol) de fecha 13 de Enero de 2000 divulga un procedimiento de imbricación articulada entre losas de hormigón in situ en el que se forman juntas tendiendo en obra, a lo largo de las líneas de junta, un dispositivo simple de armado en mallazo con una pauta de corte y doblado ya preparada en taller. Así se aprovecha el fenómeno de la retracción para conseguir una indentación alternativa a lo largo de las juntas de las losas adyacentes en un continuo de hormigón, capaz de materializar satisfactoriamente un enlace tipo rótula

entre ellas. El procedimiento se complementa con un elemento separador del hormigón que facilita la formación de la fisura e impide la llegada de agua a la explanada, y que puede sujetarse al dispositivo mencionado. La invención mencionada en este documento es aplicable a pavimentos de hormigón en carreteras, autopistas y zonas portuarias de depósito de mercancías, y permite diseñar los firmes de carreteras sin necesidad de bases y sub-bases.

El documento WO-A-02/12630 revela un procedimiento y un sistema para construir grandes losas de hormigón continuas sin usar juntas de control de retracción convencionales. En este documento la frase “losa grande de hormigón continua” es usada para describir un panel de losa que tiene un área de superficie de al menos aproximadamente 500 m2, en la que “grande” significa sólo largo o largo y ancho, y en la que “continua” significa sin juntas de control. En este sentido el documento WO-A-02/12630 expone que los inventores descubrieron que inductores poco espaciados distribuyen toda la retracción y contracción térmica produciendo grietas por todo el largo y ancho de la losa. Consecuentemente las grietas son inducidas en el momento en el que el hormigón empieza a fijarse, y por lo tanto apenas se hacen visibles. Al mismo tiempo este documento revela que preferiblemente los inductores son distribuidos como una rejilla rectangular y los inductores de grietas son espaciados a aproximadamente de 800 mm a 1000 mm, para producir finas grietas y grietas casi invisibles.

Por otro lado, el documento US6592289 B1 revela un procedimiento para hacer una calzada de hormigón que comprende las etapas de verter una sección continua de hormigón que tiene una longitud, una profundidad y un ancho; cortar la sección de hormigón continua en un ángulo de entre 5 y 45 grados desde la vertical hacia abajo en la dirección de la circulación del tráfico, para formar un corte en ángulo con una superficie superpuesta que puede ser presionada hacia abajo por un vehículo, para reducir el movimiento del hormigón con respecto a las secciones en cualquier lado de una junta en el pavimento.

Descripción de los dibujos Las figuras que se acompañan, que se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de la invención, quedando incorporadas y constituyendo parte de esta descripción. Ilustran la invención y junto con la descripción permiten para explicar la invención.

La Figura 1 muestra el alabeo medido en una losa de piso industrial de 150 mm de grosor y 4 metros de largo. La losa se apoya en el círculo central, los bordes se encuentran en voladizo. Las esquinas están cuatro veces más deformadas que el centro de los bordes (Holland 2002) .

La Figura 2 muestra las formas críticas de carga en losas de dimensiones convencionales.

La Figura 3 muestra el efecto de la rigidez de la base en la longitud del voladizo en las losas de hormigón no adheridas.

La Figura 4 muestra el efecto de la rigidez de la base en la cantidad de grietas en las losas. Una... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para producir pavimentos de losas de hormigón usados en calles, caminos, carreteras y autopistas, del tipo donde se prepara la base y se vierte in situ el hormigón, caracterizado porque incluye las siguientes etapas:

a) determinar un camión patrón o promedio que se desplaza sobre dichos pavimentos de losas para tener una distancia D1 entre las ruedas delanteras y una distancia D2 entre un tren de ruedas traseras y un largo L entre el eje delantero y el primer eje trasero de dicho tren de ruedas;

b) dimensionar el ancho de la losa de tal manera que dicho ancho sea menor que el menor de D1 y D2; c) dimensionar el largo de la losa de tal manera que sea menor que dicho largo L;

d) dimensionar el grosor de la losa a un valor E dado por el valor de la resistencia del hormigón teniendo en cuenta las cargas de tráfico, la calidad de la base y el tipo de suelo; e) preparar la base; f) verter el hormigón in situ con el fin de:

f1) formar al menos una losa en forma de paralelepípedo, teniendo dichos ancho y largo de las losas, o 15 f2) formar una sección en forma de paralelepípedo y posteriormente cortar dicha sección para formar una pluralidad de losas, teniendo cada losa un ancho menor que el dicho menor ancho de D1 y D2 y un largo menor que L, en el que el largo y el ancho de las losas son escogidos de tal manera que nunca más de una rueda o un tren de ruedas de dicho camión patrón o promedio esté en contacto y apoyado sobre una losa.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la losa está hecha para tener un ancho mayor de 0, 50 metros.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la losa está hecha para tener un ancho mayor de 0, 70 metros.

4. El procedimiento según la reivindicación 1-3, caracterizado porque la losa está hecha para tener un largo mayor 25 de 0, 50 metros.

5. El procedimiento según la reivindicación 1-4, caracterizado porque el ancho de la losa es seleccionado para que no sea mayor de la mitad del ancho de la vía.

6. El procedimiento según la reivindicación 1-5, caracterizado porque el ancho de la losa es seleccionado para que no sea mayor de 1, 75 metros.

7. El procedimiento según la reivindicación 1-6, caracterizado porque L no es mayor de 3, 0 metros.

8. El procedimiento según la reivindicación 1-7, caracterizado porque se realiza en la etapa f) , etapa f2) .

9. El procedimiento según la reivindicación 1-7, caracterizado porque se realiza en la etapa f) , etapa f1)

10. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como nunca más de una rueda o un tren de ruedas de dicho camión patrón o promedio estará en contacto o se apoyará sobre una

losa, producirá un cambio en la carga del pavimento respecto a los pavimentos con losas tradicionales más grandes.