1.a.- Formación de la Junta de Deformación.

El método más común para la formación de juntas transversales es mediante el corte con discos de diamante y es esencial que se cuente con buena mano de obra para que se obtenga una superficie suave y durable libre de despostillamientos.

Primeramente se realiza un corte inicial cuando el concreto tiene un cierto grado de endurecimiento y las contracciones son inferiores a aquellas que causan el agrietamiento, este corte inicial proporciona un plano de debilidad donde se iniciará el agrietamiento.

El corte deberá ser de al menos un tercio del espesor de la losa (D/3) y tener un ancho mínimo de 1/8 de pulgada (3 mm). 

Elegir bien el momento para entrar a realizar este corte es crítico, ya que un corte temprano ó prematuro provoca despostillamientos y desmoronamientos a lo largo de la cara de la junta, mientras que un corte tardío provoca agrietamientos en otras partes de la losa. El corte se iniciará tan pronto como el concreto haya desarrollado la suficiente resistencia para resistir los desmoronamientos en los bordes de la junta, que en nuestro país esto sucede de 6 a 8 horas después de colocado el concreto.

Las condiciones ambientales como lo son la temperatura ambiente, el cambio ó gradiente de temperatura, el viento, la humedad y la luz del sol directa tienen una gran influencia en el desarrollo de la resistencia del concreto y por lo tanto en el tiempo óptimo para realizar el corte. Además el diseño de la mezcla de concreto también influye, por ejemplo mezclas con agregados suaves  requieren menos desarrollo de resistencia para realizar el corte que los agregados más duros.

1º Junta Transversal de Contracción.

Las juntas transversales de contracción principalmente controlan el agrietamiento natural de los pavimentos de concreto. Su espaciamiento, profundidad del corte y el tiempo en que se deba realizar son factores críticos para el comportamiento de las juntas, por lo que un adecuado diseño especificará el intervalo de juntas que va a controlar las grietas y proveer una adecuada transferencia de carga entre las juntas.

Espaciamiento.

En los pavimentos de concreto, la junta es diseñada para formar un plano de debilidad  para controlar la formación de grietas transversales y la separación de las juntas se diseña para que no se formen grietas transversales intermedias ó aleatorias.

Lo más recomendable es que el espaciamiento se base en las experiencias locales ya que un cambio en el tipo de agregado grueso puede tener un efecto significativo en el coeficiente térmico del concreto y por consecuencia en el espaciamiento adecuado para las juntas.

La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversales  que a su vez depende del espesor del pavimento.   

Existe una regla práctica que nos permite dimensionar los tableros de losas para inducir el agrietamiento controlado bajo los cortes de losas, sin necesidad de colocar acero de refuerzo continuo: 

Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la sub-base y el pavimento de concreto, como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas,  bases con textura muy cerrada o whitetopping.

El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde  valores normales, como en el caso de sub-bases granulares.

La separación de juntas transversales que arroja esta fórmula no debe ser mayor de 5.0 m, en tal caso deberá limitarse a este valor de 5.0 m.

La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación de juntas longitudinales, sin embargo esta está referenciada a la forma de los tableros de losas.

La forma ideal de un tablero de losa es la cuadrada, sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas, por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad.

La relación entre largo y ancho de un tablero de losas no deberá estar fuera de estos límites:  0.71 a 1.4.

 

Fig. 4.5-2  Relación Largo – Ancho de losa.

Tipos de Juntas en Pavimentos de Concreto.

Los tipos de juntas más comunes en los pavimentos de concreto son:

1. Juntas Transversales de Contracción: Son las juntas que son construidas  transversalmente al eje central del pavimento y que son espaciadas para  controlar el agrietamiento provocado por los efectos de las contracciones como  por los cambios de temperatura y de humedad.

2. Juntas Transversales de Construcción: Son las juntas colocadas al final de  un día de pavimentación ó por cualquier otra interrupción a los trabajos (por  ejemplo los accesos ó aproches a un puente). 

3. Junta Transversal de Expansión/Aislamiento: Estas juntas son colocadas en donde se permita el movimiento del pavimento sin dañar estructuras  adyacentes (puentes, estructuras de drenaje, etc.) ó el mismo pavimento.

4. Junta Longitudinal de Contracción:  Son las juntas que dividen los  carriles e tránsito y controlan el agrietamiento donde van a ser colados en una  sola franja dos ó más carriles. 

5. Junta Longitudinal de Construcción:  Estas juntas unen carriles  adyacentes cuando van a ser pavimentados en tiempos diferentes.

3º FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA TRANSFERENCIA DE CARGA: Bases estabilizadas.

Las bases estabilizadas reducen las deflexiones en las juntas, mejoran y mantienen la efectividad de la junta bajo la repetición de las cargas del tráfico. Además son una muy estable y suave plataforma de apoyo para los trabajos de pavimentación.

La figura 4.4.c.1 muestra como una base cementada ó de concreto pobre presenta más del doble de efectividad de la junta y que la perdida de transferencia de carga ocurre más lentamente que con las bases convencionales para pavimentos, cada pasajunta. 

Figura 4.4-1 Eficiencia de la junta para varios tipos de terrenos de apoyo (basada en una losa de 9” de espesor después de 1 millón de aplicaciones de carga).

2º FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA TRANSFERENCIA DE CARGA: Transferencia de carga mecánica – Pasajuntas.

La trabazón de agregados por sí sola no provee la suficiente transferencia de carga para un buen comportamiento a largo plazo en la mayoría de los pavimentos,  principalmente en los proyectos carreteros donde se tienen altos volúmenes de tráfico  pesado. Por lo que en caso inverso a las cantidades de tráfico mencionadas para la  trabazón de agregados, se recomienda usar las barras pasajuntas y dejar la  transferencia de carga en las juntas a medios mecánicos como lo son las barras pasajuntas en proyectos con un trafico superior a los 120 vehículos pesados diarios ó más de 5 millones de ESAL’s rígidos (Ejes Equivalentes Sencillos de 18 kips).

Las pasajuntas son barras de acero liso y redondo colocadas transversalmente a las juntas para transferir las cargas del tráfico sin restringir los movimientos horizontales de las juntas. Además mantienen a las losas alineadas horizontal y verticalmente. Dado que las pasajuntas llegan de un lado a otro de la junta, las aperturas diarias y de temporadas no afectan la transferencia de carga a lo largo de las juntas con pasajuntas como si lo hace en el caso de las juntas que no cuentan con pasajuntas.

Las pasajuntas reducen las deflexiones y los esfuerzos en las losas de concreto, así como el potencial de diferencias de elevación en las juntas, bombeo (expulsión de finos a través de las juntas) y rupturas en las esquinas. Por lo que toda esta reducción de deflexiones y esfuerzos en las losas al transmitir efectivamente la carga a lo largo de las juntas se traduce en un incremento en la vida de servicio del pavimento.

El diseño de las barras pasajuntas forma parte de un capitulo especial de este manual, en donde se explican como calcular y se dan recomendaciones de diámetros de acero, longitud de la barra, así como la separación entre cada pasajunta.

1º FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA TRANSFERENCIA DE CARGA: Trabazón de agregados.

La trabazón de agregados depende de la resistencia al cortante entre las partículas del agregado en las caras de la junta, debajo del corte inducido en la junta. Este sistema de transferencia de carga es más efectivo para pavimentos construidos con una corta separación de las juntas y bases estabilizadas no erosionables o bases permeables que experimenten bajos volúmenes de tráfico pesado.

Para incrementar la trabazón de agregados y minimizar la diferencia de elevación en las juntas, se recomienda:

•  Losas con espesores grandes, ya que una mayor área para trabazón de agregado provee una mejor transferencia de carga.

•  Poca separación de juntas, menor a 4.5 metros.

•  Bases rígidas (estabilizadas) con valores altos de módulo de subreacción del suelo (k).

•  Apoyo lateral mediante acotamientos de concreto.

•  Subrasantes con suelos de agregado grueso (drenaje).

•  Mejoras al drenaje, mediante drenes colectores y subrasantes permeables.

Para un medio ambiente con clima seco, árido y sin nieve las variaciones de temperatura y los movimientos de las juntas serán pequeñas por lo que la transferencia de carga a través de la trabazón de agregados puede comportarse bien siempre y cuando no se tengan muy altos volúmenes de tráfico pesado, sin embargo si se requerirá una corta separación de las juntas.

El agregado en sí es también importante para la transferencia de carga, por ejemplo sabemos que las grava triturada se comporta mejor que la no triturada debido a que éste provoca que las caras de las juntas sean más ásperas por lo que se desgastan menos que las caras redondeadas de los agregados no triturados. De la misma manera el agrietamiento inicial del concreto incrementa la aspereza de las caras de las juntas debido a que las grietas se forman alrededor del agregado en vez de a través de él.

En general se recomienda dejar la transferencia de carga únicamente a la trabazón de agregados para proyectos con menos de 5 millones de ESAL’s rígidos (Ejes Sencillos

Equivalentes de 18 kips ó 8.2 ton) ó con un tráfico inferior a los 80 ó 120 vehículos pesados diarios, ya que se ha encontrado con la experiencia que un tráfico mayor a este ya produce molestas fallas en las juntas, como lo son las diferencias de elevación, es decir que no empatan ambos lados de la junta.

Eficiencia de la Junta.

La transferencia de carga es la habilidad de la junta de transferir una parte de la carga aplicada de uno al otro lado de la junta (figura 4) y se mide por lo que llamamos como “eficiencia de la junta”.

Una junta es 100 % efectiva si logra transferir la mitad de la carga aplicada al otro lado de la junta, mientras que un 0% de efectividad significa que ninguna parte de la carga es transferida a través de la junta.

Figura 4.3-1 Eficiencia de las juntas.

La evaluación en campo de la transferencia de carga se realiza midiendo las deflexiones en cada lado de la junta dada una aplicación de carga. 

De manera que conociendo las deflexiones en las junta, por medio de la siguiente ecuación podemos conocer el % de eficiencia de la junta (E):

Donde:

∆ L = Deflección del lado cargado de la junta.

∆ U = Deflección del lado no cargado de la junta.