Levantamientos en Pavimentos de Concreto

Preguntas Frecuentes

¿Qué es un levantamiento en pavimento de concreto?

Un levantamiento es un pandeo hacia arriba o fractura localizada del pavimento de concreto que ocurre en una junta transversal o grieta durante condiciones de clima cálido. Resulta de tensiones de compresión que se desarrollan cuando la losa de concreto se expande debido al aumento de temperatura pero no puede acomodar la expansión porque los espacios de las juntas están llenos de material incompresible, las juntas están demasiado espaciadas, o la losa carece de espacio suficiente para el movimiento horizontal. La tensión de compresión acumulada supera la capacidad crítica de pandeo de la losa, resultando en un desplazamiento hacia arriba repentino, aplastamiento o fractura del concreto. El manual PASER de la FAA (AC 150/5320-17A Apéndice B) define los levantamientos como un defecto de distorsión del pavimento y los identifica como un peligro grave para la seguridad que requiere atención inmediata.

¿Qué causa los levantamientos en pavimentos de concreto?

Los levantamientos son causados por tres factores que interactúan: (1) la expansión térmica del concreto debido a altas temperaturas ambientales que genera tensiones de compresión dentro de la losa, (2) espacio insuficiente en las juntas para acomodar esta expansión debido a la infiltración de materiales incompresibles (arena, residuos, fragmentos de agregado) en los espacios de las juntas o un ancho original inadecuado de la junta, y (3) la acumulación resultante de fuerzas de compresión que superan la resistencia al pandeo estructural de la losa. Los factores contribuyentes incluyen la reacción álcali-sílice (ASR) que causa expansión interna adicional, espaciamiento excesivo de juntas, baja temperatura de colocación del concreto durante la construcción, un alto coeficiente de expansión térmica (CTE) de la mezcla de concreto y el deterioro relacionado con el envejecimiento que reduce la efectividad de las juntas.

¿Cómo se repara un levantamiento en pavimento de concreto?

La reparación de emergencia de un levantamiento requiere la remoción inmediata del concreto fracturado y pandeado, el corte con sierra de la sección de losa afectada a profundidad completa, la eliminación de escombros y el reemplazo con concreto nuevo o un parche temporal de mezcla asfáltica en caliente. La FAA AC 150/5380-6B especifica que se puede realizar el parcheo temporal de pavimentos de concreto usando materiales de pavimento flexible para restaurar la superficie para necesidades operativas inmediatas. La reparación permanente implica el reemplazo de la losa a profundidad completa con barras de transferencia de carga adecuadas y el restablecimiento de las juntas transversales con el espaciamiento apropiado. En casos donde los levantamientos son recurrentes, puede ser necesaria la instalación de juntas de alivio de presión (PRJ) para proporcionar espacio de expansión dedicado y prevenir ocurrencias futuras. La limpieza y el sellado de las juntas adyacentes para prevenir la infiltración de material incompresible también es crítico.

¿Cómo se pueden prevenir los levantamientos?

Las estrategias de prevención de levantamientos incluyen: garantizar un ancho de junta adecuado durante la construcción original para acomodar la expansión térmica; mantener los selladores de juntas en buenas condiciones para prevenir la infiltración de material incompresible; limpieza periódica de las juntas para eliminar residuos acumulados; instalar juntas de alivio de presión (PRJ) en pavimentos con problemas conocidos de expansión; seleccionar mezclas de concreto con bajo coeficiente de expansión térmica (CTE); evitar la construcción durante meses fríos para lograr temperaturas de colocación más altas; manejar la reactividad álcali-sílice (ASR) mediante una selección adecuada de agregados; e implementar un sistema de gestión de pavimentos que incluya inspecciones regulares de condición con atención específica al estado de las juntas y la adecuación del espacio de expansión.

¿Qué es una junta de alivio de presión (PRJ)?

Una junta de alivio de presión (PRJ) es una ranura cortada a profundidad completa transversalmente a lo ancho total de un pavimento de concreto, típicamente de 12 a 25 mm (0.5 a 1 pulgada) de ancho, que se deja sin rellenar o se rellena con un material compresible para proporcionar espacio de expansión dedicado para las losas de concreto. Las PRJ alivian las tensiones de compresión acumuladas al permitir que el pavimento se expanda hacia el espacio abierto de la junta, previniendo así la acumulación de tensiones que conduce a los levantamientos. La FAA AC 150/5320-6F recomienda la instalación de PRJ en pavimentos de concreto que han experimentado levantamientos o muestran signos de tensión de compresión excesiva. La investigación publicada en el KSCE Journal of Civil Engineering (Park et al., 2021) estableció criterios de espaciamiento de instalación para PRJ basados en la edad del pavimento, el nivel de tráfico y la severidad del deterioro observado, definiendo tres clases de prioridad de instalación para carreteras en servicio.