Propiedades físico-mecánicas en adoquines y evaluación de la capacidad estructural de pavimentos articulados

Abstract

Los pavimentos destinados a rutas se clasifican generalmente en rígidos (de hormigón) y flexibles (asfálticos). En cambio, para plataformas portuarias, estacionamientos, sendas peatonales, vías para vehículos livianos en zonas urbanas u otras aplicaciones donde no es necesario alcanzar altas velocidades, resulta muchas veces más conveniente el empleo de pavimentos de adoquines de hormigón (PAH). La presente tesis se enmarca en este tipo de pavimentos y busca aportar conocimiento tanto sobre el adoquín como unidad constructiva, como sobre la evaluación del comportamiento estructural del conjunto. Por un lado, se estudiaron en laboratorio las propiedades físicas y mecánicas de los adoquines, con el objetivo de generar una base de datos representativa de la producción nacional, que sirva como punto de partida para una futura actualización de la normativa uruguaya sobre adoquines. Por otro lado, se trabajó en la implementación de la técnica de deflectometría de impacto mediante el uso del Falling Weight Deflectometer (FWD), aplicada a la evaluación de la capacidad estructural de los PAH. Si bien esta técnica se ha utilizado ampliamente en pavimentos flexibles y rígidos, los antecedentes de su aplicación en pavimentos de adoquines son aún escasos. Para cada propiedad evaluada (absorción de agua, densidad en estado seco, resistencias a compresión, flexión, tracción indirecta por compresión y huella de desgaste) se determinó el rango de variación de los resultados individuales correspondientes a adoquines del mismo molde de producción. Se observó una buena correlación entre la resistencia a compresión y el resto de las propiedades, con excepción de la huella de desgaste. En cuanto a la resistencia a compresión, se propone que, de incorporarse como requisito normativo, el procedimiento de ensayo especifique la velocidad de carga y contemple un coeficiente de ajuste del resultado, considerando la influencia del encabezado y del tamaño del elemento ensayado. Además, se comprobó que la temperatura de secado previo en horno a (105 ± 5) °C no afecta significativamente el resultado, lo cual permitiría ensayar a compresión un mismo adoquín previamente sometido al ensayo de absorción de agua. En el caso de la resistencia a flexión, el cálculo del módulo de rotura mediante la teoría de barra elástica se vio influenciado por la relación luz de apoyo/altura del elemento ensayado. No obstante, esta metodología se considera la más adecuada para evaluar la resistencia mecánica de los adoquines y se propone su incorporación en la normativa en sustitución del ensayo de compresión. A partir del trabajo en campo con el FWD y de la aplicación del modelo matemático adoptado para el cuenco de deflexiones, se propone esta técnica como herramienta para determinar la capacidad estructural del paquete completo de los pavimentos existentes. Asimismo, se verificó su idoneidad para evaluar la capacidad de intertrabado entre adoquines. En síntesis, el trabajo analizó el comportamiento físico y mecánico de adoquines representativos de la producción local, cuyos resultados constituyen antecedentes relevantes para la actualización normativa nacional, y generó conocimiento sobre la aplicación de la deflectometría de impacto en PAH, aportando así una herramienta útil para la evaluación estructural de pavimentos en servicio.