Uso de concreto de Ultra-alto desempeño reforzado con fibra como alternativa en la rehabilitación de un pavimento flexible

Abstract

La rehabilitación de pavimentos flexibles o rígidos con sobrecarpetas de concreto hidráulico o recubrimientos con concreto delgado o ultradelgado, es una técnica mundialmente reconocida y aplicada, con el fin de incrementar el desempeño estructural de un pavimento. No obstante, estas metodologías de rehabilitación han venido evaluando la incorporación de nuevos materiales que buscan incrementar la seviciabilidad y funcionalidad de los pavimentos. Por lo tanto, el propósito de esta investigación fue evaluar el uso de Concreto de Ultra-Alto Rendimiento reforzado con fibras de acero (UHPFRC) con la aplicación de una capa ultrafina como capa de rodadura en la rehabilitación de pavimentos flexibles.

El desarrollo metodológico de esta investigación se enmarcó en cinco principales subtemas. El primero, correspondió a la determinación de una mezcla de UHPFRC óptima para la aplicación en pavimentos. Para lo cual se formularon varias dosificaciones a partir de una mezcla UHPFRC de referencia hasta obtener rangos de trabajabilidad y reología ideales para instalar en secciones de pavimento con pendientes diferentes de cero. El segundo, evaluó el efecto del método de vaciado en la distribución y orientación de la fibra metálica en una mezcla de UHPFRC autonivelante y una mezcla de UHPFRC de alta tixotropía para la instalación en pavimentos. La distribución y orientación fue determinada a partir del procesamiento de imágenes, el cual se relacionó con el desempeño a flexión para los diferentes métodos de vaciado en la fabricación de losas de UHPFRC. Los resultados indicaron que la distribución para las mezclas de estudio fue homogénea en un espesor de 50 mm, incluso independiente del método de vaciado. Además, se determinó que el método de vaciado influye en la orientación de la fibra y en consecuencia afecta el comportamiento a flexión. El tercero, danto continuidad a los resultados obtenidos en los capítulos anteriores, se determinó el comportamiento a fatiga de una mezcla de UHPFRC autonivelante y otra tixotrópica, controlando características de vaciado, hallando desempeño superior a otras familias de concretos. El cuarto subtema, determinó el efecto de las condiciones ambientales en la contracción temprana para diferentes espesores de UHPFRC, encontrando que los diferenciales de temperatura medidos en las losas de estudio no produjeron deformaciones superiores a las deformaciones admisibles por flexión del material. Finalmente, se evaluó el proceso constructivo y el desempeño estructural de una sobrecarpeta de UHPFRC como alternativa en la rehabilitación de un pavimento flexible con espesor promedio de 40 mm mediante una prueba acelerada de pavimento. Los resultados obtenidos luego de un millón de ciclos de aplicación de carga (eje de 80kN) en la estructura de pavimento, indicaron que el desempeño de la sobrecarpeta de UHPFRC estaba en el 45% de su capacidad mecánica al comparar con los resultados del material en el laboratorio, incluso luego de presentar una deflexión instantánea promedio de 20 mm.