INTRODUCCION

La principal característica de los pavimentos de Concreto Poroso es permitir la infiltración del agua a través de su superficie, para su posterior evacuación. Este tipo de pavimento podría ser punto de análisis en la actualidad, por ser una alternativa viable tanto en lo técnico como lo económico dentro de los pavimentos rígidos actualmente usados.

El problema del agua en los pavimentos es su participación en el deterioro progresivo sobre la estructura de los mismos. Su evacuación final implica costosos sistemas de drenajes. Sin embargo, la mera inclusión de drenajes no constituye una solución definitiva al efecto del agua, porque si estos no funcionan el problema es más grave, ya que el sistema puede fallar ante lluvias intensas y las consecuencias sobre el deterioro de la vía serian peores.

I.- OBJETIVOS:

- Diseñar la mezcla de un Concreto Poroso, utilizando agregados (gravas) con cemento Portland tipo I con resistencia mecánicas adecuada para el uso en pavimentos y que permitan un buen drenaje para su disposición final.

- Dar a conocer los beneficios que nos puede otorgar el concreto poroso.

- Reducir los grandes costos que se realizan para poder retener las escorrentías a través de lagunas de retención.

II.-DEFINICION:

Concreto poroso: Es un tipo de concreto que tiene alta cantidad de vacíos (15-20%) y una permeabilidad tal que permite que el agua fluya a través de una matriz porosa.

Pavimento permeable: Es un sistema de pavimento que no solo tiene la función de soporte vehicular sino también nos permite el manejo y reducción de los encharcamientos ya habituales en los pavimentos que se observa hoy en día.

III.-VENTAJAS:

Nos permite reducir la contaminación de las e

Mayor absorción de ruidos generados a través del tránsito vehicular.

Color más claro evitando dar mucha iluminación permitiendo una mayor visibilidad.

Aumenta la seguridad en las vías públicas, evitando los encharcamientos ya acostumbrados.

IV.-APLICACIONES

En el tránsito vehicular es: Carreteras de Transito Promedio Diario Anual menor a 400.

Ingreso calles residenciales, alamedas y accesos a residencias.

Estacionamientos zonas de parqueo.

En el tránsito peatonal: Aceras, paradas de buses (zonas peatonales).

Aplicaciones en la protección de raíces de árboles en aceras.

V.-DISEÑO DE PAVIMENTOS PERMEABLES.

La resistencia y permeabilidad obtenidas con un pavimento poroso están determinadas por la mezcla que se va a utilizar. Las variables que afectan el comportamiento del concreto poroso son: granulometría, dosis de cemento, razón agua/cemento y contenido de vacíos. La granulometría utilizada resulta fundamental en las propiedades que tendrá el concreto poroso, tener un tamaño de agregado bastante uniforme para obtener un porcentaje elevado de vacíos (del orden del 40%) y un tamaño máximo de árido de 12 mm, para permitir una adecuada terminación superficial. Una mayor dosis de cemento generará un concreto más resistente, pero demasiado cemento disminuirá el porcentaje de vacíos interconectados en el hormigón, perdiendo este su capacidad de infiltración. Es recomendable usar una dosis que fluctúe entre los 270 kg/m3 y los 415 kg/m3, según requisitos de resistencia y permeabilidad.

La dosis de agua utilizada tiene una gran repercusión en las propiedades de la mezcla.

Una cantidad insuficiente de agua resultará una mezcla sin consistencia y con una baja resistencia. Y una cantidad excesiva de agua, generará una pasta que sellará los vacíos de la mezcla y que, además, lavará el cemento desde la superficie del agregado, produciendo una baja resistencia al desgaste superficial. Actualmente, existe consenso sobre el hecho que la razón agua/cemento es en realidad una covariable, determinada por la cantidad y tipo de cemento y por la granulometría empleada. Se suele utilizar como criterio para determinar este valor, el encontrar la cantidad de agua con la cual la pasta adquiere un brillo metálico.

Generalmente, este valor está en el rango de 0,24 a 0,45.

Con un elevado contenido de vacíos, aumenta la permeabilidad y disminuye la resistencia. Este porcentaje de vacíos está determinado por la energía de compactación entregada, junto con las variables ya mencionadas. Para que una mezcla sea considerada porosa, debe tener como mínimo un 15% de vacíos. Se recomienda además que este contenido no supere el 35% por la poca estabilidad de la mezcla

El objetivo del diseño de un pavimento permeable es buscar una combinación idónea entre permeabilidad y capacidad estructural.

Para lo cual ofrecemos la siguiente tabla:

Aplicación Espesor de pavimento permeable

Estacionamientos 15cm(6”)Accesos menores en

residencias15cm(6”)

Calles residenciales 20cm (8”)Accesos o calles comerciales 20 cm(8”)

Para una aplicación más específica recomendamos utilizar métodos de diseño de pavimentos rígidos tradicionales.

- AASHTO Guide for Design of Pavement Structures1993

- ACI 330R Guide for the Design and Construction ofParking Lots 2008

- ACI 325.12R Guide for Design of Jointed ConcretePavements for Streets and Local Roads 2002

En caso que las cargas impuestas sobrepasen el Transito Promedio Diario Anual menor a 400. Es recomendable no incrementar la resistencia del concreto ya que perdería su naturaleza de ser poroso. Incrementar el espesor de las losas.

VI.-DISEÑO HIDROLOGICO

Nuestro objetivo es lograr la reducción del caudal de escorrentía mediante los reservorios de piedra que deben actuar como un sistema de retención de aguas pluviales. El volumen de almacenamiento debe de ser requerido para

disminuir el caudal tope y retrasar el tiempo en que este alcance su límite.

Existiendo dos métodos para realizar el cálculo hidrológico que forma parte de diseños de pavimentos permeables.

- Método del número de la curva del NRCS (SCS)

- Método racional

VII.- PROPIEDADES DE LA MEZCLA

En esencia se utilizan los mismos materiales que en una mezcla de concretos normales con la única diferencia que este contendrá una mínima parte o nada del agregado fino.

Agregado grueso utilizado es Agregado grueso utilizado típicamente es ASTM C33 No. 67 (19.0‐4.75mm), No. 8 (9.5‐2.36mm) o No. 89 (9.5‐1.15mm).Además que el agregado grueso puede ser redondeado o angular.

7.1 PROPIEDADES INGENIERILES

Peso unitario aprox. 70 % de un concreto convencional.

El tiempo de colocación es mucho menor que en un concreto convencional y es muy recomendable de acuerdo con especificaciones técnicas de ACI (American Concret Institute) dando un máximo de 1 hora entre el mezclado y la colocación final.

La densidad y porosidad en estado seco son:

Densidad: 1600 kg/m3

Porosidad: 15%-20%

Permeabilidad: Varía entre 120 L/m2/min-320 L/m2/min en un mejor caso obtenemos hasta 700 L/m2/min.

Resistencia a la compresión: 150-210 kg/cm2

Resistencia a la flexión: Valores típicos entre 10,5 kg/cm2 (1 MPa o 150 psi) – 38,5 kg/cm2 (3.8MPa o 550 psi)

Depende de %compactación, porosidad y relación peso/cm.

Retracción: Disminución del volumen del concreto, ocurre más temprano y es del orden de la mitad de mezclas del concreto convencional. Ocurre aprox. 50%-80% en los primeros 10 días.

Podemos afirmar que si la relación peso cemento es demasiado bajo entonces el pavimento tiende a sufrir desprendimientos superficiales de agregado.

Si en cambio la relación de peso cemento es muy alta entonces el pavimento permeable tiende a sellar los agujeros que se generan.

VIII.- PROCESO CONSTRUCTIVO

Preparación de subrasante y subbase: Es recomendable una compactación máxima de 90 % de la densidad máxima teórica según AASHTO T180, compactaciones muchos mayores nos originarían un pérdida de permeabilidad.

Se pueden trabajar con compactaciones menores pero estoy ya depende de la capacidad de la subrasante, también se recomienda humedecer la subrasante para evitar así la perdida prematura de agua en la mezcla de concreto poroso en presencia de temperaturas altas.

Mezclado: El control del peso debe de ser muy estricto para asegurar una permeabilidad y resistencia muy adecuada, la relación peso/cm adecuado resulta en mezcla la aparición de un ligero brillo y relativamente rígida. El equipo de mezclado es el mismo que un convencional pero con la única diferencia de que el tiempo de mezclado tiene que ser mayor.

Transporte: La descarga y/o colocación de la mezcla debe de ser en un máximo lapso menor o igual a 1 hora, en caso se usara químicos retardantes de fragua entonces podemos llegar a un lapso de 1.5 horas.

Colocación: Debido a las características de la mezcla esta no puede ser bombeada, cada descarga debe observarse cualitativamente (observar la calidad) por consistencia según indicaciones de w/cm, es necesario realizar pruebas de peso unitario diarias como control de calidad.

La colocación debe de ser continua y rápida, se utiliza encofrado típico de pavimentos de concreto, se debe asegurar un sobreespesor de colocación de alrededor de 1.5 cm a 2.0 cm para permitir una compactación adecuada.

8.1.- Consolidación o compactación:

Se puede realizar mediante rodillos vibratorios, codales vibratorios o compactadores de plancha, es muy recomendable que el proceso de compactación sea a lo más 15 min posteriores a la colocación

Acabado: No se recomienda utilizar flotas o llanetas ya que estas pueden hacer que se cierre la superficie, hacer el acabado respectivo únicamente con rodillos de acero, hacer lo mismo con los bordes para prevenir desprendimientos.

Juntas de control

• Juntas de control @ 6m para prevenir el agrietamiento

• Espesores de juntas recomendados = ¼ espesor de losa

• Las juntas de control deben ejecutarse rápidamente después de la colocación mediante rodillo con disco.

Curado y Protección

• El curado continuo es esencial y de mayor importancia que en concreto tradicional

• Se debe cubrir la superficie inmediatamente después del acabado con plástico (Max. 20 min)

• Humedecimiento y cobertura plástica durante 7 días

Apertura al tráfico

• Apertura al tráfico debe de ser posterior a los 7 días.

IX.- Inspección y Pruebas durante construcción

• Control de calidad mediante ensayos de peso unitario (rangos de peso unitario 1600 kg/m3 – 2000 kg/m3)

• Prueba ASTM C 1688/C 1688M – 08 para determinar peso unitario

• Frecuencia de pruebas: 1/día o cuando la inspección visual refleje un cambio en el concreto

• Variabilidad aceptaba ± 80 kg/m3 del valor de diseño

X.- Inspección y Pruebas post‐construcción• Extracción de núcleos a los 7 días según ASTM C42

• Se miden espesores, peso unitario y resistencia a la compresión.

• Variabilidad aceptable de espesor ± 13mm

• Frecuencia de pruebas: 3 núcleos cada 75 m3

XI.- Pruebas estandarizadas

Estándares en proceso de estudio para publicación ASTM Subcommittee C09.49

• ASTM WK16885 ‐ New Test Method for Test Method for Density and Void Content of Pervious Concrete

• ASTM WK17606 ‐ New Test Method for Field Permeability of Pervious Concrete Pavements

• ASTM WK23367 ‐ New Test Method for Evaluating the Surface Durability Potential of a Pervious Concrete Mixture

Recomendaciones

− Para el diseño de la las mezclas se recomienda utilizar el método ACI 211.3R98, y tener criterio para obtener una mezcla trabajable, cohesiva y lograr una resistencia adecuada de diseño.

− Para un adecuado colado, la secuencia se recomienda sea el siguiente: primero vaciar

en la mezcladora una pequeña cantidad de agua, seguido el agregado grueso, agregado fino, luego el cemento para finalmente las tiras plásticas con el aditivo.

− Para el proceso de elaboración de la colada el agua se debe añadir en forma gradual y sistemática debido a que una cantidad insuficiente de agua resultará una mezcla sin consistencia por ende una baja resistencia, y una cantidad excesiva de agua, generará una pasta que sellara los vacíos de la mezcla y que además lavará el cemento de la superficie del agregado, entonces añadiendo el agua en forma gradual y sistemática nos garantiza que los agregados resulten embebidos de cemento formando así puentes de adherencia entre al pasta y el agregado.

− Estudiar el empleo de otros aditivos, de modo a verificar la viabilidad técnica y económica de estas soluciones y compararlos con otros concretos producidos.

− El estudio realizado no es definitivo sino trata de ayudar al ingeniero a comprender mejor el concepto del concreto poroso así como, conocer sus beneficios y limitaciones.

BIBLIOGRAFÍA• ACI Committee 211 (1997). 211.3R-97: Guide for Selecting Proportions for No-Slump Concrete - Appendix 7—Pervious Concrete Mix Proportioning. Florida, Estados Unidos: ACI.• ACI Committee 522 (2006). 522R-06: Pervious Concrete. Florida, Estados Unidos: ACI.• Alabama Cooperative Extension System (2004). “Rice Crispy” Concrete Safeguarding Many Communities from Storm Water Runoff, Obtenido el 18 de Enero del 2008, de http://www.aces.edu/dept/extcomm/newspaper/jan22a04.html• Chile. Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU (1996). Técnicas alternativas para soluciones de aguas lluvias en sectores urbanos, Guía de Diseño. Santiago.• Florida Concrete and Products Association, FCPA (1990). Construction of Portland Cement Pervious Pavement. Florida, Estados Unidos.• National Concrete Pavement Technology Center (2006). Mix Design Development for Pervious Concrete in Cold Weather Climates. Iowa, Estados Unidos.