¿Qué es el alabeo de losas en el pavimento de hormigón?

El alabeo de losas es la flexión de una losa de pavimento de hormigón que causa una diferencia de humedad entre sus superficies superior e inferior. El alabeo térmico es la misma flexión causada por una diferencia de temperatura.

Alabeo y alabeo térmico

Dos efectos desvían de la planitud una losa de hormigón. El alabeo proviene de una diferencia de humedad a través del espesor de la losa. El alabeo térmico proviene de una diferencia de temperatura.

La AC 150/5320-6G mantiene separados los dos efectos. Enumera «temperature curling or moisture warping» como causas de pérdida de soporte. También indica que los cambios de temperatura y de contenido de humedad causan cambios de volumen y alabeo de los paneles. Algunos textos de la FAA usan «warping» para ambos efectos. Una losa real suele mostrar una mezcla de los dos.

Hacia dónde se dobla la losa

Una superficie superior caliente y una inferior fría doblan hacia abajo las esquinas de la losa. Es el estado normal de día. Una superficie superior fría y una inferior caliente doblan las esquinas hacia arriba, sobre todo de noche. El mayor curvado hacia arriba se da justo antes de la salida del sol. El mayor curvado hacia abajo se da hacia el mediodía o a primera hora de la tarde. La nubosidad y el clima cambian estos horarios.

Una diferencia de humedad actúa igual. Una superficie superior más húmeda dobla las esquinas hacia abajo, y una más seca las dobla hacia arriba. La superficie superior solo está parcialmente saturada y la inferior suele estar totalmente saturada. Por eso, el alabeo hacia arriba suele ser más evidente.

El hormigón recupera su forma cuando desaparece el efecto de la temperatura. Una losa también puede conservar una curvatura desde el momento en que fraguó. En un estudio de la FHWA, la mayoría de los sitios se curvaron hacia arriba, algunos hacia abajo y algunos cambiaron de dirección.

Por qué importa en un aeródromo

Una esquina o un borde levantados pueden dejar un vacío bajo la losa. El ensayo de deflexión supone que el panel está en pleno contacto con la cimentación. Por eso, una losa curvada afecta el resultado del ensayo. La AC 150/5320-6G incluye el curvado térmico y el alabeo entre las causas de anomalías en la cuenca de deflexión.

La tensión de alabeo térmico es una causa de las roturas de esquina. La AC 150/5380-6C indica que la repetición de cargas, combinada con la pérdida de soporte y las tensiones de alabeo térmico, suele causarlas. Una rotura de esquina es una grieta que atraviesa todo el espesor de la losa. Se une a ambas juntas a una distancia de la esquina igual o menor que la mitad de la longitud de la losa. Un descantillado de esquina se une a la junta en ángulo, así que es un deterioro distinto.

PAVER también indica que las grietas de severidad baja que dividen una losa suelen estar relacionadas con el alabeo o la fricción. No son deterioros estructurales importantes.

El curvado también afecta la calidad de rodadura. En el estudio de la FHWA, el cambio diario de curvado modificó el Índice de Rugosidad de Semivehículo (Half-car Roughness Index) hasta 0,63 m/km. El promedio fue de unos 0,16 m/km.

Cómo lo limita el diseño

Las juntas de contracción reducen las tensiones que causan el alabeo y el curvado. Una separación de juntas más corta suele dar mejor comportamiento a largo plazo.

La tabla 3-7 de la AC 150/5320-6G da la separación máxima recomendada. En una base sin estabilizar es de 3,8 m para paneles de 152 mm de espesor o menos, y de 6,1 m para paneles de más de 229 mm. En una base estabilizada es de 3,8 m para paneles de 203 a 254 mm de espesor, y de 6,1 m por encima de 406 mm.

Una base estabilizada da tensiones de alabeo y de curvado mayores que una base sin estabilizar. En proyectos financiados con fondos federales, una separación mayor requiere un análisis. El análisis debe demostrar que el tamaño del panel no supera 5 veces el radio de rigidez relativa.

Qué puede ver una inspección

Un levantamiento superficial ve los resultados de la pérdida de soporte, como las roturas de esquina y las grietas. No ve el vacío. La AC 150/5320-6G trata la pérdida de soporte en su análisis de los datos de deflexión (apéndice C).