Efecto de las fibras plasticas en la flexion de estructuras de pavimentos drenantes

• Reyes Lizcano, Fredy A. ^[1] ; Torres, Andrés Roberto ^[1]
  1. [1] Pontífica Universidad Javeriana

     Pontífica Universidad Javeriana

     Colombia

     
• Localización: Revista ingeniería de construcción, ISSN-e 0718-5073, Vol. 17, Nº. 2, 2002, págs. 93-102
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Effect of plastic fibers on flexion of drainable pavement structures
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    El agua siempre ha convivido con el concreto, bien sea en su proceso de fabricación o en el desarrollo de sus funciones. Uno de los fenómenos que produce precisamente el agua, es el motivo de éste estudio. Al caer sobre el pavimento rígido y no ser drenada, produce una película de agua la cual genera un fenómeno de hidroplaneo que termina afectando la maniobrabilidad del vehículo. A lo largo del estudio se busca principalmente diseñar un pavimento rígido con una estructura permeable con adiciones de tiras de plástico, basándose en diferentes investigaciones relacionadas en el tema, las cuales se han desarrollado en varios países y apoyándose en las diferentes pruebas de laboratorio que se efectúan durante el estudio, tales como son la compresión simple, la flexión, la tracción indirecta y el modulo de elasticidad. Con el fin de encontrar el diseño deseado lo primero que se hizo fue adecuar cuatro diseños de mezcla a un posible diseño permeable, cuyas características deben asemejarse a las descritas en las experiencias obtenidas en investigaciones anteriores. Por lo tanto a cada uno de los diseños se les efectuó dos pruebas principalmente, la de compresión simple y la de permeabilidad, y a partir de los resultados obtenidos se seleccionó el de mejor comportamiento. Una vez determinado el diseño optimo se dio comienzo a las diferentes adiciones de tiras de plástico (de 2mm x 10mm y de 4mm x 20mm) en diferentes porcentajes (0.025%, 0.05%, 0.075%, 0.100%, 0.200%, 0.300%, 0.400% y 0.500%) y se efectuaron los ensayos de flexión, tracción indirecta y modulo de elasticidad, para que a partir de los resultados obtenidos se pueda determinar el tipo de tira mas adecuada y el porcentaje optimo para obtener un diseño para un pavimento rígido netamente permeable y que este a la par con los demás pavimentos en cuanto a su comportamiento ante los diferentes esfuerzos. De los diferentes resultados que se obtuvieron en los ensayos efectuados a los cuatro diseños preliminares se pudo determinar que para que un pavimento rígido se comporte como un pavimento permeable debe contar con una relación agua/cemento de 0.30 a 0.35, con unos agregados gruesos sin variaciones notorias en su tamaño, con un porcentaje de finos menor o igual al 15% del peso total de la mezcla. De los resultados obtenidos en los ensayos realizados sobre el diseño optimo con las diferentes adiciones de plástico se determino que la tira mas adecuado y el porcentaje optimo corresponde a la tira uno (4 mm x 20 mm) adicionada en 0.10 %, ya que se obtiene un incremento con respecto a los resultados obtenidos en el diseño optimo sin adición del 3.4% en la compresión, del 37.80 % en la flexión, del 1.00% en la tracción indirecta y del 13.70% en el módulo de elasticidad. De igual manera se observa tan solo una disminución del 15.00% en cuanto a la flexión obtenida en un concreto convencional de f´c=420 kg/cm2 con K=2.65, a pesar de que el concreto poroso tiene tan solo un f´c=240 kg/cm2 . Por lo tanto la principal conclusión que se puede obtener del estudio es que la adición de tiras de desechos plásticos en un porcentaje de 0.10% con dimensiones de 4 mm x 20 mm permite que el concreto poroso mejore sus características en cuanto al comportamiento ante los esfuerzos, principalmente al de flexión.

  • English

    Water has always coexisted with concrete, either during the manufacturing process or when in use. One of the phenomena that is produced by the water has prompted this study. Under wet weather conditions, water cannot be adequately drained on a rigid pavement and it produces a film that creates an aquaplaning effect, seriously affecting the maneuverability of vehicles. Throughout the study, attempts are made to design a permeable rigid pavement by adding plastic wastes, based on the different investigations related to the topic, conducted in several countries and relying on different laboratory tests performed during the study, such as, for instance, simple compression, flexion, indirect traction and modulus of elasticity. In order to come up with the desired design, it was first necessary to adapt four mixture designs to a possible permeable design whose characteristics should resemble each of those described in the experiences obtained in previous investigations. Therefore, two tests were performed mainly for each of the designs, namely, simple compression and permeability and, on the basis of the results obtained, the one with the best performance was selected. After determining the optimum design, plastic strips having different sizes ( 2 mm by 10 mm and 4 mm by 20 mm) in different percentages (0.025%, 0.05%, 0.075%, 0.100%, 0.200%, 0.300%, 0.400% and 0.500%) were added and flexion, indirect traction and modulus of elasticity tests were performed, in order to obtain both the most suitable type of strip and the best percentage permitting a design for a fully permeable rigid pavement. Next, it was then compared to other pavements in what respects its behavior in the face of the different efforts. The different results obtained with the actual tests performed on the four preliminary designs, made it possible to determine that if a rigid pavement is to perfform as a permeable pavement, it must contain water to cement in a ratio in the order of 0.30 to 0.35, and some coarse crushed stones having no noticeable variations in size, in addition to a percentage of finer material lower than or equal to 15% of the total weight of the mixture. The results obtained with the tests performed on the best design by adding plastic strips of different sizes, made it possible to determine that the most suitable strip and the best percentage corresponds to the first strip (4 mm by 20 mm) added in 0.10%, as an increase is obtained for the best design with no plastic strips added of 3.4% for compression, 37.80% for flexion, 1.00% for indirect traction and 13.70% for modulus of elasticity. In like manner, a decrease of only 15.00% in flexion is obtained with a conventional concrete of f´c=420 kg/cm2 with K=2.65, even though porous concrete shows only f´c=240 kg/cm2 . Consequently, the main conclusion to be drawn from the study is that by adding waste plastic strips in a percentage of 0.10% with dimensions of 4 mm by 20 mm allows porous concrete to optimize its characteristics as to its behavior in the face of efforts, mainly flexion.