Pavimentos de hormigón drenante en soluciones de urbanización

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  • 7/21/2019 Pavimentos de hormign drenante en soluciones de urbanizacin

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    UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

    DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

    PAVIMENTOS DE HORMIGON DRENANTE EN SOLUCIONES DE

    URBANIZACION

    TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO EN CONSTRUCCIN

    PROFESOR GUA: SR. JUAN PABLO CARDENAS RAMIREZ

    JAIME HANS SCHALCHLI SAEZ2009

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    UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIN

    DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

    Pavimentos de Hormign Drenante en Soluciones de Urbanizacin

    TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO EN CONSTRUCCIN

    PROFESOR GUA: SR. JUAN PABLO CARDENAS RAMIREZ

    JAIME HANS SCHALCHLI SAEZ2009

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    AGRADECIMIENTOS

    Aprovecho este instante para agradecer muy especialmente a mis padres Graciela y Jaime,

    a mis hermanitas Heidi y Carolinne, a mi sobrinito Joaqun y a mi ta Hayde por acompaarme en

    todos los momentos de mi vida entregndome todo su amor, compaa, apoyo, felicidad y unsinfn de muy lindos momentos. Adems agradezco a mis padres todo el esfuerzo realizado para

    poder darme la posibilidad de estudiar y lograr mis sueos.

    A toda mi familia por el cario que me entregan cada da.

    A todos mis amigos que me han acompaado en las etapas de mi vida.

    A todos los que me ayudaron de una u otra forma a realizar este trabajo.

    Le agradezco a Dios por todo lo que me ha dado.

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    NDICE DE CONTENIDOS

    Pgina.

    CAPTULO 1. INTRODUCCIN. 1

    1.1. Descripcin del problema. 1

    1.2. Estado actual. 1

    1.3. Objetivo General. 2

    1.4. Objetivos Especficos. 2

    CAPTULO 2. IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN. 3

    2.1. Generalidades. 32.2. Beneficios. 3

    2.2.1. Beneficio Ambiental. 3

    2.2.2. Beneficio Social. 4

    2.2.3. Beneficio Econmico. 4

    2.3. Diagnstico de la Situacin Actual. 6

    2.4. Normativa. 7

    2.5. Construccin Sostenible. 8

    2.6. Limitaciones. 9

    2.6.1. Potencialmente mayor costo inicial. 9

    2.6.2. Utilizacin. 9

    2.6.3. Diseo. 9

    2.6.4. Mantenimiento. 10

    CAPTULO 3. PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE. 11

    3.1. Generalidades. 11

    3.2. Pavimentos Drenantes. 11

    3.3. Algunos Pavimentos Drenantes. 12

    3.3.1 Pavimentos de Agregados de Tamao nico. 12

    3.3.2. Canchas de Csped. 13

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    3.3.3. Adoquines. 13

    3.3.4. Asfalto Drenante. 14

    3.4. Pavimentos de Hormign Drenante. 15

    3.5. Hormign Permeable. 16

    CAPTULO 4 . HORMIGN PERMEABLE: MATERIALES, PROPORCIONES Y

    PROPIEDADES INGENIERILES. 18

    4.1. Generalidades. 18

    4.2. Materiales y Proporciones. 18

    4.2.1. Agregado. 18

    4.2.2. Cemento. 19

    4.2.3. Razn Agua / Cemento. 19

    4.2.4. Aditivos. 20

    4.2.5. Contenido de Huecos. 20

    4.3. Propiedades Ingenieriles. 21

    4.3.1. Hormign Fresco. 21

    4.3.2. Hormign Endurecido. 21

    4.3.2.1. Densidad y Contenido de Huecos. 21

    4.3.2.2. Permeabilidad. 224.3.2.3. Resistencia a la Compresin. 22

    4.3.2.4. Resistencia a la Flexin. 22

    4.3.2.5. Contraccin. 22

    4.3.3. Durabilidad. 23

    4.3.3.1. Resistencia a Ciclos de Hielo/Deshielo. 23

    4.3.3.2. Resistencia a Sulfatos. 23

    4.3.3.3. Resistencia a la Abrasin. 24

    CAPTULO 5. DISEO Y CONSTRUCCIN. 25

    5.1. Generalidades. 25

    5.2. Diseo. 25

    5.2.1. Base para el Diseo. 25

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    5.2.2. Consideraciones para el Diseo Hidrolgico. 26

    5.2.2.1. Precipitacin. 26

    5.2.3. Diseo Hidrolgico. 27

    5.2.3.1. Permeabilidad. 27

    5.2.3.2. Capacidad de Almacenamiento. 275.2.3.3. Subbase y Subrasante. 31

    5.2.4. Consideraciones de Diseo Estructural. 32

    5.2.5. Diseo Estructural. 32

    5.2.5.1. Subbase y Subrasante. 32

    5.2.5.2. Solicitaciones de Trfico. 33

    5.2.5.3. Propiedades de los Materiales. 33

    5.3. Construccin. 33

    5.3.1. Preparacin de Subrasante y Subbase. 33

    5.3.2. Dosificacin y Mezcla. 34

    5.3.3. Transporte. 35

    5.3.4. Colocacin y Compactacin. 35

    5.3.5. Acabado. 38

    5.3.6. Juntas. 39

    5.3.7. Curado y Proteccin. 40

    5.3.8. Apertura al Trfico. 425.3.9. Control de la Permeabilidad. 42

    5.3.9. Mantenimiento. 43

    CAPTULO 6. APLICACIONES DE PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE. 46

    6.1. Generalidades. 46

    Proyectos Comerciales. 47

    Proyectos Educacionales. 50

    Proyectos Gubernamentales. 52

    Proyectos Gubernamentales. 52

    Proyectos de Parques. 53

    Proyectos Residenciales. 54

    Otros. 55

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    CAPTULO 7. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIN Y PROGRAMA DE

    ENSAYOS. 57

    7.1. Planteamiento de la Investigacin. 57

    7.2. Programa de Ensayos a realizar. 577.2.1. Determinacin de la Docilidad. 59

    7.2.2. Ensayo de contenido de huecos. (Principio de Arqumedes). 59

    7.2.3. Ensayo de permeabilidad. 59

    7.2.4. Ensayo de compresin de probetas cubicas. (NCh 1037 of. 77) 60

    Forma y Dimensiones de las Probetas. 60

    Condiciones de Ejecucin del Ensayo. 60

    Caractersticas del Hormign. 61

    Condiciones Ambientales. 61

    CAPTULO 8. DESARROLLO ETAPA EXPERIMENTAL. 62

    8.1. Ensayos de Materiales. 62

    8.1.1 ridos. 62

    Tamizado y Determinacin de la Granulometra (NCh 165 of. 77). 63

    Curva Granulomtrica. 648.1.2. Cemento. 65

    8.1.3. Agua. 65

    8.1.4. Aditivo. 66

    8.2. Dosificacin del Hormign Permeable. 67

    8.3. Confeccin y Curado del Hormign Permeable. 68

    Moldes. 68

    Procedimiento para la elaboracin del hormign permeable. 69

    Procedimiento de compactacin. 70

    Curado inicial. 71

    Desmolde de las probetas. 72

    Curado final. 72

    8.4 Ensayos desarrollados. 73

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    8.4.1. Determinacin de la Docilidad. 73

    8.4.2. Determinacin del Contenido de Huecos. 74

    8.4.3. Determinacin de la Permeabilidad. 76

    8.4.4. Ensayo de Compresin de Probetas Cubicas (NCh 1037 of. 77). 78

    Medicin de Probetas. 81 Ensayos de Probetas. 82

    Expresin de Resultados. 82

    - Resistencia a la Compresin. 82

    - Densidad Aparente. 83

    CAPTULO 9. ANLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS. 84

    9.1. Determinacin de la Docilidad. Mtodo de Asentamiento del Cono de Abrams. 849.2. Determinacin del Contenido de Huecos de las probetas de Hormign Permeable. 84

    9.3. Determinacin de la Permeabilidad de las probetas de Hormign Permeable. 86

    9.4. Ensayo de Compresin de Probetas Cbicas (NCh 1037 of. 77). 87

    9.4.1. Ensayo de Compresin a los 7 das de Edad. 89

    9.4.2. Ensayo de Compresin a los 28 Das de Edad. 89

    9.5. Densidad Aparente de Probetas. 90

    9.6. Dosis de Cemento v/s Contenido de Huecos. 92

    9.7. Dosificacin v/s Contenido de Huecos. 94

    9.8. Dosis de Cemento v/s Resistencia a la Compresin. 96

    9.10. Densidad v/s Contenido de Huecos. 97

    9.11. Contenido de Huecos v/s Resistencia a la Compresin. 98

    9.12. Contenido de Huecos v/s Infiltracin. 100

    9.13. Anlisis de Distribucin de Huecos. 102

    9.14. Anlisis Econmico Hormign Permeable. 108

    CONCLUSIONES. 111

    BIBLIOGRAFA 113

    ANEXOS. 116

    ANEXO A. PROCEDIMIENTOS PARA ENSAYOS DE LOS ARIDO. 116

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    A.1. Requisitos generales de ridos para morteros y hormigones (Nch 163 of. 79). 116

    Extraccin de muestras. 116

    Ensayos destinados a control para el uso. 116

    Ensayos optativos. 116A.2. Extraccin y preparacin de muestras (Nch 164. of. 76).

    Aparatos. 116

    Tamao de la muestra. 117

    Extraccin de muestras en obra. 117

    A.3 Tamizado y Determinacin de la Granulometra (Nch 165 of. 77). 117

    Acondicionamiento y Tamao de la Muestra de Ensayo. 118

    Preparacin de tamices. 118

    Tamizado. 118

    - Mdulo de Finura. 119

    - Curva Granulomtrica. 119

    A.4 Determinacin de la Densidad Aparente (NCh 1116 Of. 77). 120

    Determinacin de la Densidad Aparente Suelta. 120

    - Procedimiento por Simple Vaciado. 120

    Determinacin de la Densidad Aparente Compactada. 120

    - Procedimiento por Apisonado. 121

    Expresin de Resultados. 121

    - Densidad Aparente Suelta (DAS). 121

    - Densidad Aparente Compactada (DAC). 121

    A.5. Determinacin de las Densidades Real y Neta y la Absorcin de Agua de las

    Gravas (NCh 1117. Of 77). 122

    Tamao y preparacin de la muestra de ensayo. 122

    Procedimiento de Medicin. 1221. Prueba Sumergida. 122

    2. Pesada al Aire Ambiente del rido Saturado Superficialmente Seco. 123

    3. Pesada al Aire Ambiente. 123

    Expresin de Resultados. 123

    A.6. Determinacin de Huecos (NCh 1326. Of 77). 124

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    A.7. Determinacin del desgaste de las gravas. 125

    Muestra de ensayo. 125

    Procedimiento. 125

    Expresin de resultados. 126

    ANEXO B. DOSIFICACIONES DE HORMIGON PERMEABLE. 127

    B.1. Dosificacin 1. 127

    B.1.1 Relacin A/C. 127

    B.1.2 Cantidad de cemento. 127

    B.1.3 Clculo de agua de amasado. 127

    B.1.4. Clculo de aditivo. 127

    B.1.5. Aire promedio atrapado. 128B.1.6. Calculo ridos. 128

    B.2. Dosificacin 2. 128

    B.2.1 Relacin A/C. 128

    B.2.2 Cantidad de cemento. 128

    B.2.3 Clculo de agua de amasado. 128

    B.2.4. Clculo de aditivo. 129

    B.2.5. Aire promedio atrapado. 129

    B.2.6. Calculo ridos. 129

    B.3. Dosificacin 3. 129

    B.3.1 Relacin A/C. 129

    B.3.2 Cantidad de cemento. 129

    B.3.3 Clculo de agua de amasado. 130

    B.3.4. Clculo de aditivo. 130

    B.3.5. Aire promedio atrapado. 130

    B.3.6. Calculo ridos. 130

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    NDICE DE TABLAS

    CAPTULO 4 . HORMIGN PERMEABLE: MATERIALES, PROPORCIONES Y

    PROPIEDADES INGENIERILES. 18

    Tabla 4.1. Resumen materiales y proporciones. 20

    CAPTULO 7. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIN Y PROGRAMA DE

    ENSAYOS. 57

    Tabla 7.1. Resumen de Ensayos a realizar. 58

    Tabla 7.2. Identificacin de probetas 58

    CAPTULO 8. DESARROLLO ETAPA EXPERIMENTAL.

    Tabla 8.1. Tabla de resumen de Ensayos. 62

    Tabla 8.2. Granulometra del rido. 63

    Tabla 8.3. Caractersticas Cemento Bo Bo. 65

    Tabla 8.4. Descripcin del Aditivo Reductor de Agua. 66

    Tabla 8.5. Dosificaciones para 1m3 de Hormign Permeable. 68

    CAPTULO 9. ANLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS. 84

    Tabla 9.1. Resumen Ensayo de Contenido de Huecos Promedio. 84

    Tabla 9.2. Resumen Ensayo de Infiltracin. 85

    Tabla 9.3. Resumen Ensayo a la Compresin. 88

    Tabla 9.4. Resumen de Densidades Promedio de cada Dosificacin. 90

    Tabla 9.5. Resumen Contenido de Huecos para una cierta Dosis de Cemento. 92

    Tabla 9.6. Resumen resultado Resistencia a la Compresin. 96

    Tabla 9.7. Resumen resultados de Densidad y Contenido de Huecos. 97

    Tabla 9.8. Resumen de resultado de Contenido de Huecos y Resistencia a la Compresin

    a los 7 das. 98

    Tabla 9.9. Resumen de resultado de Contenido de Huecos y Resistencia a la Compresin

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    a los 28 das. 99

    Tabla 9.10. Resumen de resultado de Contenido de huecos e Infiltracin. 100

    Tabla 9.11. Anlisis de Precios Unitarios, Hormign Tradicional H-20. 108

    Tabla 9.12. Anlisis de Precios Unitarios, Hormign Permeable HP-20. 109

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    NDICE DE FIGURAS

    CAPTULO 3. PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE. 11

    Figura 3.1. Pavimento de agregados de tamao nico. 12

    Figura 3.2. Pavimento de csped reforzado con malla. 13Figura 3.3. Adoquines para pavimento drenante. 14

    Figura 3.4. Pavimento de asfalto drenante. 14

    Figura 3.5. Componentes tpicos de pavimentos de hormign drenante. 15

    Figura 3.6. Pavimento de hormign permeable. 16

    Figura 3.7. Hormign Permeable. 17

    CAPTULO 5. DISEO Y CONSTRUCCIN. 25

    Figura 5.1. Componentes tpicos de pavimentos de hormign drenante. 28

    Figura 5.2. Ejemplo pavimento inclinado. 29

    Figura 5.3. Soluciones de drenaje para pavimentos drenantes con pendientes mayores

    a 1% en caso de que la subrasante sea impermeable. 30

    Figura 5.4. Colocacin y esparcido de la mezcla de hormign permeable. 36

    Figura 5.5. Compactacin del hormign permeable con rodillo pesado. 37

    Figura 5.6. Compactacin del hormign permeable con placa vibradora. 37

    Figura 5.7. Compactacin y acabado del hormign permeable con regla vibradora. 38

    Figura 5.8. Junta adyacente a un pavimento anterior. 39

    Figura 5.9. Herramienta para la confeccin de juntas. 40

    Figura 5.10.Se distingue el procedimiento de compactacin, riego de neblina y curado

    del hormign permeable. 42

    Figura 5.11. Ensayo de permeabilidad con el permemetro LCS. 43

    Figura 5.12. Aspirado de la superficie de hormign permeable. 44Figura 5.13. Lavado a presin de la superficie de hormign permeable. 44

    Figura 5.14. Aspiradora de pavimentos. 45

    Figura 5.15. Camin de cepillado y vacio. 45

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    Figura 8.9. Asentamiento del Cono de Abrams. Cono 0 cm. 74

    Figura 8.10. Determinacin del Contenido de Huecos. 76

    Figura 8.11. Determinacin del Contenido de Huecos. 76

    Figura. 8.12. Instrumento utilizado para medir la Infiltracin. 77

    Figura 8.13. Ubicacin del Instrumento en la probeta y medida de agua. 78Figura 8.14. Ensayo a la Compresin. 79

    Figura 8.15. Falla de la probeta. 80

    Figura 8.16. Falla probeta en esquina superior izquierda. 80

    Figura 8.17. Falla probeta en esquina inferior izquierda. 81

    CAPTULO 9. ANLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS.

    Figura 9.1. Grfico de Contenido de Huecos de cada probeta. 85

    Figura 9.2. Grfico de Contenido de Huecos Promedio para cada Dosificacin. 85

    Figura 9.3. Grfico de resultados de Infiltracin para cada probeta. 86

    Figura 9.4. Grfico de resumen de la Infiltracin Promedio de cada Dosificacin. 87

    Figura 9.5. Grfico de resumen de Ensayo de Resistencia a la Compresin. 88

    Figura 9.6. Grfico de resultados Ensayo de Resistencia a la Compresin a los 7 das. 89

    Figura 9.7. Grfico de resultados Ensayo de Resistencia a la Compresin a los 28 das. 90

    Figura 9.8. Grfico de Densidades del Hormign Permeable. 91

    Figura 9.9. Grfico de Densidad Promedio de cada Dosificacin. 92

    Figura 9.10. Grfico de resultados de Contenido de Huecos de cada. 93

    Figura 9.11. Grfico de resumen de resultados de Contenido de Huecos. 93

    Figura 9.12. Grfico de resultados del Contenido de Huecos para la Dosificacin N1. 94

    Figura 9.13. Grfico de resultados del Contenido de Huecos para la Dosificacin N2. 95

    Figura 9.14. Grfico de resultados del Contenido de Huecos para la Dosificacin N3. 95

    Figura 9.15. Grfico de Resumen del Contenido de Huecos para cada Dosificacin. 96Figura 9.16. Grfico de Dosis de Cemento v/s Resistencia a la Compresin a los 28 das. 97

    Figura 9.17. Grfico de Densidades v/s Contenido de Huecos de cada probeta. 98

    Figura 9.18. Grfico de resumen de Contenido de Huecos v/ Resistencia a la Compresin. 99

    Figura 9.19. Grfico de Contenido de Huecos v/s Infiltracin. 100

    Figura 9.20. Grafico resumen de Contenido de Huecos v/s Infiltracin. 101

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    RESUMEN

    En este trabajo titulado: Pavimentos de Hormign Drenante en Soluciones de

    Urbanizacin se estudian el comportamiento y propiedades de tres dosificaciones de hormign

    permeable realizadas en laboratorio, con el fin de verificar su viabilidad como alternativaconstructiva para soluciones de aguas lluvias y construccin sostenible.

    Para el desarrollo de la investigacin se realizaron 12 probetas de hormign permeable

    para cada una de las tres dosificaciones, con un total de 36 probetas. Las cuales fueron ensayadas

    para establecer su contenido de huecos, permeabilidad, densidad y resistencia a la compresin.

    Con el objetivo de determinar las variables que influyen en el comportamiento del hormign y

    lograr una mezcla permeable que posea caractersticas que le permita competir con hormigones

    tradicionales.

    Respecto a los resultados obtenidos se encontraron relaciones entre la dosis de cemento y

    el contenido de huecos, entre la dosis de cemento y la permeabilidad, entre el contenido de

    huecos y la permeabilidad, y entre el contenido de huecos y la resistencia a la compresin.

    Durante el transcurso de la investigacin se logran determinar buenos resultados de

    permeabilidad y resistencia. La permeabilidad obtenida en las probetas flucta entre 3,46 y 5,25

    (mm/s) para un contenido de huecos de 26,6 y 39% respectivamente. La resistencia a la

    compresin determinadas flucta entre 8,23 y 20,5 (MPa).

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    CAPTULO 1.INTRODUCCIN.

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    Captulo 1. Introduccin.

    1

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    1.1. Descripcin del problema.

    A medida que las ciudades crecen, estas van impermeabilizando la superficie sin una

    preocupacin sobre el impacto ambiental que ello implica. Se daan cauces naturales y

    ecosistemas, y las inundaciones son ms rpidas, frecuentes y severas. Tambin aparecencontaminantes asociados a la actividad urbana como hidrocarburos y metales, que son atrapados

    por el agua, contribuyendo significativamente a la contaminacin difusa. Lo que es motivo de

    estudio para poder lograr soluciones de urbanizacin de hormign permeable que contribuyan a

    mejorar las condiciones de la superficie de una ciudad y as evitar estos problemas, los cuales se

    irn acrecentando con el paso del tiempo.

    El proceso de urbanizacin utilizado tradicionalmente, tiene efectos importantes sobre las

    aguas lluvias en una ciudad, debido a que aumenta los volmenes escurridos, almacenamiento,

    caudales mximos, velocidad de escurrimiento y la eliminacin de cauces naturales de

    escurrimiento.

    Los pavimentos de hormign drenante tienen la ventaja, de reducir el flujo superficial de

    las aguas lluvias mediante la infiltracin, ya que evita que la zona pavimentada sea impermeable.

    La novena regin posee un clima bastante lluvioso en gran parte del ao, por lo cual sehace necesario el estudio de nuevas alternativas al momento de pensar en un plan de

    urbanizacin, entre ellas, las soluciones en base a pavimentos de hormign drenante.

    1.2. Estado actual.

    En la actualidad nos podemos percatar como el desarrollo urbano de alto impacto

    ambiental se hace cada vez ms evidente en las ciudades, donde las grandes precipitaciones son

    habituales en la zona centro sur de nuestro pas. En otras partes del mundo ya se han adoptado

    medidas sobre este tema en base a pavimentos de hormign drenante, los cuales son muy

    utilizados. Sin embargo en Chile existe poca preocupacin sobre este tema.

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    Captulo 1. Introduccin.

    2

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    El proceso de urbanizacin, tiene efectos importantes sobre las aguas lluvias en una

    ciudad, debido a que aumenta los volmenes escurridos, almacenamiento, caudales mximos,

    velocidad de escurrimiento y la eliminacin de cauces naturales. Estos cambios provocan

    inundaciones, dao en cauces naturales, etc.

    Existe un escaso conocimiento sobre las caractersticas y ventajas de las soluciones de

    pavimentos de hormign drenante para urbanizacin.

    Las soluciones de pavimentos de hormign drenante cumpliran la misma funcin que una

    gran cantidad de otras soluciones de pavimentos que se utilizan tradicionalmente, constituyendo

    una buena alternativa en zonas con grandes precipitaciones. Con estos pavimentos se dara uso a

    soluciones de costos bajos, comparados con los gastos que se deben realizar para nuevos planes

    de urbanizacin que han quedado obsoletos.

    1.3. Objetivo General.

    Verificar la viabilidad de uso de pavimentos de hormign drenante en urbanizaciones

    donde la precipitacin de agua cada anual sea menor a 2000 mm.

    1.4. Objetivos Especficos.

    Identificar las variables que influyen en el comportamiento de un hormign drenante en

    zonas lluviosas.

    Determinar la capacidad de soporte y permeabilidad de un pavimento de hormign

    drenante a travs de experiencias en laboratorio.

    Determinar un procedimiento constructivo adecuado para pavimentos de hormign

    drenante.

    Factibilidad econmica de produccin de una solucin de pavimento de hormign

    drenante.

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    CAPTULO 2.IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN.

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

    3

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    2.1. Generalidades.

    El desarrollo urbano de bajo impacto aparece como solucin a la alteracin que la

    urbanizacin tradicional produce sobre la hidrologa y el medio ambiente, debido

    fundamentalmente a la impermeabilizacin del terreno. La solucin basada en colectores deaguas lluvias no toma en consideracin este hecho. Los pavimentos drenantes, muy usados en

    otras partes del mundo como en Estados Unidos, Japn y algunas partes de Europa son una

    alternativa que est tomando forma en Chile debido al desarrollo de nuevos productos disponibles

    para la industria de la construccin. El uso de estos productos en los nuevos proyectos

    inmobiliarios a desarrollar puede generar importantes beneficios para las ciudades.

    2.2. Beneficios.

    2.2.1. Beneficio Ambiental.

    La escorrenta de aguas pluviales es una fuente principal de los contaminantes que entran

    en nuestras vas fluviales. De acuerdo con la EPA (Environmental Protection Agency), alrededor

    del 90% de los contaminantes de la superficie son transportados por los primeros 3mm de lluvia.

    Desages de aguas pluviales no suelen canalizar esta escorrenta contaminada a las instalaciones

    de tratamiento, sino que transmiten directamente a las aguas locales (arroyos, ros, lagos, etc.).

    Esto puede aumentar la eutroficacin (contenido de algas), daar la vida acutica y requieren

    tratamientos costosos para hacer el agua potable.

    Los 3 grandes contaminantes en la escorrenta urbana son los sedimentos (tierra y

    escombros), metales pesados (de la friccin en los frenos de automviles), y los hidrocarburos

    (Young et al, 1996.). Una fuente de los hidrocarburos es el aceite que gotea sobre las aceras delos vehculos. En Estados Unidos para resolver estos problemas graves de contaminacin, la EPA

    y muchos de los municipios locales y las autoridades regionales de cuencas hidrogrficas estn

    endureciendo las normas ambientales y que requieren prcticas de manejo ms estrictas de aguas

    pluviales. El hormign permeable se est convirtiendo en una de las soluciones ms viables.

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    stos son algunos de los motivos de porque un pavimento de hormign drenante resulta

    beneficioso para el medio ambiente:

    - Reduce la cantidad de escurrimiento de descarga sin tratar en alcantarillas.

    - Recarga directamente los acuferos de manera natural.- Provee o abastece ms agua a las races de los rboles y jardines, por lo cual hay

    menos necesidad de riego.

    - Mitiga los contaminantes que pueden contaminar las cuencas hidrogrficas y los

    ecosistemas sensibles a daos.

    - Elimina la contaminacin de hidrocarburos de pavimentos asflticos y selladores.

    Adems del control de aguas pluviales, los pavimentos de hormign drenante ayudan en

    la reduccin del efecto de calor urbano (Heat Island Effect). Debido a que son de color claro y

    tienen una estructura abierta de la superficie, los pavimentos de hormign drenante no absorben y

    almacenan el calor para luego irradiarlo al medio ambiente como una superficie de asfalto tpico.

    La estructura abierta de vaco del pavimento drenante tambin permite que las temperaturas ms

    fras de la tierra reduzcan la temperatura de la acera.

    Ms all de ayudar al medio ambiente, los pavimentos de hormign drenante tambin son

    ms seguros para los conductores y peatones. Debido a que el hormign permeable absorbe el

    agua en lugar de permitir que se acumule en la superficie, reduce el deslizamiento y el efecto

    spray de los neumticos.

    2.2.2. Beneficio Social.

    Los pavimentos drenantes pueden generar un importante beneficio social, debido a lacontribucin de estos a mantener las condiciones naturales de una zona. La experiencia en otros

    pases ha demostrado que, de ser as, el control de las inundaciones se consigue con mantener la

    red de drenaje natural, sin tener que construir grandes colectores. Si en el diseo de nuevas

    urbanizaciones se consideraran criterios de mnimo impacto, en el futuro tendramos una ciudad

    atravesada por muchas quebradas naturales incorporadas armnicamente a la urbanizacin, en la

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

    5

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    que no sera necesario invertir en soluciones costosas como los grandes colectores, que no

    aseguran su efectividad en el tiempo, debido al constante crecimiento de la ciudad.

    Las nuevas urbanizaciones deben contar con un sistema de drenaje como parte de la red

    secundaria. En Chile la red secundaria formada principalmente por elementos de conduccin sedisea para un caudal mximo calculado en base a la impermeabilidad de la nueva urbanizacin y

    las lluvias mximas de la zona, que ocurren cada cierta cantidad de aos. El pavimento permeable

    disminuye la impermeabilidad efectiva de una urbanizacin, con lo que se reduce el caudal

    mximo de diseo y por lo mismo disminuye el tamao y costo de la red secundaria, generando

    un ahorro en la inversin necesaria para urbanizar el terreno.

    2.2.3. Beneficio Econmico.

    En general, los costos inciales de pavimentos de hormign drenante son superiores a los

    de hormign convencional o de asfalto. Sin embargo, los costos totales pueden ser

    sustancialmente ms bajos.

    "El material en s mismo es slo un poco ms caro, pero tendemos a instalar concreto

    permeable ms grueso que el concreto regular", "La razn es que sabemos que el agua va a pasar

    y saturar el subsuelo por debajo. As que tenemos que disear para un dbil subsuelo. De un

    parking (estacionamiento) permeable, se puede ir de 15cm de espesor frente a 10cm de hormign

    convencional. "(Young et al, 1996).

    Young agrega que cuando se compara con la instalacin en general y costos de vida til,

    el concreto permeable es el claro ganador. "Usted simplemente no puede mirar a los costos por

    metro cuadrado. Tienes que mirar los costes del sistema en general ", dice. "Para los propietariosde estacionamiento, el hormign permeable es un producto sostenible que realmente les ahorra

    dinero. Acaba por ser menos costoso que un aparcamiento convencional. "

    Segn el Centro para la Proteccin de Cuencas de Estados Unidos (CWP), la instalacin

    de guarniciones tradicionales, canales, tomas de drenaje de aguas pluviales, tuberas, y las

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    cuencas de retencin puede costar dos o tres veces ms que estrategias de bajo impacto para el

    manejo de la escorrenta del agua como el hormign permeable. Los proyectos que usan concreto

    permeable normalmente no necesitan lazos de alcantarillado, lo que elimina el costo de la

    instalacin de tuberas subterrneas y los desages pluviales. Los requisitos de clasificacin para

    el pavimento tambin se reducen porque no hay necesidad de la pendiente de la zona deaparcamiento para los desages pluviales.

    El hormign permeable tambin puede reducir la necesidad a los municipios de aumentar

    el tamao de los sistemas de alcantarillado existentes para acoger los nuevos desarrollos

    residenciales y comerciales.

    Con los pavimentos de hormign drenante no hay necesidad de comprar nuevas tierras

    para la instalacin de estanques de retencin de agua y sistemas de filtrado. Esto significa que los

    propietarios pueden utilizar las tierras de manera ms eficiente y maximizar el retorno de su

    inversin.

    Un estudio realizado por la Pontificia Universidad Catlica sobre la estimacin preliminar

    en base al costo tpico de obras de la red secundaria en Santiago y a la metodologa habitual de

    clculo de parmetros de diseo, indica que si se consigue disminuir en un 10% la

    impermeabilidad en una nueva urbanizacin, el costo de su red secundaria de drenaje puede

    disminuir hasta en un 20%. A ello habra que agregar la reduccin de costos de la red principal.

    2.3. Diagnstico de la Situacin Actual.

    El origen del problema de inundaciones urbanas por aguas lluvias, se debe en esencia a un

    inadecuado proceso de planificacin urbana que no respet los centros urbanos y las zonas conriesgos naturales de inundacin, producto del cual se alteraron las redes de drenaje a medida que

    se fueron urbanizando las ciudades, sin advertir o ignorando las consecuencias que ello

    acarreara.

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Resultado de lo anterior es que el pas enfrenta hoy un dficit de infraestructura de drenaje

    de aguas lluvias, acumulado por ms de 30 aos. Es ms, en las ltimas dcadas el problema se

    ha visto agravado luego de la privatizacin de las empresas sanitarias, situacin que condujo a

    que el tema de la evacuacin y drenaje de las aguas lluvias urbanas quedar sin responsables y

    fuera un tema abandonado.

    Afortunadamente, con la publicacin en 1997 de la Ley 19.525 se puso fin a la

    indefinicin institucional, entregando al MOP y al MINVU la responsabilidad del tema de aguas

    lluvias. La ley estableci que esta responsabilidad fuese compartida, correspondindole al primer

    ministerio la elaboracin de los Planes Maestros para ciudades sobre 50.000 habitantes y la

    materializacin y operacin de las soluciones referidas a las llamadas redes primarias de

    evacuacin y drenaje de las aguas lluvias, en tanto al segundo le asign igual responsabilidad

    para las denominadas redes secundarias.

    2.4. Normativa.

    La utilizacin de pavimentos de hormign drenante no es muy popular en Chile, sin

    embargo, existe hace ms de 30 aos como uso alternativo para solucionar el problema de la

    evacuacin de aguas lluvias.

    Los pavimentos porosos son un tipo especial de pavimentos, en los cuales la carpeta de

    rodado permite la infiltracin del agua y la subbase su almacenamiento temporal. Como tales,

    deben dimensionarse y construirse de acuerdo a las normas y recomendaciones para obras de

    pavimentacin contenidas en el Cdigo de Normas y Especificaciones Tcnicas de Obras de

    Pavimentacin (MINVU, 1994) y el Manual de Vialidad Urbana (MINVU, 1984).

    El manual de Tcnicas Alternativas para Soluciones de Aguas Lluvias en Sectores

    Urbanos del MINVU, nos entrega consideraciones para el diseo de pavimentos porosos en

    general.

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    La ley 19.525 establece que el Estado velar por que en las ciudades y en los centros

    poblados existan sistemas de evacuacin y drenaje de aguas lluvias que permitan su fcil

    escurrimiento y disposicin e impidan el dao que ellas puedan causar a las personas, a las

    viviendas y, en general, a la infraestructura urbana.

    La planificacin, estudio, proyeccin, construccin, reparacin, mantencin ymejoramiento de la red primaria de sistemas de evacuacin y drenaje de aguas lluvias

    corresponder al Ministerio de Obras Pblicas. La red secundaria estar a cargo del Ministerio de

    Vivienda y Urbanismo a quien le corresponder, directamente, su planificacin y estudio y, a

    travs de los Servicios de Vivienda y Urbanizacin, la proyeccin, construccin, reparacin y

    mantencin de la misma. La Direccin de Obras Hidrulicas y los Servicios de Vivienda y

    Urbanizacin podrn contratar la realizacin de las obras a que den lugar las disposiciones de esta

    ley, de acuerdo a los procedimientos establecidos en sus respectivas normas orgnicas, pudiendo

    optar a tales contratos las empresas de servicios sanitarios.

    2.5. Construccin Sostenible.

    El hormign permeable es un medio nico e innovador para la gestin de aguas pluviales.

    Cuando el concreto permeable se utiliza en la construccin de diseo de un sitio, puede ayudar en

    el proceso de calificacin de crditos LEED Green Building Rating System.

    Liderazgo en Energa y Diseo Ambiental (LEED) es un sistema de clasificacin

    desarrollado por U.S. Green Building Council (USGBC) para evaluar el desempeo ambiental de

    un edificio. La certificacin LEED es voluntaria, es un estndar basado en el consenso para el

    desarrollo de alto rendimiento de edificios sostenibles.

    LEED establece un marco para evaluar el desempeo de la construccin y los objetivos deun desarrollo sostenible a travs de cinco categoras: el desarrollo sostenible del lugar, el ahorro

    de agua, la eficiencia energtica, seleccin de materiales y calidad ambiental interior. Cabe

    sealar, sin embargo, que los puntos de LEED no se ganen directamente por la utilizacin de un

    producto, sino por alcanzar un objetivo especfico de la sostenibilidad del programa de

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    calificacin. El hormign permeable puede contribuir a muchas categoras LEED, incluyendo:

    Sitios sostenibles, Eficiencia de Agua, materiales y recursos, y la innovacin en diseo.

    2.6. Limitaciones.

    Varios son los factores que pueden limitar el tipo y el nmero de solicitudes para que los

    sistemas de pavimentos drenantes sean apropiados:

    2.6.1. Potencialmente mayor costo inicial.

    Los sistemas de pavimento drenante pueden costar ms que construir los sistemas

    tradicionales, ya que se debe gastar ms en espesores de las capas mayores, por la utilizacin de

    geotextiles, aditivos, etc. Estos mayores costos pueden ser compensados con la reduccin de

    gastos de gestin de aguas pluviales como los sumideros, estanques de detencin, colectores, etc.

    2.6.2. Utilizacin.

    Si el costo no fuera un problema, los pavimentos de hormign drenante pueden serdiseados para satisfacer casi cualquier especificacin, incluyendo resistencia a la flexin o

    compresin. En realidad, para ser rentable, los sistemas de pavimento poroso generalmente estn

    diseados para apoyar a los vehculos de cuatro ruedas, pero no los vehculos comerciales ms

    grandes, lo que limita sus aplicaciones potenciales.

    2.6.3. Diseo.

    Adems de la fuerza de carga, un diseo de un sistema de pavimento drenante debe

    adaptarse a varios factores:

    Profundidad al nivel fretico

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    Captulo 2. Importancia de la Investigacin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Las caractersticas del suelo local. (Suelos adecuados y las condiciones del subsuelo son

    esenciales, especialmente en trminos de erosin.)

    Pendiente, la topografa.

    Gradiente hidrulico.

    Ciclos de hielo y deshielo. Proximidad a los pozos de agua.

    La disponibilidad de materiales apropiados, incluyendo el agregado necesario para la

    mezcla, filtracin y la capa de geotextil.

    Existe pocas referencias respecto al tema

    Factores econmicos.

    2.6.4. Mantenimiento.

    Los pavimentos drenantes deben ser protegidos. Es necesario equipo especial de lavado a

    presin, camiones de vacio especial y barrederos para eliminar los restos de la superficie que

    reducen la permeabilidad.

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    CAPTULO 3.PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE.

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    3.1. Generalidades.

    Para el desarrollo de urbanizaciones que posean un bajo impacto hidrolgico una de las

    alternativas tcnicas de mayor atractivo, es la utilizacin de pavimentos drenantes. Esta solucin tiene

    la gran ventaja que no requiere construir una obra especial para reducir la escorrenta, sino que basta

    con cambiar el tipo de elementos utilizados. Los pavimentos drenantes, adems de brindar el mismo

    servicio que los pavimentos tradicionales, en una gran cantidad de aplicaciones, contribuyen a reducir

    el rea efectivamente impermeable de la urbanizacin. La idea bsica es que no todo lo que se

    necesita pavimentar tiene que impermeabilizarse.

    Las materias primas necesarias para esta tecnologa son las mismas que se usan para un

    hormign tradicional.

    3.2. Pavimentos Drenantes.

    La denominacin de pavimentos drenantes es utilizada para describir mtodos de

    pavimentacin de superficies para carreteras, estacionamientos y veredas que permiten el paso de

    agua y aire a travs del material pavimentado. Aunque algunos materiales de pavimentos

    permeables parecen iguales que aquellos impermeables, su efecto medioambiental es bastante

    diferente. Este producto consiste bsicamente en una mezcla especial de hormign de alta

    porosidad y una subbase que requiere de una granulometra especial, que la hace tambin

    permeable.Sin embargo, las materias primas necesarias para esta tecnologa desarrollada son las

    mismas que las tradicionales para pavimentos de hormign.

    Este pavimento drenante tiene una resistencia estructural suficiente para muchas

    aplicaciones tpicas del pavimento de hormign, como estacionamientos, pasajes, veredas, etc. La

    metodologa de instalacin es ligeramente distinta al hormign tradicional, fundamentalmenteporque utiliza un mtodo especial de compactacin y porque se debe prevenir el deterioro de la

    permeabilidad del suelo natural durante la construccin.

    Un pavimento drenante puede llegar a tener una capacidad de infiltracin superior a la de

    cualquier suelo. Esta capacidad es ms que suficiente para absorber toda la lluvia que cae sobre

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    l. Una superficie de pavimento permeable podra captar el agua de una zona aledaa, aunque no

    es recomendable que sta sea superior a 3 veces su tamao. De este modo se minimiza la

    colmatacin del pavimento, debido a los sedimentos arrastrados por el escurrimiento, que

    disminuyen la porosidad y por ende la infiltracin.

    Los pavimentos drenantes se pueden aplicar en cualquier tipo de suelo, incluso en

    aquellos con baja permeabilidad. Su instalacin permite o bien infiltrar el agua directamente al

    suelo o almacenarla en la subbase y despus drenarla a otro lugar.

    3.3. Algunos Pavimentos Drenantes.

    Existen varios tipos de pavimentos drenantes de los cuales a continuacin se describenalgunos de ellos.

    3.3.1. Pavimentos de Agregados de Tamao nico.

    Los pavimentos de agregados de tamao nico sin carpeta, son los de material ms

    permeable y es el pavimento ms barato. Aunque su uso es limitado para lugares con poco trfico

    como patios para estacionamiento.

    Figura 3.1. Pavimento de agregados de tamao nico.

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    3.3.2. Canchas de Csped.

    Las canchas de csped, si son construidas en forma adecuada, pueden ser usadas para

    trfico ocasional como en estadios o iglesias, funcionan adecuadamente en lugares de bajo

    transito, pero no es recomendable utilizarlos para otras aplicaciones.

    Figura 3.2. Pavimento de csped reforzado con malla.

    3.3.3. Adoquines.

    De igual forma, se pueden obtener pavimentos drenantes mediante pavimentos de

    adoquines. Donde ya hay empresas que estn trabajando en la introduccin al mercado nacional

    de adoquines para pavimento permeable. La particularidad del adoqun es que tiene una

    geometra tal que una vez instalado deja intersticios entre adoquines, sin perder por ello la

    trabazn, la rigidez y la friccin necesaria para la estabilidad del pavimento. Los intersticios entre

    adoquines, que son los que proveen de permeabilidad al pavimento, son rellenados con gravilla

    fina.

    Bajo los adoquines se instala una cama de gravilla fina o arena gruesa de algunos

    centmetros de espesor (3-7), de modo que permita la infiltracin y el almacenamiento y provean

    de una superficie lisa de apoyo. La subbase es de granulometra gruesa y homognea, quetambin permita la infiltracin y el almacenamiento.

    Una instalacin tpica de pavimentos drenantes de adoquines, tiene un porcentaje de

    intersticios del 10% del rea total. Esto es suficiente para que el pavimento en su conjunto no

    produzca escurrimiento durante las lluvias.

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Figura 3.3. Adoquines para pavimento drenante.

    3.3.4. Asfalto Drenante.

    El asfalto drenante es mezclado en plantas de asfalto convencionales y usa los mismos

    materiales que el asfalto denso, sin embargo utiliza agregado de un solo tamao, generalmente de3/8, pero no se emplea agregado fino para la mezcla. El agregado grueso deja vacos entre las

    partculas suministrando al material porosidad y permeabilidad. Bajo la superficie de asfalto

    drenante hay una cama de base granular de agregado de tamao nico. Existe el riesgo de que el

    asfalto de la carpeta pudiera descender por los poros. Tecnologas nuevas como el uso de fibras

    de polmero y polmeros lquidos se encuentran disponibles en el mercado, incluso una norma

    ASTM al respecto, se encuentra en desarrollo. Las superficies de asfalto drenante estn siendo

    utilizadas en autopistas para mejorar las condiciones de seguridad durante la conduccin

    retirando el agua de la superficie y reduciendo el ruido producido por el paso de los vehculos.

    Figura 3.4. Pavimento de asfalto drenante.

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    3.4. Pavimentos de Hormign Drenante.

    Este producto consiste bsicamente en una mezcla especial de hormign de alta porosidad

    y una subbase que requiere de una granulometra especial, que la hace tambin permeable. Sin

    embargo, las materias primas necesarias para esta tecnologa desarrollada son las mismas que lastradicionales para pavimentos de hormign.

    Figura 3.5. Componentes tpicos de pavimentos de hormign drenante.

    Este pavimento permeable tiene una resistencia estructural suficiente para muchas

    aplicaciones tpicas del pavimento de hormign, como estacionamientos, pasajes y veredas. La

    metodologa de instalacin es ligeramente distinta al hormign tradicional, fundamentalmente

    porque utiliza un mtodo especial de compactacin y porque se debe prevenir el deterioro de la

    permeabilidad del suelo natural durante la construccin.

    El pavimento de hormign desarrollado tiene una capacidad de infiltracin superior a la

    de cualquier suelo. Esta capacidad es ms que suficiente para absorber toda la lluvia que cae

    sobre l. Una superficie de pavimento permeable podra captar el agua de una zona aledaa,

    aunque no es recomendable que sta sea superior a 3 veces su tamao. De este modo se minimiza

    la colmatacin del pavimento, debido a los sedimentos arrastrados por el escurrimiento, que

    disminuyen la porosidad y por ende la infiltracin.

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Se pueden aplicar en cualquier tipo de suelo, incluso en aquellos con baja permeabilidad.

    Su instalacin permite infiltrar el agua directamente al suelo o almacenarla en la subbase y

    despus drenarla a otro lugar.

    La Asociacin Norteamericana de Pavimentos de Concreto (American Concrete PavementAssociation, ACPA) describe el funcionamiento de los pavimentos permeables de hormign

    como pavimentos permeables que a menudo cuentan con una capa subyacente de piedra

    (triturada) que funciona como reservorio, recoge las aguas lluvias y las almacena hasta que se

    infiltren en el subsuelo.

    Figura 3.6. Pavimento de hormign permeable.

    3.5. Hormign Permeable.

    El Instituto Norteamericano del Hormign (American Concrete Institute) [ACI 522R-06],

    define al hormign permeable como hormign con asentamiento cero y granulometra abierta,

    compuesto por cemento Portland, agregado grueso, poco o nada de agregado fino, aditivos y

    agua. La mezcla de estos compuestos producir un concreto endurecido poroso con dimetros de2 a 8 mm que permiten que el agua lo atraviese fcilmente. El contenido de aire puede llegar a

    40%, con resistencias a la compresin tpicas de entre 2.8 a 28 MPa. La principal caracterstica de

    un hormign permeable es la tasa de infiltracin, la cual vara de acuerdo al tamao del agregado

    y la densidad de la mezcla. Evidencindose el gran impacto que puede generar el empleo de los

    diversos tipos de materiales constitutivos, as como en las cantidades empleadas.

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    Captulo 3. Pavimentos de Hormign Drenante.

    17

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Figura 3.7. Hormign Permeable.

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    CAPTULO 4.HORMIGN PERMEABLE: MATERIALES,

    PROPORCIONES Y PROPIEDADESINGENIERILES.

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    4.1. Generalidades.

    La resistencia y permeabilidad obtenidas con un pavimento drenante est determinada por

    la mezcla que se va a utilizar. Las variables que afectan el comportamiento del hormign son: la

    granulometra, dosis de cemento, razn agua/cemento y contenido de vacos. Estos mismoselementos son los utilizados para obtener un pavimento impermeable, lo que cambia es la

    dosificacin utilizada.

    Las propiedades ingenieriles de hormigones permeables en estado fresco y endurecido se

    han podido determinar mediante estudios y experiencias desarrolladas durante estos ltimos 30

    aos en que se ha utilizado este tipo de hormign. Las experiencias desarrolladas en bases a

    pavimentos de hormign drenante demuestran el buen comportamiento de estos pavimentos a

    travs del tiempo en diversos proyectos.

    4.2. Materiales y Proporciones.

    4.2.1. Agregado.

    El agregado utilizado tendr una influencia directa en la permeabilidad, textura de lasuperficie, y la apariencia del pavimento de hormign drenante. Es importante conocer el

    contenido de humedad que tiene el rido al momento de realizar la mezcla de hormign

    permeable, ya que la proporcin de agua es baja y un mayor o menor aumento del agua de

    amasado pueden afectar en el xito o fracaso de la mezcla permeable.

    El agregado debe ser chancado con ausencia casi total de finos, pues impermeabilizaran

    la mezcla; tener un tamao de agregado bastante uniforme para obtener un porcentaje elevado de

    vacos y un tamao mximo absoluto de rido de 12,5 mm, para lograr una adecuada terminacin

    superficial. La granulometra puede variar entre los tamaos de 19 a 2,36 mm., aunque se han

    usado agregados de hasta 1. Agregados ms grandes proporcionan una mayor aspereza en la

    superficie del hormign, mientras que los agregados ms pequeos proporcionan una superficie

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    ms suave que puede ser ms adecuado para algunas aplicaciones, tales como caminos

    peatonales.

    El agregado de arena a utilizar en la mezcla se limitara a un 6%.

    4.2.2. Cemento.

    Al igual que los hormigones tradicionales, el cemento utilizado en hormigones

    permeables es el cemento portland, el cual debe cumplir con todas las especificaciones

    establecidas por la norma NCh 148 of. 68 referente a cementos.

    En cuanto a la cantidad de cemento a utilizar, una mayor dosis de cemento generar un

    hormign ms resistente, pero demasiado cemento disminuir el porcentaje de vacos

    interconectados en el hormign, perdiendo este su capacidad de infiltracin. La dosis de cemento

    que se utiliza para Hormigones permeables flucta entre los 280 kg/m3 y los 415 kg/m3.

    4.2.3. Razn Agua / Cemento.

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

    Una cantidad insuficiente de agua resultar una mezcla sin consistencia y con una baja

    resistencia. Una cantidad excesiva de agua, generar una pasta que sellar los vacos de la mezcla

    y que, adems, lavar el cemento desde la superficie del agregado, produciendo una baja

    resistencia al desgaste superficial.

    Se recomienda utilizar una razn agua cemento entre 0,27 a 0,40.

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    4.2.4. Aditivos.

    Se utilizan aditivos qumicos en hormigones permeables para obtener propiedades

    especiales, como en el hormign convencional. Debido al tiempo de fraguado rpido asociado al

    hormign permeable comnmente se utilizan aditivos reductores de agua, retardadores oplastificantes. El uso de estos aditivos debe ser recomendado por el fabricante.

    Los aditivos ayudaran a facilitar la colocacin y proteccin de los pavimentos permeables

    4.2.5. Contenido de Huecos.

    Un gran porcentaje de vacos aumenta la permeabilidad, pero a su vez disminuye la

    resistencia. Para que una mezcla sea considerada porosa, debe tener como mnimo un 15% de

    huecos. El contenido de huecos en un hormign permeable puede variar entre 15% y 40%.

    Tabla 4.1. Resumen materiales y proporciones.

    Rango de proporciones

    Cemento 280 - 415 kg/m3

    Agregado 1200 - 1600 kg/m3

    Razn A/C 0,27 - 0,40

    Contenido

    de huecos 15 - 40%

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

    21

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    4.3. Propiedades Ingenieriles.

    4.3.1. Hormign Fresco.

    La mezcla plstica de hormign permeable es rgida en comparacin con el hormigntradicional. Esta mezcla tiene como caracterstica principal tener una docilidad de 0cm. Por lo

    cual posee poca trabajabilidad.

    El tiempo de trabajo del hormign generalmente se reduce para las mezclas de hormign

    permeable. Por lo general una hora entre la mezcla y la puesta es todo lo que se recomienda. Sin

    embargo, esto puede ser retardado utilizando de manera controlada estabilizadores de hidratacin

    que amplan el tiempo de trabajo de hasta 1,5 horas, dependiendo de la dosis.

    4.3.2 Hormign Endurecido.

    4.3.2.1. Densidad y Contenido de Huecos.

    La densidad de un hormign permeable depende de las propiedades y las proporciones de

    los materiales y sobre los procedimientos de compactacin utilizados en la colocacin.

    Las densidades de un hormign permeable fluctan entre 1600kg/m3 a 2100 kg/m3, valor

    que est en el rango superior de hormigones ligeros. Un pavimento de 125mm de espesor con un

    contenido de huecos de 20% ser capaz de almacenar 25mm de una lluvia en sus huecos, lo que

    cubre una gran mayora de los eventos de precipitacin.

    Meininger seala que las mezclas con un contenido de huecos entre 15 y 20% permiten

    obtener mezclas con una adecuada resistencia y permeabilidad.

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    4.3.2.2. Permeabilidad.

    La tasa de flujo a travs del hormign permeable depende de los materiales y las

    operaciones de colocacin

    Segn la literatura existente los hormigones permeables deben tener como mnimo un

    contenido de huecos de 15%, donde las investigaciones permiten asociar a este valor una tasa de

    infiltracin cercana a 3,5 mm/s, de acuerdo a esto los hormigones se consideraran permeables

    cuando su tasa de infiltracin sea igual a mayor a 3,5 mm.

    4.3.2.3. Resistencia a la Compresin.

    Las mezclas de hormign permeable pueden desarrollar resistencia a la compresin en el

    rango de 3,5 MPa a 28 MPa, que es adecuado para una amplia gama de gama de aplicaciones.

    Los valores tpicos son alrededor de 17 MPa. Como con cualquier hormign, las propiedades y

    combinaciones de materiales especficos, as como las tcnicas de colocacin y las condiciones

    ambientales, dictar la real resistencia en terreno.

    4.3.2.4. Resistencia a la Flexin.

    La resistencia a la flexin en hormigones permeables generalmente oscila entre 1 MPa y

    3,8 MPa. Muchos factores influyen en la resistencia a la flexin, como el grado de compactacin,

    la porosidad, el agregado y la razn A/C. Sin embargo, las aplicaciones tpicas construidas con

    hormign permeable no requieren la medicin de la resistencia a la flexin para el diseo.

    4.3.2.5. Contraccin.

    La contraccin por secado del hormign permeable se desarrolla antes, pero es mucho

    menos que el hormign convencional. Los valores dependern de las mezclas y los materiales

    utilizados, aproximadamente la mitad que las mezclas de hormign convencional.

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Aproximadamente el 50 a 80% de la contraccin se produce en los primeros 10 das, comparado

    con 20% a 30% en el mismo perodo para el hormign convencional. A causa de esta menor la

    contraccin y la textura de la superficie muchos hormigones permeables se hacen sin juntas de

    control.

    4.3.3. Durabilidad.

    4.3.3.1. Resistencia a Ciclos de Hielo/Deshielo.

    La resistencia a los ciclos de hielo y deshielo de un hormign permeable en terreno parece

    depender de la saturacin del nivel de huecos en el hormign en el momento del punto de

    congelacin.

    La evidencia en obras de hormign drenante sugiere que la nieve desaparece ms rpido

    de la superficie, posiblemente debido a sus huecos que permiten que la nieve se descongele ms

    rpidamente de lo que lo hara en pavimentos convencionales. De hecho, hay hormigones

    permeables que han estado en servicio ms de 10 aos en zonas de nieve.

    Se debe tomar en cuenta que la porosidad del hormign permeable que posee grandesvacos es claramente diferente de las burbujas de aire microscpicas que proporcionan proteccin

    a la mezcla de hormign convencional en los ciclos de congelacin y deshielo. Cuando los

    grandes huecos abiertos son saturados, la total congelacin puede causar graves daos en slo

    unos pocos ciclos.

    4.3.3.2. Resistencia a Sulfatos.

    Productos qumicos agresivos en el suelo o el agua, tales como cidos y sulfatos, son una

    preocupacin para hormigones permeables y convencionales por igual, ya que los mecanismos

    para el ataque son similares. Sin embargo, la estructura abierta de hormign permeable puede

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    Captulo 4. Hormign Permeable: Materiales, Proporciones y Propiedades Ingenieriles.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    hacerlo ms susceptible al ataque por su mayor rea. Los hormigones permeables pueden ser

    utilizados en zonas de sulfatos tomando las precauciones del caso.

    4.3.3.3. Resistencia a la Abrasin.

    Debido a la superficie de textura rugosa y estructura abierta del hormign permeable, la

    abrasin y deshilache de las partculas del agregado pueden ser un problema. Por estas razones

    los hormigones permeables no son adecuados para aplicaciones como carreteras. Sin embargo, la

    evidencia indica que los pavimentos de hormign permeable permiten que la nieve se derrita ms

    rpido y requieran menos maquinaria de despeje de nieve, disminuyendo la abrasin del

    hormign por el paso de maquinaria.

    La mayora de los pavimentos permeables de hormign tendern a perder unos pocos

    agregados en la superficie en las primeras semanas despus de la apertura al trfico. Esto ocurre

    debido a que las partculas fueron ligadas dbilmente a la superficie y con el trfico se

    desprenden. Despus de las primeras semanas se reduce el desprendimiento de la superficie

    considerablemente y la superficie del pavimento se vuelve mucho ms estable. Una compactacin

    adecuada y tcnicas de curado reducen el desprendimiento de la superficie.

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    CAPTULO 5.DISEO Y CONSTRUCCIN.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    5.1. Generalidades.

    El diseo y construccin se basa en procedimientos que se realizan en Estados Unidos, los

    cuales se han determinado mediante las experiencias desarrolladas en sus aos de aplicacin. A

    continuacin se describe detalladamente el diseo y procedimiento constructivo de un pavimentode hormign drenante, considerando todos los factores que influyen en el comportamiento del

    pavimento una vez que est en funcionamiento.

    Para lograr buenos resultados en la utilizacin de pavimentos de hormign drenante se

    debe realizar un adecuado diseo hidrolgico y estructural, adems de realizar todos los

    procedimientos constructivos de manera correcta, tal cual como se describen a continuacin.

    5.2. Diseo.

    5.2.1. Base para el Diseo.

    Hay 2 factores que determinan el espesor de diseo de pavimentos drenantes: las

    propiedades hidrulicas, como la permeabilidad y el volumen de los huecos, y las propiedades

    mecnicas, tales como la resistencia y rigidez. El hormign permeable utilizado en pavimentos

    debe ser diseado para apoyar las solicitaciones de trfico previsto y contribuir positivamente a la

    gestin de aguas pluviales. El diseador debe seleccionar las propiedades del material adecuado,

    el espesor del pavimento, y otras caractersticas necesarias para cumplir los requisitos

    hidrolgicos y cargas de trfico simultneamente.

    Se debe analizar por separado la hidrulica y los requisitos estructurales, donde primara el

    mayor valor para el espesor de diseo final.

    Esta seccin presenta un panorama general de las consideraciones para ambos aspectos

    hidrulicos y estructurales del diseo de pavimentos de hormign drenante.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    5.2.2. Consideraciones para el Diseo Hidrolgico.

    Para el diseo de un pavimento de hormign drenante se deben tener en cuenta varios

    factores. Las tres consideraciones principales son la cantidad de lluvia que se espera, las

    caractersticas del pavimento y las propiedades del suelo subyacente. Sin embargo, el control delfactor hidrolgico en el diseo de un pavimento de hormign drenante es la intensidad de la

    escorrenta superficial que puede ser tolerada. La escorrenta tambin depende de las

    propiedades del suelo, en particular la tasa de infiltracin en una arena o grava ser mayor que en

    un suelo arcilloso consolidado, el cual no puede absorber el agua durante el tiempo de inters

    para la escorrenta de precipitaciones atenuantes. La escorrenta tambin se ve afectada por la

    naturaleza de la misma precipitacin, los diferentes tamaos de las tormentas se traducir en

    diferentes cantidades de escorrenta, de modo que la seleccin de un adecuado diseo en cuanto a

    las precipitaciones es importante.

    En muchas situaciones, los pavimentos de hormign drenante son diseados para manejar

    mucho ms de la cantidad de precipitaciones que caiga en el pavimento mismo, pero no se

    destina a compensar el exceso de escorrenta de las superficies impermeables adyacentes. Cuando

    se utiliza un sistema de mitigacin de las aguas lluvias como aceras, cunetas u obras de drenaje

    del sitio, se debe garantizar que el flujo de agua que escurrir sobre el pavimento de hormign

    drenante no debe llevar sedimentos que podra resultar en la obstruccin de la permeabilidad.

    Un estudio de viabilidad encontr que mediante el uso de hormign permeable en un

    estacionamiento de aproximadamente el tamao de un campo de ftbol, aproximadamente 3,6

    hectreas de una zona urbanizada actuara hidrolgicamente como si se tratara de csped

    (Malcolm, 2002).

    5.2.2.1. Precipitacin.

    Dos consideraciones importantes son la cantidad de lluvia durante un perodo

    determinado y la distribucin de las precipitaciones durante el perodo de tiempo especificado.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    La seleccin del perodo de retorno adecuado es importante debido a que establece la

    cantidad de lluvia que debe ser considerado en el diseo. Se utiliza en promedio un periodo de

    retorno de 2 aos, el que puede variar de acuerdo a los requisitos del diseo.

    5.2.3. Diseo Hidrolgico.

    En el diseo de la gestin de aguas pluviales en pavimentos de hormigones drenante,

    deben ser consideradas dos condiciones: la permeabilidad y la capacidad de almacenamiento. El

    exceso de escorrenta superficial causada por el almacenamiento o baja permeabilidad del

    hormign debe ser prevenido.

    5.2.3.1. Permeabilidad.

    En general, la limitacin de la permeabilidad del hormign no es un criterio de diseo

    crtico. Se debe asegurar de que la permeabilidad es suficiente para drenar toda la lluvia que cae

    sobre la superficie del hormign permeable.

    La permeabilidad de los hormigones permeables no es una prctica en el control de los

    factores para el diseo. Sin embargo, la tasa de flujo a travs del subsuelo puede ser ms

    restrictiva.

    5.2.3.2. Capacidad de Almacenamiento.

    La capacidad de almacenamiento de un sistema de pavimento de hormign drenante, estdiseado para los eventos de precipitacin especfica, que estn dictadas por las necesidades

    locales. El volumen total de lluvia es importante, pero la tasa de infiltracin del suelo tambin

    debe ser considerado.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    La capacidad de almacenamiento total del sistema de hormign permeable incluye la

    capacidad del pavimento de hormign permeable, la capacidad de cualquier subbase utilizada, y

    la cantidad de agua que sale del sistema por infiltracin en el suelo subyacente. La capacidad de

    almacenamiento terica del hormign permeable es su contenido de huecos, que es la parte del

    hormign permeable que puede ser llenado con la lluvia en servicio. Si el hormign permeabletiene un contenido de huecos del 15% efectivo, entonces cada 30 mm desde la profundidad del

    suelo puede contener 4,5 mm lluvia. Por ejemplo, un pavimento de 100 mm de espesor con un

    15% de contenido de huecos sobre una arcilla impermeable puede almacenar hasta 15 mm de

    lluvia antes que contribuya a la escorrenta de lluvia en exceso.

    Otra fuente importante de almacenamiento es la subbase. Una subbase compactada de

    grava limpia con poco o nada de finos tiene un contenido de huecos de diseo entre 20% y 40%.

    En el ejemplo anterior, un hormign permeable con un contenido de huecos de 15% y 100 mm de

    espesor colocado sobre una subbase con un contenido de huecos de 40% y 200mm de espesor,

    en total se tendr un almacenamiento de 95mm de lluvia (Figura 5.1).

    Figura 5.1. Componentes tpicos de pavimentos de hormign drenante.

    El efecto de la subbase en la capacidad de almacenamiento de un sistema de pavimento de

    hormign drenante puede ser significativo.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    En el estudio efectuado anteriormente se supone para el clculo que todo el sistema

    drenante est en el mismo nivel. Si la parte superior de la losa no es plana y la infiltracin del

    subsuelo ha sido superada, las partes ms altas no se llenaran y las precipitaciones adicionales se

    acumularan en la parte ms baja del pavimento drenante. Por ejemplo, si tenemos un pavimento

    de hormign drenante de 150mm de espesor y 10m de largo con una pendiente de 1%, hay unadiferencia de nivel de 100mm, por lo tanto se puede usar el 25% del volumen total del pavimento

    para captar la lluvia una vez que la tasa de infiltracin de la subrasante se supera (Figura5.2).

    Figura 5.2. Ejemplo pavimento inclinado. Se observa cmo se acumularan las aguas lluvias en

    la parte ms baja del pavimento.

    Estas prdidas en el volumen til de los pavimentos drenantes pueden ser significativas, e

    indican la sensibilidad del diseo a la pendiente.

    Cuando la superficie no est a nivel, se pueden utilizar otras opciones que son ms

    complejas, pero que permiten pendientes de hasta 15%, como la colocacin de tubos que

    transportan el agua a un determinado lugar de descarga. A continuacin se muestran algunasopciones de soluciones que se pueden utilizar en pavimentos de hormign permeable con

    pendientes mayores a 1% (Figura 5.3).

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

    31

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    5.2.3.3. Subbase y Subrasante.

    La infiltracin en subsuelo es importante tanto para sistema de drenaje permeable e

    impermeables. La estimacin de la tasa de infiltracin para el diseo es imprecisa, ya que el

    proceso de infiltracin del suelo es complejo.

    La orientacin sobre la seleccin de una tasa de infiltracin apropiada para utilizar en el

    diseo se debe basar en los estudios hechos sobre la permeabilidad de los suelos.

    Los suelos arcillosos y otras capas impermeables pueden dificultar la realizacin de

    pavimentos drenantes y pueden necesitar ser modificada para permitir una retencin apropiada y

    percolacin de las precipitaciones. En algunos casos las capas impermeables puede necesitar ser

    excavadas y reemplazadas. Si los suelos son impermeables se debe colocar un mayor grosor de

    subbase porosa por encima de ellos. La profundidad real debe proporcionar el volumen de

    retencin adicional requerida para cada sitio del proyecto en particular. Un relleno de grava

    abierta o arena proporcionan un subsuelo adecuado para conservar y almacenar el agua de

    superficie, reducir los efectos de segunda vuelta rpida de lluvias y reducir la compresibilidad.

    Para los suelos existentes que son predominantemente arenosos y permeables o una grava abierta,

    generalmente no se requiere de una subbase a menos que facilita la colocacin de equipo.

    Un subsuelo de grava o arena es adecuado para la colocacin de un hormign permeable,

    pero el diseo de los suelos con un importante contenido de limo y arcilla, o un nivel fretico alto

    debe ser hecho con cierta precaucin. Es importante recordar que el escurrimiento natural es

    relativamente alto en las zonas con arcilla o limo, incluso con la cobertura del suelo natural. Con

    un buen diseo de pavimentos de hormign drenante se puede proporcionar un buen resultado.

    Otra opcin en zonas con mal drenaje de los suelos es instalar pozos o canales de drenajea travs del subsuelo en capas permeables o zonas de retencin tradicionales. Estos deben ser de

    roca clasificada para permitir el drenaje de aguas pluviales recargando las napas subterrneas

    (Figura 5.3).

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

    32

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    5.2.4. Consideraciones de Diseo Estructural.

    El hormign permeable es un material nico que tiene una matriz y caractersticas de

    comportamiento diferente a los hormigones tradicionales, a pesar que est compuesto por los

    mismos materiales. Con un buen diseo y procedimientos constructivos se pueden lograr buenosresultados, logrando una vida til de ms de 20 aos, esto se sabe por la gran cantidad de

    evidencia emprica de otros pases que llevan aos en la construccin de pavimentos de hormign

    drenante.

    5.2.5. Diseo Estructural.

    Para el diseo estructural de un pavimento de hormign drenante deben ser considerados

    los materiales del hormign permeable, el tipo de suelo en el que se fundara, los procedimientos

    constructivos a utilizar y las solicitaciones de trfico.

    5.2.5.1. Subbase y Subrasante.

    En el diseo de una subbase normalmente se utiliza una capa de espesor de 150 a 300mm

    y de tamao mximo de 1. Respecto a la capacidad de soporte de la subbase y subrasante se

    consideran los valores utilizados para pavimentos de hormign tradicional.

    Es muy importante conocer la clasificacin y caractersticas del suelo donde se fundara el

    pavimento. En el caso de arcilla y suelos fuertemente expansivos se deben considerar

    disposiciones especiales de diseo. Se recomienda que los materiales altamente orgnicos sean

    excavados y reemplazados con suelos que contienen altas cantidades de material de rellenogrueso. Tambin, el diseo puede incluir depsitos de filtro de arena, piedra y grava para

    proporcionar la contencin adecuada y aumentar los valores de apoyo. Otra alternativa de diseo

    es un material de subbase de arena colocado sobre un geotextil para contener partculas finas.

    La Figura 5.3. muestra varias opciones como ejemplos en diferentes casos.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

    33

    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Los sistemas de pavimento drenante pueden ser abiertos o cerrados, dependiendo del tipo

    de suelo subyacente. Los sistemas abiertos, prefieren drenar las aguas lluvias a las napas

    subterrneas, mientras que los sistemas cerrados poseen una membrana impermeable que se

    coloca debajo de la subbase para dirigir el agua a las tuberas cuando existe preocupacin sobre la

    calidad del agua en el suelo, sobre el aumento de los niveles de humedad en las aceras adyacenteso si el suelo subyacente es de arcilla.

    5.2.5.2. Solicitaciones de Trfico.

    En pases donde se utilizan pavimentos de hormign drenante desde hace muchos aos, se

    disea para un trfico previsto de 8000 kg por eje equivalente. Tambin se considera fundamental

    la estimacin de trnsito de camiones, dado que los impactos de camiones en el pavimento son

    considerables cuando se quiere lograr una larga vida til.

    5.2.5.3. Propiedades de los Materiales.

    Un diseo de la mezcla para una aplicacin de pavimentos de hormign drenante

    producir determinados valores de permeabilidad, resistencia y contenido de huecos, de manera

    que los materiales deben cumplir con ciertos requisitos que se establecen para la confeccin de

    una mezcla de hormign permeable.

    5.3. Construccin.

    5.3.1. Preparacin de Subrasante y Subbase.

    La uniformidad de la subrasante es un criterio clave para colocar un pavimento de

    hormign drenante. Al igual que en otros tipos de pavimentos todas las irregularidades deben ser

    suavizadas y luego compactar antes de la colocacin. El suelo de subrasante y la subbase son

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    El equipo usado para la mezcla es el convencional a pesar de que la mezcla ser dura.

    5.3.3. Transporte.

    Debido a que el hormign permeable tiene un bajo contenido de agua, es preciso prestar

    atencin durante el transporte y colocacin.

    El uso de aditivos qumicos para retardar la hidratacin de estabilizacin puede extender

    los tiempos de descarga. Las altas temperaturas ambiente y condiciones de viento tambin deben

    ser tomadas en cuanta al momento de transportar la mezcla de hormign permeable.

    5.3.4. Colocacin y Compactacin.

    Una variedad de tcnicas de colocacin pueden ser utilizadas para la construccin de

    pavimentos de hormign permeable, tal como los hormigones convencionales las tcnicas de

    colocacin son desarrollados para satisfacer las condiciones especficas de la obra.

    Antes de la colocacin debe estar todo en orden, deben ser corregidas las irregularidades o

    desalineaciones.

    Cada carga de hormign debe ser inspeccionados visualmente para la controlar la

    consistencia y aspecto de la mezcla.

    Se deben realizar rutinariamente pruebas de peso unitario para prueba de control de

    calidad y se recomiendan para cada una de las cargas del hormign permeable.

    La colocacin debe ser continua y rpida al igual que el esparcido del hormign (Figura

    5.4). Se utiliza encofrado convencional, compactacin mediante rodillo pesado (Figura 5.5) o

    vibrado mecnico (Figura 5.6), la nivelacin puede ser manual, pero puede causar desgarros en la

    superficie, ya que la mezcla es demasiado rgida. Otro dispositivo de colocacin, compactacin y

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    acabado que se utiliza en otros pases son las reglas de vibracin (Figura 5.7), donde se debe

    tener cuidado de que la frecuencia de vibracin sea reducida para evitar un exceso de

    compactacin produciendo el cierre de la superficie y dando lugar a vacos bloqueados.

    Figura 5.4. Colocacin y esparcido de la mezcla de hormign permeable.

    Fuente:Heather J.Brown.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Figura 5.5. Compactacin del hormign permeable con rodillo pesado.Fuente:Heather J. Brown.

    Figura 5.6. Compactacin del hormign permeable con placa vibradora sobre plancha de madera.

    Fuente:Heather J. Brown.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    Figura 5.7. Compactacin y acabado del hormign permeable con regla vibradora.

    Fuente:Paul D. Tennis et al., 2004.

    Debido al rpido endurecimiento y a las altas tasas de evaporacin, los retrasos en la

    compactacin pueden causar problemas, en general, se recomienda que la compactacin se

    realice a 15 minutos de la colocacin del hormign.

    Si el hormign no se compacta suficientemente bien, o est demasiado seco, los

    agregados pueden desprenderse, y si por otro lado, el hormign se coloca demasiado hmedo, la

    superficie ser sellada y el pavimento no ser permeable.

    5.3.5. Acabado.

    Tpicamente los pavimentos de hormign drenante no terminan de la misma manera que

    los pavimentos de hormign convencional. La utilizacin de instrumentos para el acabado de la

    superficie del pavimento como la llana tienden a cerrar los huecos de la superficie, lo que frustra

    el propsito para la mayora de las aplicaciones de hormign permeable. Para la mayor parte de

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    los pavimentos permeables el acabado queda luego del paso de la compactacin, esto deja una

    superficie ms rugosa, pero mejora la resistencia a la traccin (Figura 5.4, 5.5, 5.6, 5.7).

    5.3.6. Juntas.

    El espaciamiento considerado generalmente para las juntas es de 6m a 13m, aunque el

    espaciamiento puede ser mayor. El espaciamiento utilizado es mayor que en hormigones

    convencionales ya que los hormigones permeables tienden a reducirse menos. Las juntas se

    deben hacer en el mismo lugar que las juntas de aceras adyacentes (Figura 5.8).

    Figura 5.8. Junta adyacente a un pavimento anterior.

    Fuente: David C. Mitchel.

    Debido a que el tiempo de fraguado y contraccin se aceleran en la construccin de

    hormigones permeables, la confeccin de juntas debe ser poco despus de la consolidacin, con

    una herramienta comn de rodadura (Figura 5.9).

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    Figura 5.9. Herramienta para la confeccin de juntas.Fuente: David C. Mitchel.

    Otra tcnica, adecuado para pequeas secciones, es impulsar una regla de acero a la

    profundidad requerida con un martillo.

    Tambin se puede usar una cortadora de pavimentos, pero no es muy recomendable, ya

    que las operaciones de aserrado pueden bloquear algunos de los huecos.

    En general en los pavimentos de hormign drenante no se considera como tan importantes

    las grietas aleatorias como dficit de la esttica debido a su textura Y no tiene efecto significativo

    en la integridad de la estructura del pavimento. La experiencia ha demostrado que las juntas de

    dilatacin trmica no son necesarias en estos pavimentos.

    5.3.7. Curado y Proteccin.

    La estructura abierta del hormign permeable expone una mayor superficie de la mezcla a

    la evaporacin, lo que hace an ms esencial el curado que en hormigonados convencionales. El

    agua es necesaria para la reaccin qumica, siendo esencial el curado inmediato del hormign. Es

    comn en algunos casos aplicar un retardador de evaporacin antes de la compactacin para

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    minimizar cualquier posibilidad de prdida del agua de amasado, debido que las caractersticas

    del hormign hacen que sea ms propenso a las grietas. De hecho, el curado empieza antes de

    colocar el hormign con el humedecido de la rasante para evitar que se absorba el agua de

    amasado.

    Despus de la colocacin, el riego de neblina seguida de una lmina impermeable es el

    procedimiento recomendado de curado, donde la lmina no se debe sacar antes de 6 das. No se

    recomienda utilizar arena o tierra en la lmina impermeable, ya que al momento de sacarla se

    pueden derramar sobre la superficie del pavimento. Se puede utilizar madera, barras de acero,

    estacas, etc. Para poder asegurar las lminas de curado.

    El curado debe iniciarse tan pronto como sea posible despus de la colocacin,

    compactacin y relleno, lo que no debe pasar ms all de 20 minutos luego de estos

    procedimientos.

    Las altas temperaturas del ambiente y las condiciones de viento tambin deben ser

    tomadas en cuenta para este punto.

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    Figura 5.10. Se distingue el procedimiento de compactacin, riego de neblina y curado delhormign permeable.

    Fuente: David C. Mitchel

    5.3.8. Apertura al Trfico.

    Se recomienda para los pavimentos de hormign drenante abrir al trfico despus de 6

    das, durante este tiempo se debe continuar con el curado.

    5.3.9. Control de la Permeabilidad.

    El control de la funcionalidad del pavimento a lo largo del tiempo se realiza mediante

    ensayos de permeabilidad superficial usando el permemetro LCS (Figura 5.11.) tal y como se

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    muestra en la Figura. Se completa el seguimiento mediante la observacin visual de posibles

    fallos estructurales del pavimento o prdidas de material.

    Figura 5.11. Ensayo de permeabilidad con el permemetro LCS.

    Fuente: Jorge Rodrguez et al.

    5.3.9. Mantenimiento.

    La mayora de los pavimentos de hormign drenante funcionan bien con poco o ningn

    mantenimiento. El mantenimiento se compone principalmente en prevenir la obstruccin de de la

    estructura de vaco. En la preparacin del sitio antes de la construccin, el drenaje de los

    alrededores debe ser diseado para prevenir el flujo de materiales en superficies pavimentadas.

    Suelo, piedras, hojas y otros desechos pueden infiltrarse en los vacos e impedir el flujo de agua ydisminuir la utilidad del pavimento. El pavimento de hormign drenante no debe ser cargado con

    materiales de jardn tales como abono, arena y la tierra vegetal, incluso temporalmente.

    Pasar la aspiradora 1 vez al ao o ms a menudo puede ser necesario para eliminar los

    restos de la superficie de los pavimentos (Figura5.12). Otra opcin de limpieza puede incluir el

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    Captulo 5. Diseo y Construccin.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    poder de soplado y la presin de lavado (Figura 5.13). En algunos casos con el lavado a presin

    se ha restaurado el 80% a 90% de la permeabilidad. Cabe sealar que las prcticas de

    mantenimiento de pavimentos de hormign drenante an se estn desarrollando.

    Figura 5.12. Aspirado de la superficie de hormign permeable.

    Figura 5.13. Lavado a presin de la superficie de hormign permeable.

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    CAPTULO 6.APLICACIONES DE PAVIMENTOS DE

    HORMIGN DRENANTE.

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    Captulo 6. Aplicaciones de Pavimentos de Hormign Drenante.

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    PAVIMENTOS DE HORMIGN DRENANTE EN SOLUCIONES DE URBANIZACIN

    6.1. Generalidades.

    En otras partes del mundo no es una nueva tecnologa el uso de hormign permeable, el

    cual se utiliza hace mas de 30 aos y cada vez toma ms inters en materia de eficiencia de agua

    potable y construccin sostenible. La alta velocidad de flujo de agua a travs de un pavimento dehormign permeable permite que la lluvia sea capturada y se filtre en el suelo, reducir la

    escorrenta de aguas pluviales, la recarga de aguas subterrneas, el apoyo a la construccin

    sostenible, proporcionando una solucin para la construccin que es sensibl