¿Qué es una Junta Transversal?

Propósito

Una junta transversal es una junta que cruza un carril de pavimento de hormigón, lo divide en losas y controla el lugar donde se agrieta el hormigón. Los cambios de temperatura y de humedad provocan cambios de volumen y alabeo de una losa, y eso genera tensiones. Las juntas dividen el pavimento en losas de tamaño fijo para reducir estas tensiones y limitar el agrietamiento aleatorio (AC 150/5320-6G, 3.16.8). La misma junta aparece en los pavimentos de carreteras, plataformas, calles de rodaje y pistas.

La FHWA da a las juntas cuatro posibles funciones: control del agrietamiento, transferencia de carga, aislamiento de estructuras que se mueven de forma distinta, y delimitación de carriles o márgenes. La FHWA también indica que muchos deterioros del pavimento de hormigón con juntas empiezan en las juntas. Entre ellos están el escalonamiento, el bombeo, el desconchado, las roturas de esquina y los levantamientos.

Juntas transversales y longitudinales

Una junta transversal atraviesa el carril, en ángulo recto con la dirección de extendido y del tránsito. Una junta longitudinal recorre el carril, entre dos carriles o dos pasadas de extendido. La FHWA nombra los tipos de junta por su función y luego añade la orientación. Una junta de contracción o una de construcción puede ser transversal o longitudinal. Las barras de unión mantienen cerrada una junta longitudinal (AC 150/5320-6G, 3.16.10.1). Los pasadores transmiten la carga a través de una junta transversal.

Tipos de junta

La AC 150/5320-6G clasifica todas las juntas del pavimento en tres categorías según su función: juntas de aislamiento, de contracción y de construcción. Asigna a cada una una letra de tipo (Tabla 3-5). La FHWA añade una cuarta categoría, la junta de dilatación.

Juntas de contracción

Una junta de contracción es la junta más común en un pavimento de hormigón simple con juntas. Es un plano debilitado, y el hormigón se agrieta bajo ella cuando se contrae o se enfría. La AC 150/5320-6G indica que las juntas de contracción también reducen la tensión por alabeo (curling y warping). La AC tiene tres tipos de contracción para la dirección transversal:

• Tipo C es una junta de contracción con pasadores. La AC la usa en las últimas tres juntas desde un borde libre. También la usa en dos o tres juntas a cada lado de una junta de aislamiento.
• Tipo D es la junta de contracción simulada, sin pasadores. La AC la usa en todas las demás juntas de contracción.
• Tipo B es una junta articulada. Una junta transversal de Tipo B solo se usa en losas de menos de 9 pulgadas (230 mm) de espesor que tengan un «anillo de tensión». La AC describe el anillo de tensión en 3.16.9.2.

Juntas de construcción

Una junta de construcción es la junta que resulta cuando se coloca hormigón nuevo contra hormigón endurecido. La FHWA indica que las juntas de construcción transversales, también llamadas juntas de cabecera, se hacen normalmente al final de cada jornada. También se hacen en una parada por el tiempo o por el equipo. En una junta de cabecera no hay trabazón de áridos, así que necesita transferencia de carga mecánica. Si la cabecera queda alineada con las juntas de contracción del carril siguiente, la FHWA usa el mismo tamaño y separación de pasadores que en esas juntas.

El ítem P-501 exige una junta de construcción transversal al final de cada jornada. También la exige en cualquier parada de más de 30 minutos, o cuando el hormigón pueda alcanzar el fraguado inicial antes de que llegue hormigón fresco. La junta va en una junta de contracción o de dilatación prevista. Si la colocación se detiene entre juntas previstas, el contratista retira el hormigón sobrante hasta la junta prevista anterior. La FHWA da la razón: una cabecera alineada con las juntas de contracción del carril siguiente evita losas cortas y agrietamiento inducido en un carril contiguo ligado.

Los Tipos E y F son las juntas de construcción de la AC 150/5320-6G. El Tipo E tiene pasadores, y la AC lo exige para pavimentos que sirven a aeronaves de 30 000 lb (13 610 kg) o más. El Tipo F es una junta a tope. La AC la permite para aeronaves de menos de 30 000 lb sobre una base estabilizada, o para una sobrecapa de hormigón sobre un pavimento flexible.

Juntas de aislamiento y de dilatación

Una junta de aislamiento separa un pavimento de una estructura, o de un pavimento que se mueve en otra dirección. Un rodaje que se une con una pista es un ejemplo. La AC 150/5320-6G también coloca una junta de aislamiento donde se prevé una prolongación. El Tipo A tiene un borde engrosado. El Tipo A-1 tiene refuerzo y se usa en losas de más de 9 pulgadas (230 mm) de espesor. La FHWA dice que una junta de aislamiento tiene un relleno compresible de todo el espesor, y no tiene pasadores ni barras de unión. El ítem P-501 añade que una junta de aislamiento desliza y no trabaja comprimiendo el relleno. Nombra el borde engrosado como la transferencia de carga preferida.

La FHWA define una junta de dilatación como una junta especial que permite que el pavimento nuevo se dilate sin una fuerza de compresión alta. A diferencia de una junta de aislamiento, suele tener pasadores y solo se mueve en la dirección de la dilatación. La FHWA aconseja no usar en exceso las juntas de dilatación. Demasiadas hacen que las juntas de contracción de su alrededor se abran con el tiempo. Entonces el sellante falla, entran agua y residuos, y la transferencia de carga baja. La AC 150/5320-6G no enumera un tipo de junta de dilatación.

Cómo funciona una junta de contracción

Las cuadrillas cortan una ranura en el hormigón endurecido. La ranura forma un plano vertical débil. Cuando la losa se contrae o se enfría, una grieta empieza en el fondo de la ranura y baja por la losa. La FHWA describe la cara de la grieta como irregular. La carga pasa de una losa a la siguiente por cortante en esta cara, lo que se llama trabazón de áridos. La FHWA enumera los factores: la granulometría, la dureza y la angulosidad del árido, la resistencia del hormigón cuando se abre la junta y el ancho de la junta. La trabazón cae rápido cuando la junta tiene más de 0,03 pulgadas (unos 0,8 mm) de ancho. El tráfico pesado repetido también puede desgastar y alisar la cara de la grieta, y reduce la trabazón con el tiempo.

Profundidad y momento del corte con sierra

La FHWA da como profundidad habitual de un cuarto a un tercio del espesor de la losa. Cita la AASHTO 1993 para un cuarto en juntas transversales y un tercio en juntas longitudinales. Alguna guía admite un corte menos profundo, de al menos 25 mm (1 pulgada), si la sierra corta pronto.

El momento importa tanto como la profundidad. La FHWA describe una ventana de corte. Si la sierra corta demasiado pronto, el hormigón se desgrana. Si corta demasiado tarde, se forman grietas aleatorias por la tensión acumulada. La FHWA dice que el corte con sierra convencional suele estar entre unas 4 y 12 horas después de la colocación. El tiempo varía según la mezcla y el clima. Una sierra de entrada temprana es más ligera y puede empezar entre 1 y 4 horas después de la colocación.

El ítem P-501 fija las reglas de los aeródromos. El corte empieza en cuanto el hormigón está lo bastante duro para cortarlo sin astillarse, desconcharse o desgarrarse, y antes de que aparezca el agrietamiento por retracción incontrolado. Luego sigue sin pausa hasta cortar todas las juntas. El primer corte tiene al menos 1/8 de pulgada (3 mm) de ancho, hasta la profundidad de los planos. Las cuadrillas ensanchan después la parte superior de la junta para el sellante. Si el contratista usa dos cortes, aplica de inmediato compuesto de curado en el primer corte. El reservorio del sellante se corta con sierra después del periodo de curado.

Pasadores

Los pasadores transmiten la carga a través de la junta y evitan el desplazamiento vertical relativo de las losas (3.16.10.2). La FHWA añade que un pasador permite que la junta se abra y se cierre con la temperatura y la humedad. La AC los exige en las últimas tres juntas transversales de contracción desde un borde libre. También los exige en todas las juntas de construcción, salvo que el borde esté engrosado o reforzado. La FHWA dice que la trabazón de áridos sin pasadores solo sirve a carreteras locales de bajo volumen. Define bajo volumen como menos de 100 camiones al día.

La Tabla 3-6 da el tamaño del pasador según el espesor de la losa. Una losa de 7,5 a 12 pulgadas (191 a 305 mm) usa pasadores de 1 pulgada (25 mm). Miden 18 pulgadas (460 mm) de largo y se colocan a 12 pulgadas (305 mm) de separación. El ítem P-501 exige pasadores con recubrimiento de epoxi y con capa antiadherente. Limita el error de alineación a 1/4 de pulgada por pie (6 mm por 0,3 m). La AC indica sujetar los pasadores en una cesta de alambre anclada a la base, o colocarlos con un insertador automático de pasadores. La FHWA dice que una mala compactación alrededor de los pasadores deja huecos y reduce la transferencia de carga.

Separación

La separación máxima de juntas depende del espesor de la losa y del tipo de base (Tabla 3-7).

Sin base estabilizada:

Con base estabilizada:

La AC indica que el espesor de la losa controla la separación, y que las losas deben ser casi cuadradas cuando no hay acero embebido. La separación transversal no debe ser mayor que 1,25 veces la separación longitudinal. En un proyecto financiado con fondos federales, una separación mayor que el valor de la tabla requiere un análisis de ingeniería. La AC también indica que las losas más pequeñas suelen comportarse mejor con el tiempo. Añade que puede hacer falta una separación más corta para mantener una distancia libre entre las juntas y los objetos empotrados en el pavimento, como las bases de las luces. La FHWA indica que la práctica en carreteras de EE. UU. se centra en losas de 15 pies (4,6 m), y que muchos estados limitan la longitud de la losa a 15 pies.

Sellante

La AC indica sellar todas las juntas para evitar la entrada de agua y de material extraño. La FHWA da el mismo propósito: limitar la entrada de agua, de sales de deshielo y de material incompresible. La FHWA también indica que las agencias de carreteras no están de acuerdo sobre si el sellado compensa, y que la respuesta depende del proyecto. En un aeródromo, la AC no deja esto abierto. El ítem P-501 ensancha la parte superior de la junta cortada con sierra para formar un reservorio para el sellante.

Juntas transversales en pavimento asfáltico

Un pavimento asfáltico también tiene juntas transversales. Una junta transversal en asfalto es el punto donde el asfalto nuevo se une con el extremo de una pasada anterior. No controla el agrietamiento. El ítem P-401 exige una unión continua entre las capas y la densidad requerida en cada junta. Las cuadrillas forman una junta transversal con un tabique o afinando la capa. Recortan el borde afinado en línea recta para dejar al descubierto una cara vertical. Recubren las caras de contacto con riego de adherencia antes de colocar asfalto nuevo contra la junta. El ítem P-401 también exige que las juntas transversales de una capa estén desplazadas al menos 10 pies (3 m) de las de la capa inferior. Las juntas transversales de carriles contiguos también deben estar desplazadas al menos 10 pies (3 m).

Deterioros en las juntas transversales

Una inspección según ASTM D5340 da un Índice de Condición del Pavimento de 100 (sin defectos) a 0. El manual PAVER de la FAA para pavimentos de hormigón define varios deterioros en las juntas:

• Daño del sellante de la junta es cualquier condición que permite que suelo o roca se acumule en la junta o que agua entre en ella. Ejemplos son el sellante desprendido, endurecido o faltante. La AC 150/5380-6C enumera las causas: ancho de junta incorrecto, sellante inadecuado, mala aplicación, una junta sucia y el envejecimiento.
• Desconchado de junta es la rotura del borde de la losa a menos de 2 pies (0,6 m) de la junta. Lo causa el material incompresible en la junta, y también el hormigón débil de la junta por sobretrabajo. Los pasadores desalineados también lo causan.
• Roturas de esquina son grietas que atraviesan todo el espesor de la losa y llegan a las juntas a menos de la mitad de la longitud de la losa desde la esquina. La repetición de cargas, la pérdida de soporte y el alabeo las causan.
• Escalonamiento es una diferencia de elevación a través de una junta. En una pista o una calle de rodaje, más de 1/2 pulgada (13 mm) es de severidad alta. En una plataforma, más de 1 pulgada (25 mm) es de severidad alta. El manual no califica un escalón que el constructor hizo durante la obra.
• Bombeo es la expulsión de agua y material fino a través de la junta. El sellante de la junta debe registrarse como defectuoso antes de registrar el bombeo.

Un levantamiento (blowup) es el pandeo o la rotura de una junta donde un material incompresible impide que la losa se expanda. Las cuadrillas lo reparan de inmediato porque puede dañar aeronaves.

Juntas en un aeródromo

La iluminación de la zona de movimiento también depende de las juntas. En una pista nueva, la AC 150/5340-30J coloca la base de una luz de eje de pista a al menos 2 pies (0,6 m) de cualquier junta del pavimento. La recomendación 3.1.27 del Anexo 14 de la OACI indica que las ranuras o estrías de una pista deben ser perpendiculares a la línea central, o paralelas a las juntas transversales que no sean perpendiculares. La guía de EASA para la inspección de zonas pavimentadas también incluye el estado del sellado de juntas, y el agrietamiento y el desconchado del hormigón (GM1 ADR.OPS.B.015).