TITULOComportamiento estructural de pavimentos de concreto de losa corta y su influencia en el nivel de serviciabilidad vialINTRODUCCINLos pavimentos de hormign y agua, o rgidos, son estructuras muy usadas a nivel nacional e internacional y en climas diferentes (seco, hmedo frio y caluroso) los estudios y mediciones que se hacen en estos pavimentos estando ya en servicio muestran que estos se encuentran todo el tiempo alabeados, es decir con las puntas hacia arriba y se produce tambin en forma importante durante la construccin del pavimento. Este alabeo es tan grande que las variaciones de temperatura y humedad ambiente que producen gradientes que deforman las losas, no son suficientes para lograr que las losas se deformen con las puntas hacia abajo y el caso de que esto ocurriera, ser por muy poco tiempo durante el da, debido a lo anterior la tensin mximo en los pavimentos se encuentra en la fibra superior y es producida por lo camiones que van planchando las losas, es decir tratando de aplanarlas. La suma de estas tensiones inducidas en el pavimento son las responsables de la fatiga del pavimento afectando la vida til del pavimento as como su nivel de serviciabilidad.Los pavimentos rgidos tradicionales presentan dimensiones grandes, entonces la fuerza actuante sobre la losa es mayor, siendo esta caracterstica uno de los factores que en gran manera inciden en el alabeo de las losas y que este a su vez sea mayor.El alabeo producido por la carga sobre la losa produce escalonamiento, el cual es perjudicial en el cumplimiento de serviciabilidad de un pavimento.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA, PREGUNTAS.INTERROGANTE PRINCIPAL:Cmo influye el comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta en el nivel de serviciabilidad vial?INTERROGANTES ESPECFICAS:Cules son los factores en cuanto al comportamiento estructural de un pavimento que influyen en la perdida de serviciabilidad vial?Cul es el comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta?Cul es la diferencia del comportamiento estructural entre un pavimento de concreto de losa corta y un pavimento de concreto tradicional?OBJETIVOS.OBJETIVO GENERAL.Determinar la influencia del comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta en el nivel de serviciabilidad vial.OBJETIVOS ESPECIFICOSEstablecer los factores en cuanto al comportamiento estructural de un pavimento que influyen en la prdida de serviciabilidad vial.Dar conocimiento sobre el comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta.Establecer las diferencias del comportamiento estructural entre un pavimento de concreto de losa corta y un pavimento de concreto tradicional.MARCO TERICOLa construccin de pavimentos de concreto ofrece un gran nmero de beneficios de entre los cuales podramos destacar los siguientes, menor costo inicial, mayor duracin, mayor soporte a cargas pesadas, menor gasto de mantencin, mayor confort y seguridad, mejora la visibilidad nocturna, Aumenta la seguridad en carreteras de vehculos y peatones, reduce la cantidad de energa para una iluminacin similar y muchos otros ms.No obstante la construccin de estos pavimentos demanda el empleo de tcnicas un tanto empricas algunas veces errneas tomando como ejemplo nuestro medio, provocando que la vida til, serviciabilidad, y calidad no sean las esperadas o las necesarias.Si bien se tienen algunas estructuras viales basadas en esta tecnologa en el Per su aplicacin an no se fomenta demasiado debido a la falta de informacin, actualizacin e iniciativa de innovacin de los profesionales especializados en el rubro de la construccin vial.Estudios y proyectos realizados muestran que esta tecnologa es una nueva alternativa de construccin capas de brindar resultados muy superiores a los esperados, tales son los casos de el Terrapuerto de Lima, Planta Pacasmayo, Mall Trujillo y algunas otras ms que en realidad se pueden contar, esto demuestra que la aplicacin de nuevas tecnologas como alternativa de solucin a problemas como perdida de serviciabilidad, tiempo de vida til, y otros no es tomada en consideracin.El concepto de diseo para obtener el comportamiento estructural esperado de los pavimentos de concreto de losa corta es que cada losa del pavimento sea pisada, en lo posible, por un set de ruedas a la vez. Esto permite reducir significativamente las tensiones superiores de la losa, ya que con esta configuracin de cargas versus las dimensiones de las losas, no se produce el efecto planchado de estas, sino que cada losa soporta las cargas bajo las ruedas, apoyada en el suelo.Para lograr esta condicin, es necesario dimensionar la losa de tal forma que dado un camin patrn; cada rueda, o set de ruedas, pise una losa a la vez. Como existen diferentes tipos de vehculos, se disea para el ms daino, salvo que se conozca el trfico y se disee para los tipos de vehculo que pasaran mayoritariamente por dicha va.Disminuir las tensiones en la parte superior de la losa se traduce en una mayor vida til del pavimento, o visto desde otro punto de vista, permite reducir el espesor de este para lograr las mismas tensiones y vida til obtenidas en el diseo tradicional.FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO.A) EFECTO DE LA RIGIDEZ DE LA BASE.Al alabearse la losa y levantar sus bordes, su apoyo en la base es un crculo (ver figura) cuya dimensin depende de la rigidez de la base, si la base es muy rgida, el crculo ser pequeo y los voladizos largos, esto, cuando la losa es pisada por un camin, genera tensiones de traccin altas en la cara superior. Al revs, si la base es muy poco rgida, el crculo rojo ser mayor y el largo del voladizo menor, por lo tanto, en este caso las tensiones de traccin en la cara superior sern menores, pero, cuando el camin pisa el centro de la losa, aumentarn las tensiones de traccin en la cara inferior, esto nos lleva a pensar que para esta dimensin de losas, de 4,5 por 3,5 metros, la rigidez de la base tiene un ptimo, que como muestra la figura, es entre rigideces equivalentes a CBR entre 20 y 50%.

B) ALABEO DE CONSTRUCCION.El alabeo de construccin se genera por una fuerza en la parte superior de la losa. Esta fuerza se debe al secado y la prdida de calor en la superficie de losa. Debido que esta fuerza no se encuentra en la fibra neutra, produce una deformacin asimtrica, alabeo. Esta fuerza que produce el alabeo se genera en las primeras horas despus de endurecerse el concreto, y es producida por un gradiente hdrico y trmico superficial. La retraccin hidrulica superficial se produce por la diferenciad e humedad en la parte superior e inferior de la losa, la cual siempre se encuentra ms hmeda en la parte inferior, esto se debe a que la humedad de la tierra condensa en la losa. La Retraccin trmica en la superficie se debe a la temperatura inicial del concreto y al calor de hidratacin producido por la reaccin del cemento, la losa se enfra por la superficie para llegar a su temperatura normal. Esta deformacin se produce mientras el concreto se endurece, por lo que retiene esta forma permanentemente, alabeada, el alabeo de construccin es permanente y se puede medir cuando el gradiente trmico real es cero. De esta forma se puede cuantificar. En Chile se midi, y se compar con un gradiente trmico equivalente el cual fue de -17,5 C. El mayor gradiente trmico real fue medido a medio da y fue de +19C. Ya que ambos alabeos estn medidos en C se pueden sumar. Se aprecia que la suma en el peor caso es de + 2 C. Esto significa que la losa est casi siempre con las puntas hacia arriba y en solo algunos momentos plana. Esta fuerza que produce el alabeo depende del largo de la losa, por lo tanto losas pequeas tienen menos alabeo. Adems losas ms cortas tendrn menos brazo de palanca, lo que reduce las tensiones superiores. Si consideramos que las losas se alabean con un tercio de su longitud levantada del suelo, o sea en voladizo, podemos decir que el largo del voladizo para una losa de 4,5 metros es de 1,5 metros. Si la losa tiene un largo de 1,8 metros el voladizo ser de 60 centmetros. Se puede apreciar que con el solo hecho de acortar las losas las tensiones de traccin disminuyen en forma considerable.El resultado de estas fuerzas es que mientras ms grande es la losa mayor ser dicha fuerza y por lo tanto mayor el alabeo.

C) TENSIONES EN LOSAS DE DIMENSIONES OPTIMIZADAS.Podemos apreciar que en losas de largo y ancho tradicional (AASHTO), los ejes delanteros y traseros y las ruedas de un mismo eje de los camiones se posan y cargan la losa en las esquinas planchndolas. Esta posicin de las cargas genera tensiones de traccin en la cara superior de las losas, generando grietas que se inician de arriba hacia abajo. Cuando la losa tiene un largo menor a la distancia ente los ejes delantero y trasero del camin, o un ancho menor a la distancia entre ruedas de un mismo eje, estas son cargadas con un set de ruedas por losa. Este efecto, disminuye en forma importante las tensiones en el concreto, disminuyendo el consumo de fatiga por pasada y mejorando el comportamiento.

D) SERVICIAILIDAD (IRI) Y ESCALONAMIENTOLa Serviciabilidad es un factor muy importante en pavimentos. Modelos existentes para pronosticar IRI y escalonamiento no son directamente aplicables a pavimentos diseados con esta tecnologa, debido a que estos necesitan ser calibrados para este nuevo diseo. Debido a que los pavimentos de concreto de losa corta se construyen de manera idntica a los tradicionales, el IRI obtenido en esta etapa debe ser similar a un pavimento normal y depende del equipo y la destreza del contratista. Tambin el alabeo es menor por lo que la diferencia de altura entre la parte ms levantada de losa y el centro es menor, el pavimento se mantiene ms plano incluso con gradientes de humedad y temperatura altas, esto debiere generar superficies ms lisas y un mejor IRI. Uno de los asuntos principales los pavimentos de concreto de losa corta es la posibilidad de escalonamiento en el largo plazo. El diseo, dada sus caractersticas, reduce las probabilidades de esto suceda, de la siguiente manera: El alabeo en las losas produce escalonamiento, los Pavimentos de concreto de losa corta tienen alrededor de un quinto del alabeo con respecto a un pavimento tradicional. Esto debido al menor tamao de losa. Como el alabeo es menor el escalonamiento y la serviciabilidad tambin. Las losas son ms pequeas, lo que genera un apertura de la grietas bajo los cortes de menor espesor, estas grietas tienen, por lo tanto una mejor transferencia de carga, lo que disminuye el escalonamiento. Los pavimentos de concreto pueden usar bases con menos de 6 % de fino. Esto hace que las piedras grandes estn en contacto entre ellas, por lo que al remover el fino en el caso de presencia de agua no exista un cambio volumtrico y por lo tanto no exista una prdida de soporte. Esto no permite que se produzca bombeo, que altere las condiciones de la base. Como se reduce drsticamente la erosin en la base se debera disminuir drsticamente el escalonamiento. HIPTESISHIPOTESIS GENERALEl comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta tiene influencia en el nivel de serviciabilidad vial.HIPOTESIS ESPECFICAS Los factores que intervienen en el comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta influyen en la perdida de seviciabilidad vial.El comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta es eficiente y disminuye la perdida de serviciabilidad.

El comportamiento estructural entre un pavimento de concreto de losa corta y un pavimento de concreto tradicional es similar pero el primero resulta ms eficiente y econmico.DISEO METODOLGICOPor la naturaleza del problema corresponde al nivel descriptivo y analtico, porque el propsito de la investigacin es aclarar el comportamiento estructural de pavimentos de concreto de losa corta analizando dicha estructura.MTODOS DE INVESTIGACINLos mtodos a ser empleados sern:Investigacin histrica documental. A travs de estudias y revisar gradualmente la construccin de pavimentos de concreto de losa corta y sus procedimientos en nuestra realidad.Descriptivas o experimentales. Mediante la aplicacin de la bibliografa propuesta, buscando respuestas a las hiptesis planteadas.Debido a la extensin de la materia, a continuacin de presenta un resumen sinttico del trabajo que se pretende realizar. La primera parte del trabajo es la introduccin, justificacin, objetivos (Marco Terico) y metodologa para la comprensin del comportamiento de un pavimento de concreto de losa corta. La segunda parte es mostrar el comportamiento estructural de un pavimento de concreto de losa corta y los fenmenos fsicos que se presentan en este. La tercera parte es la verificacin del comportamiento estructural mediante un ejemplo prctico, utilizando el software utilizado actualmente. Finalmente la ltima parte trata la importancia de esta nueva tecnologa en el nivel de serviciavilidad de pavimentos de concreto.CONTRIBUCIN PERSONAL AL PRESENTE TRABAJO.Despus de completado el anlisis de todos los parmetros estudiados en el presente trabajo, se intentara proponer una nueva metodologa y tecnologa en el campo de la construccin de pavimentos de concreto. Tambin se pondr a consideracin programas de computacin para facilitar el clculo, diseo y dimensionamiento de pavimentos de concreto de losa corta, adems de que estos faciliten entender su comportamiento estructural.

BIBLIOGRAFA.Diseo TCP Pavimentos de concreto con losas de dimensiones optimizadas (Juan Pablo Covarrubias)Desempeo de los Pavimentos de Concreto de losas cortas en varios pases. (Ing. Mauricio Salgado Torres-ICH).

Pavimentos rgidos (www.actualizarmiweb.com/sites/icpa/publico/files/01.pdf)Metodologa de la investigacin cientfica (Dr. Ed. Pastor I. Huayta Ticona)