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Proyectos con Adoquín Cerámico

De Construpedia

Contenido

Criterios de diseño con adoquín cerámico

El diseño de cualquier pavimentación urbana requiere, por parte del proyectista, de un análisis detallado del espacio urbano a considerar y también del entorno donde realiza su intervención.

La belleza y la estabilidad permanente de las áreas pavimentadas dependen fundamentalmente de una adecuada planificación, de la colocación y, también, de la calidad de los materiales empleados.

Criterios estéticos

Considerando los aspectos estéticos del adoquín cerámico, el proyectista dispone de una serie de elementos y recursos con los que conseguir que el espacio proyectado adquiera la funcionalidad para la que ha sido diseñada.

Entre estos elementos cabe destacar:

  • Escala y secuencia de las diversas franjas pavimentadas: aparcamientos, pasos de cebra, carriles de circulación, etc.
Detalle de un paso de cebra
  • Tratamiento de los bordes perimetrales y entre los distintos espacios con bordillos, alcorques, etc.
Ejemplo de tratamiento especial de alcorques
  • Caracterización geométrica del espacio: aparejos, dibujos, etc.
Variedad de colores y dibujos
  • Cambios de rasante mediante rampas o escaleras.
Detalles cambios de rasante mediante escaleras

No se recomienda la introducción de más de dos o tres tipos de materiales en un mismo espacio. Sin embargo, la correcta combinación de diferentes formatos y aparejos, con el adoquín cerámico como único material, nos puede permitir la obtención de excelentes resultados. La configuración de superficies con adoquín cerámico es el resultado de la combinación de diferentes muestras y técnicas de colocación. Por ello resulta ventajoso que los adoquines cerámicos se ofrezcan en diferentes formatos y tonalidades de color. Las tonalidades cerámicas de color obtenidas en la fabricación de los adoquines cerámicos son duraderas durante todo el periodo de vida útil del pavimento. Otra consideración a tener en cuenta es el efecto estético que produce el empleo de distintas separaciones entre adoquines cerámicos. Para pavimentación flexible la junta ideal entre adoquines estará comprendida entre 3 y 5 mm, lo que se denomina junta estrecha (figura 3).

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Además, existe la posibilidad de colocación de adoquines cerámicos con chaflán (figura 4).

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En el caso de pavimentación rígida se recomienda que los adoquines cerámicos sean de cantos sin biselar y separados sólo por una junta de mortero de 10 mm (junta ancha), (figura 5).

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Además, los pavimentos de adoquines cerámicos con juntas anchas (8-10 mm) se ofrecen como soluciones arquitectónicas especiales, por ejemplo muestras de colocación en disposiciones circulares y en arco, y en construcciones en las que se salvan diferencias de nivel con diferentes formatos y materiales. La junta ancha de mortero juega un papel importante en la configuración óptica debido a su elevada proporción del 13 al 18% de la superficie total.

Configuración de superficies

Los proyectistas tienen diferentes recursos para la adecuación de superficies pavimentadas con adoquín cerámico, de entre los cuales destaca la geometría en el diseño de espacios, tanto exteriores como interiores.

El adoquinado cerámico tiene grandes posibilidades expresivas: líneas o bandas de separación de espacios y usos, trama elegida, así como distintas posibilidades de disponer las piezas (aparejo), motivos o dibujos, etc, que permiten una gran variedad en los diseños.

En este apartado se pretende dar al proyectista sugerencias y ayudas para la configuración de las superficies pavimentadas con adoquín cerámico. Las posibilidades expuestas más adelante se limitan a ser sólo un compendio resumido, a título de ejemplo, de las muchas variantes de configuración que se pueden conseguir mediante la combinación de diferentes muestras y técnicas de colocación.

Formas de colocación

Los adoquines cerámicos para pavimentos pueden colocarse de canto, es decir con la soga hacia arriba, así como tumbados. También es posible, allí donde se desee por razones de configuración, la alternancia de la colocación de canto o tumbado. De todas formas, se ha de tener en cuenta que el lecho de arena o de mortero, en todos los casos, tiene el espesor requerido de 3 cm hasta un máximo de 5 cm, en estado compactado.

En áreas bajo fuertes sobrecargas y con elevado tránsito, se recomienda sólo una forma de colocación, con el fin de garantizar una transmisión uniforme de las cargas al subsuelo.

En el caso de colocación tumbada se elige principalmente junta estrecha (aprox. 3 mm), raras veces la junta ancha (8-10 mm). Al colocar cuidadosamente el adoquinado manteniendo los anchos de junta, se garantiza también un buen rellenado de las juntas.

En el caso de adoquinados cerámicos con la soga hacia arriba y junta estrecha, se han de tomar medidas especiales de forma que las juntas estén rellenas en toda la altura. El relleno de juntas tiene una importancia considerable para la acción de unión.

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Formación de bordes

Los bordes de las superficies pavimentadas tienen que garantizar una transición bien configurada a las zonas limítrofes, y sirven, ante todo, para el anclaje de las mismas contra deslizamientos laterales.

Si las piedras de bordes se colocan en hormigón, hay que cuidar que la zona del borde no dé lugar a la formación de agua estancada. En caso de que sea necesario, se han de prever conductos para desagüe. La construcción específica de la sujeción del borde es una premisa para la estabilidad del pavimento con el que limita. Por consiguiente, en la mayoría de los casos los bordes se colocan sobre cimentación de hormigón.

El pavimento se coloca con las pendientes hacia el borde.

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Fig19.png
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Desagües de superficies pavimentadas

El adoquinado cerámico en pavimentación flexible cuenta entre las capas aptas para filtraciones. Esto es importante, sobre todo, desde el punto de vista ecológico, ya que una parte del agua de lluvia va al suelo y se carga menos el canal.

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Formación de pavimentos. Tipos de aparejo

Formación en hilera

Para adoquines cerámicos cuadrados o rectangulares, la forma clásica o más frecuente de colocación es la formación en hilera o soga. Es fácil de realizar el diseño tras la colocación en la formación. Las formaciones en hilera o soga se colocan fácilmente y no precisan de piezas de ajuste, incluso la colocación en taludes presenta pequeñas dificultades.

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Formación en espina de pez

Esta formación es idónea para caminos y calles con pendientes (por ejemplo también en entrada de garajes). Resulta especialmente estable, ya que debido al adoquín cerámico dispuesto a 45º tiene muy buena acción de ligazón.

Se consigue con esta formación una adherencia especialmente buena, debido a la repartición uniforme de las longitudes de las juntas al ser la disposición a 45º respecto al eje del camino. Sin embargo, se precisan piezas especiales de adaptación en los bordes del camino, por ejemplo mediante las denominadas mitras de obispo, o bien se han de adaptar los adoquines cerámicos adyacentes a los bordes. En la colocación en forma de espina de pez, según la dirección de la calzada, bastan medios adoquines cerámicos para la adaptación.

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Formación en diagonal

Para la formación en diagonal se aplican las concepciones hechas para la formación en espina de pez.

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Formación en bloques o parqué

Al igual que en el parqué, el adoquín cerámico para pavimento se coloca en pequeños bloques, agrupando dos o tres adoquines, o se disponen alrededor de un adoquín central. De aquí resultan muestras con grandes anchuras en variación. Ya que estas disposiciones sólo tienen una reducida acción de ligazón, se emplean principalmente como disposiciones ornamentales en zonas ajardinadas o terrazas. Si se empleasen en zonas fuertemente sobrecargadas es necesaria una colocación en mortero u hormigón.

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Muestra lineal de colocación

Permite una estructuración estrictamente lineal de las superficies. En la colocación hay que tener en cuenta que el adoquín se ha de colocar exactamente en forma reticulada, con el fin de conseguir líneas rectas en las juntas. Con esta muestra de colocación no pueden disponerse curvas. Debido a la ausencia de ligazón, estas disposiciones no son recomendables para áreas que separan tráfico.

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Ejemplos de configuración par diferentes tipos de colocación del adoquín cerámico

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Ejemplo de configuración empleando formatos cuadrados de adoquín cerámico y pavimento de mosaico

Además de los formatos longitudinales empleados principalmente, se adoptan también formatos cuadrados para la pavimentación de áreas y distribuciones. Por ejemplo, las medidas de la cuadrícula de 200 mm aseguran que pueden colocarse juntos formatos diferentes. En la colocación hay que tener en cuenta que en lo posible los adoquines cerámicos de formatos diferentes presenten el mismo espesor.

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Empalmes de adoquinados a alcorques, tapas de arquetas (canaletas)

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Arcos de formas circulares pavimentadas

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Esquinas pavimentadas de viales

Los ejemplos expuestos pueden aplicarse para viales de jardines y aparcamientos, así como para zonas peatonales sin sobrecarga por tráfico de vehículos. Se han de prever anclajes de bordes para sobrecarga esperada más intensa.

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Muros y parapetos en combinación con adoquinados cerámicos

Como delimitación lateral de áreas pavimentadas o para puentear escalonamientos de alturas, pueden servir muros constituidos a base de adoquines cerámicos o parapetos con gran atractivo en cuanto a configuración.

Ya que se encuentran expuestos a intemperie, hay que tener en cuenta en la planificación que los detalles, sobre todo de la cubierta superior, se han de elegir de modo que los muros y parapetos independientes puedan soportar todas las sobrecargas climáticas sin daños, por ejemplo debido a imbibición (penetración de agua), junto con eflorescencias evitables o lixiviación.

En emplazamientos con fuertes sobrecargas climáticas, siempre se ha de tener en cuenta al respecto, que las cubiertas sean estables y eviten que el agua discurra por su cara inferior. También en los lugares adecuados hay que prever una impermeabilización.

Lugares adecuados significa que el peso de obra por encima de la impermeabilización debe ser lo suficientemente grande como para que se imposibilite un cizallamiento de la parte superior.

Cubriciones en muros con viseras

La cubrición sobresale por ambos lados en varios centímetros sobre el muro y forma un rompegotas, que permite el goteo del agua de lluvia, antes de que penetre en el muro y lo humedezca. Dicha solución pone de relieve la cubrición superior, y se ha de configurar convenientemente. Para ello representan una ayuda eficaz adoquines cerámicos u otras piezas cerámicas especiales.

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Cubriciones de muro sin saliente

Por razones de configuración, se desea con frecuencia planificar la cubrición superior del muro o del parapeto sin saliente. Sin embargo, ha de tenerse en cuenta que el muro se encuentra sometido intensamente al agua de lluvia que discurre por él. En circunstancias esto puede llevar al ensuciamiento de la obra de muro, como por ejemplo a eflorescencias. Por consiguiente, sólo han de preverse cubriciones de muros o parapetos sin saliente, exclusivamente en zonas con reducida sobrecarga por lluvia.

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Escaleras y rampas pavimentadas con adoquín cerámico

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Transición de superficies pavimentadas con paredes de edificaciones

En este apartado se muestran ejemplos de configuración para transiciones de adoquinados cerámicos a obra de mampostería, dando la posibilidad de crear una unidad configurada de capa de terreno y áreas de mampostería vista.

Ya que la capa de suelo y la zona adyacente al suelo del zócalo del edificio deben ser resistentes en determinada medida a las fuertes sobrecargas alternantes, los adoquines cerámicos deben ser insensibles a estas sobrecargas, por ejemplo, al agua de riego con fuertes concentraciones parciales de materiales agresivos.

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Criterios funcionales

Las cualidades estéticas, la relación entre el coste inicial y la vida útil del pavimento con adoquín cerámico y, en definitiva, las ventajas de este material y de su puesta en obra establecen los requerimientos para los cuales la pavimentación con adoquín cerámico es la mejor elección posible.

A continuación, se indican una serie de criterios, situaciones y usos que hacen que los pavimentos de adoquín cerámico sean idóneos frente a otras soluciones y/o materiales de construcción, cuyo uso, muchas veces por mero hábito, es más frecuente:

  • Cuando la durabilidad y permanencia del color sea un requisito básico del proyecto.
  • Cuando exista o puedan existir alguno de estos condicionantes para el tráfico, como son: elevada intensidad, concentraciones de carga pesada, como es el caso de zonas industriales, puertos, zonas de carga y descarga, etc.
  • Cuando el mantenimiento que se requiera o vaya a establecerse sea mínimo, por ejemplo, en zonas y caminos rurales.
  • Cuando se requiera un acceso fácil y rápido a los servicios urbanos situados debajo del pavimento o el tipo de suelo de la explanación tenga características mínimas.
  • Cuando se precise soportar condiciones climatológicas adversas y/o ambientes donde la contaminación, las lluvias ácidas y el resto de agentes agresivos acabarían con otros materiales. Por ejemplo, en gasolineras, zonas industriales, accesos a industrias químicas, etc.
  • Cuando se pretenda que el pavimento constituya una solución definitiva a largo plazo, ya que su proyecto se realiza para un horizonte de funcionalidad de, habitualmente, más de 30 años.
  • Cuando se requiera que no exista tiempo de espera en la ejecución debido a condicionantes climatológicos, y/o se requiera la inmediatez en el uso del pavimento después de la ejecución.

A continuación, se detallan dentro de la pavimentación con adoquín cerámico una serie de criterios funcionales que pueden condicionar la elección, tanto en el tipo de aparejo a utilizar, como en el tipo de pavimento, ya sea flexible o rígido, a emplear.

Tipos de aparejo

En el artículo Ejemplos de Tipos de Aparejo con Adoquín Cerámico se muestran los tipos de aparejo más comunes y usuales dentro de la pavimentación con adoquín cerámico.

En un estudio se han comparado, mediante ensayos realizados sobre pavimentos adoquinados sometidos a tráfico, diferentes disposiciones en planta con el objetivo de observar el comportamiento de los distintos pavimentos a la hora de elegir el modelo de colocación ideal en tráfico rodado.

Las disposiciones en planta o tipos de aparejo empleados en los ensayos fueron en espina de pez, en bloques o parqué y en hilera.

Las conclusiones principales fueron:

  • Las deformaciones más pequeñas, con menor profundidad de la rodada, correspondían a los pavimentos dispuestos en espina de pez.
  • Las mayores deformaciones correspondían a formaciones en hilera, en especial cuando las líneas de enlace eran paralelas a la dirección del tráfico.
  • Las ventajas en la colocación en espina de pez son más evidentes donde el pavimento resiste cargas de giro.

Por tanto, la disposición en espina de pez es la idónea para áreas sometidas a tráfico rodado.

Tipos de pavimento. Ventajas

Los adoquinados cerámicos colocados como pavimento rígido son aconsejables en los siguientes casos:

  • Pavimentos con pendiente superior al 9%.
  • Zonas donde se prevean proyecciones continuadas de agua, como lavaderos de vehículos, bordes de piscinas y zonas de duchas, industrias en las que se requieran frecuentes lavados a presión del pavimento, etc.
  • Cuando el proyectista o prescriptor busque el efecto de llaga ancha, o lo requieran otros condicionantes del proyecto.

Fuera de los casos anteriormente mencionados como aconsejables para pavimento rígido, se recomienda la solución de pavimento flexible con adoquín cerámico por las siguientes razones:

  • La utilización de arena supone una disminución en los costos, tanto en materiales al evitar el empleo de morteros, como en mano de obra, ya que los rendimientos de ésta aumentan de forma considerable.
  • No es necesario realizar juntas de dilatación en este tipo de adoquinado, lo que confiere una continuidad al pavimento que mejora el aspecto estético y permite al proyectista una mayor libertad en el diseño del espacio.
  • Con una base bien calculada y eligiendo el modelo de adoquín adecuado, permite con total garantía, la pavimentación de viales que soporten tráfico de vehículos pesados.
  • Facilita cualquier tipo de reforma que quiera hacerse al pavimento con posterioridad. Esto es especialmente útil cuando se necesite realizar reparaciones en las redes de servicio enterradas bajo el pavimento, pues permite la reutilización de las piezas que hayan de levantarse en su misma posición. Esto no sólo es un ahorro económico, sino que evita los habituales parches que se producen en otros pavimentos.
  • La puesta en servicio de estos pavimentos es inmediata, sin tener que esperar a que los aglomerantes adquieran la resistencia necesaria.

Composición del firme

Para garantizar el correcto funcionamiento de cualquier tipo de pavimento, es fundamental realizar un firme adecuado al tipo de carga que va a soportar.

Los firmes están constituidos por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales de distintos espesores y de diferentes materiales adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan en la explanada obtenida por el movimiento de tierras y han de soportar las cargas actuantes durante el periodo de vida útil del firme sin deterioros que pudieran afectar a las características funcionales y estructurales del mismo.

Las funciones principales de un firme son:

1) Proporcionar una superficie de rodadura cómoda, segura y de características permanentes a lo largo de su vida útil.

2) Soportar las solicitaciones del tráfico pesado y repartir las presiones verticales ejercidas por las cargas. Las deformaciones que se produzcan tanto en la explanada como en las diferentes capas del firme deberán ser admisibles, teniendo en cuenta la repetición de cargas y la resistencia a la fatiga de los materiales.

3) Proteger la explanada de la intemperie y, en particular, de las precipitaciones, con sus efectos sobre la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos.

Los firmes suelen clasificarse en dos grandes grupos, siguiendo criterios tradicionales: firmes flexibles y firmes rígidos.

Los firmes flexibles son aquellos que están formados por una serie de capas constituidas por materiales con una resistencia a la deformación que inicialmente es decreciente con la profundidad, de modo análogo a la disminución de las presiones transmitidas desde la superficie.

Los firmes rígidos tienen, principalmente, un pavimento de hormigón. Por su mayor rigidez distribuyen las cargas verticales sobre un área grande y con presiones muy reducidas.

Habitualmente, la composición del firme está formada por los siguientes elementos:

  • Explanada.
  • Subbase.
  • Base.
  • Pavimento.

Además de esta sección de firme tipo, se pueden ejecutar pavimentos de adoquín cerámico sobre cualquier estructura resistente, como forjados o losas.

Es importante destacar que de la buena ejecución de la base y en su caso de la subbase, así como de un acertado examen del suelo natural sobre el que se va a actuar y de la colocación previa de los bordillos, dependerá en buena medida la duración del adoquinado.

Explanada

La explanada la compondrá, en principio, el material natural existente en el terreno y, las operaciones previas a realizar en el terreno deberán estar encaminadas a conseguir un mayor rendimiento en los equipos de movimiento de tierras, despejando de obstáculos la zona de obra.

La primera actuación a llevar a cabo en este sentido es la de despeje y desbroce del terreno; el despeje consiste en la eliminación física de los obstáculos que interfieren con la actuación de los equipos de explanaciones, mientras que en el desbroce se trata de la retirada del resto de cobertura vegetal no eliminada durante el despeje de arbolado: árboles pequeños, arbustos, hierba, cultivos, maleza, hojarasca, etc.

Estas actuaciones se harán de acuerdo con las pendientes previstas en proyecto.

Posteriormente se procederá a la retirada o desvío de servicios, como pueden ser: líneas de comunicación, líneas eléctricas, tuberías de abastecimiento de agua, alcantarillado, interferencias con líneas férreas.

Otro factor a considerar es la correcta protección de la obra en todo momento contra los daños que pudieran ocasionar las precipitaciones y demás agentes atmosféricos.

Subbase

Es la capa del firme situada debajo de la base y sobre la explanada. Esta capa puede no ser necesaria con explanadas granulares de elevada capacidad de soporte. Su función es proporcionar a la base un cimiento uniforme y constituir una adecuada plataforma de trabajo para su puesta en obra y compactación. Es deseable que cumpla también una función drenante, para lo cual es imprescindible que los materiales utilizados carezcan de finos. En todo caso suele ser una capa de transición necesaria. Se emplean subbases granulares constituidas por gravas y arenas naturales o de machaqueo, suelos estabilizados con cemento, escorias cristalizadas de horno alto, etc.

Base

Es la capa del firme situada debajo del pavimento. Su función es eminentemente resistente, absorbiendo la mayor parte de la solicitación a esfuerzos verticales. Para cargas leves o moderadas (tráficos ligeros y medios o tráfico peatonal) se emplean las tradicionales bases granulares de macadam o de zahorra artificial (gravas y arenas de machaqueo). Para cargas elevadas (tráfico pesado) se emplean ya materiales granulares tratados con un ligante o conglomerante: normalmente, bases de mezcla bituminosa y bases de gravacemento. Otras bases empleadas con las de gravaescoria, gravaemulsión, gravaceniza y suelocemento.

Pavimento

Aporta las características funcionales, que corresponden prácticamente a las superficiales del pavimento, y estructuralmente absorbe los esfuerzos horizontales y parte de los verticales.

Entre las características funcionales, destacar:

  • La resistencia al deslizamiento mediante una adecuada textura superficial.
  • La regularidad superficial del pavimento, tanto transversal como longitudinal, que afecta a la comodidad de los usuarios.
  • El desagüe superficial rápido para limitar el espesor de la película de agua y las proyecciones de agua que afectaran tanto a vehículos como a peatones.
  • Las propiedades de reflexión luminosa.
  • El ruido de rodadura, tanto en el interior de los vehículos (usuarios) como en el exterior (entorno).
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Pavimento de adoquín cerámico

Descripción general

Entre los pavimentos de adoquín cerámico se distinguen dos tipologías:

  • Pavimento flexible.
  • Pavimento rígido.

El uso y selección de uno u otro tipo de pavimentación queda reflejado en el apartado Criterios Funcionales del presente artículo.

A continuación, se exponen las dos tipologías y los elementos que componen cada una de ellas.

Tipologías y elementos que lo componen

Pavimento flexible

El sistema constructivo para la ejecución de pavimentos flexibles con adoquín cerámico consiste en la colocación de las piezas sobre una cama de arena gruesa, precompactada sin aglomerantes y el relleno posterior de las juntas con arena de menor diámetro y compactación del conjunto.

Los elementos que componen este pavimento son:

  • Bordes de confinamiento

Son los elementos de contención del pavimento que preceden a la colocación de la capa de arena.

Sus funciones principales son: evitar los desplazamientos de las piezas, las aperturas de las juntas y la pérdida de trabazón entre los adoquines cerámicos.

Para garantizar dichas funciones correctamente es necesaria una fijación mínima, apoyando 15 cm los bordes de confinamiento, como mínimo, por debajo del nivel inferior de los adoquines.

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  • Capa o cama de arena

Este elemento es colocado sobre la base ya ejecutada del firme, siendo aconsejable la ejecución de esta capa de nivelación o cama de arena con arena natural bien lavada. La granulometría estará comprendida entre 5 y 0,4 mm, no debiendo existir más de un 10% de material que exceda o esté por debajo de estos márgenes. En general las arenas naturales gruesas dan buenos resultados. El material no contendrá más de un 3% de arcillas y limos y estará exento de materias extrañas y sales perjudiciales.

Una vez colocados los adoquines cerámicos y vibrado el pavimento, el espesor de esta capa estará comprendido entre 3 y 5 cm, debiendo ser toda la capa de arena de espesor uniforme.

Si el espesor de la capa de arena en adoquinado es reducido (< 5 cm), se ha demostrado que las deformaciones por rodadas de vehículos también decrecen.

Una de las causas más comunes de fallo en los pavimentos adoquinados es la ejecución de una capa de arena con demasiado espesor para corregir una incorrecta nivelación de la base. Dicha capa gruesa se comprime y consolida con el paso de los vehículos, provocando irregularidades en la superficie adoquinada, por tanto, se aconseja la ejecución de la capa de arena con los espesores antes mencionados.

  • Adoquines cerámicos

Son las piezas resistentes y, a la vez decorativas, colocadas sobre la cama de arena anteriormente ejecutada. Se recuerda que, para adoquines cerámicos en pavimentos flexibles, los espesores nominales de las piezas no deberán ser inferiores a 40 mm y las dimensiones nominales serán tales que la relación entre longitud y anchura totales no sea superior a 6.

La junta ideal entre adoquines cerámicos estará comprendida entre 3 y 5 mm y no se colocarán en ningún caso piezas a tope , desaconsejando pues el uso de herramientas automatizadas que coloquen de esta manera las piezas.

  • Arena de sellado

Se procederá al relleno de juntas entre adoquines cerámicos, utilizando arena natural, fina, seca y de granulometría comprendida entre 0 y 2 mm, exenta de sales solubles perjudiciales.

Detalle llenado juntas

Se desaconseja la utilización de arenas de machaqueo calizas, ya que suelen presentar un alto contenido de polvo que empañaría la superficie del pavimento. Las arenas muy limpias facilitan el relleno de estas juntas, pero pueden tener el defecto de quedar algo sueltas en una primera etapa, apelmazándose poco a poco con el paso del tiempo. Las arenas con un contenido moderado de limos mejoran este sellado inicial del adoquinado.

La colocación de los adoquines cerámicos únicamente con arena tiene una serie de ventajas (recogidas en el apartado Tipos de Pavimentos.Ventajas) que la hacen aconsejable en la mayoría de los casos, con las únicas excepciones de zonas de fuerte pendiente (superiores al 9%), expuestas a frecuentes e intensas proyecciones de agua, como lavadero de vehículos, bordes de piscinas, etc. (en este caso es aconsejable el relleno de la junta con mortero o masillas), o en aquellos casos en que el proyectista busque el efecto de llaga ancha rellena de mortero.

Pavimento rígido

El sistema constructivo para la ejecución de pavimentos rígidos con adoquín cerámico consiste en la colocación de las piezas con juntas de mortero sobre un lecho similar de mortero, éste último colocado a su vez sobre una base rígida.

Los elementos que componen este pavimento son:

  • Capa de mortero

Este elemento se situará sobre la solera de hormigón de la base del firme.

Se recomienda, para esta capa, el empleo de un mortero M-15 (con dosificaciones 1:3, o bien 1:1/4:3 si se quiere adicionar cal), con consistencia dura y espesores de capa de unos 3 cm.

  • Junta de dilatación

La junta de dilatación del pavimento adoquinado se hará coincidir con las juntas ya realizadas en la capa base, teniendo una profundidad equivalente a todo el espesor del pavimento de adoquín cerámico. Su misión es la de acomodar los movimientos que puedan producirse como consecuencia de fenómenos de dilatación térmica, expansión por humedad, etc.

Las dimensiones de este elemento será de unos 20 mm, siendo necesario colocar juntas de dilatación cada 5 x 5 m.

Estas juntas deberán de ser rellenadas y selladas con un material suficientemente elástico.

  • Adoquín cerámico

Son las piezas resistentes y, a la vez, decorativas colocadas sobre la capa de mortero anteriormente ejecutada. Se recuerda que, en pavimentos rígidos, los adoquines cerámicos no deberían tener picos espaciadores y se recomienda separarlos por una junta de mortero de entre 6 y 10 mm.

El espesor de los adoquines cerámicos, en pavimentación rígida, no será inferior a 30 mm.

  • Mortero de relleno de juntas

Una vez colocados los adoquines cerámicos correctamente alineados y nivelados, se procede a completar el relleno de las juntas mediante un mortero de igual dosificación que el usado para el asiento de los adoquines cerámicos, pero con consistencia blanda o fluida, en este último caso pueden utilizarse recipientes con embocadura tipo jarra, lo que permitirá menor ensuciamiento de los adoquines.

Dimensionamiento del firme

Introducción

Los firmes deben poseer unas determinadas características funcionales, que corresponden prácticamente a las superficiales del pavimento (ver apartado Pavimento), y estructurales, que están relacionadas con las de los materiales empleados en las capas del firme, en particular las mecánicas, y con los espesores de estas capas.

La diferente deformabilidad de las capas del firme da lugar a discontinuidades de tensiones y/o deformaciones en los planos de contacto, por lo que el proyecto de una capa ha de armonizarse con el de las restantes a fin de conseguir un buen comportamiento estructural conjunto.

Además de las características funcionales y estructurales antes mencionadas, los firmes requieren la consideración de aspectos constructivos y económicos.

Se debe perseguir, en definitiva, una optimización resistente y funcional de la estructura, con un coste global mínimo que incluya los costes de construcción, conservación y rehabilitación en el periodo de vida útil del firme.

El objetivo del dimensionamiento del firme es la definición de la naturaleza y espesor de cada capa que lo forma, a partir de la consideración de una serie de factores, como son: tráfico, capacidad de soporte de la explanada, materiales disponibles, condiciones climáticas, etc.

El dimensionamiento se puede realizar mediante métodos analíticos, basados en el cálculo, o mediante métodos empíricos, basados en estudios de comportamiento de firmes.

En el presente Manual, con el objeto de estudiar el comportamiento y ejecución de un pavimento con adoquín cerámico, se expondrá una referencia de lo que son los métodos analíticos y, también se describirá un método simplificado, dónde se asignarán secciones tipo de firmes a los casos más frecuentes de utilización de pavimentos con adoquín cerámico.

Métodos analíticos

El dimensionamiento analítico de los firmes se basa en el cálculo de las tensiones, deformaciones y desplazamientos producidos por la acción de las cargas del tráfico y de las condiciones climáticas existentes y en su comparación con los valores admisibles en cada caso (en los que se produce el agotamiento estructural del firme).

Para la determinación de las tensiones, deformaciones y desplazamientos en firmes flexibles y semirrígidos, los métodos y modelos más empleados en la práctica son los basados en asimilar dichos firmes a un sistema multicapa con hipótesis elásticas.

Las hipótesis más habituales para sistemas multicapa son las establecidas por Burmister, que resumidamente son:

  • Se trabaja con cargas distribuidas uniformemente sobre un área circular en la superficie del pavimento.
  • Cada capa queda definida por su módulo de elasticidad E y su Coeficiente de Poisson, siendo homogénea, isótropa y de espesor constante e indefinido horizontalmente.
  • El apoyo entre capas es continuo.
  • No se considera el efecto de los gradientes térmicos.
  • Los desplazamientos en el sistema son pequeños.

Para este método multicapa es necesario conocer, por tanto, las características de cada uno de los materiales del pavimento.

A continuación, en la siguiente tabla se señalan valores de magnitud del módulo elástico y del coeficiente de Poisson para los pavimentos de adoquín:

Poisson.png

Estableciendo el equilibrio elástico en el macizo multicapa, por ejemplo con las hipótesis de Burmister, se plantearían las ecuaciones que resolverían el cálculo de los valores de tensiones, deformaciones y desplazamientos. Para firmes flexibles y semirrígidos existen diversos programas comerciales que agilizan el cálculo anterior, como por ejemplo: Alizé, Bisar, Elsym, Chevron, etc.

Estos valores tendrían que ser comparados por los obtenidos en el agotamiento estructural del firme.

Los modelos basados en leyes de fatiga son los más utilizados para determinar las condiciones en las que se produce el agotamiento estructural del firme. Mediante las leyes de fatiga se determinan el número N de aplicaciones de una carga tipo que puede soportar el material antes de llegar al agotamiento estructural, si cada aplicación individual produce una determinada tensión o deformación.

Para materiales granulares y explanadas las leyes de fatiga son del tipo:

\varepsilon = k * N^-\alpha

siendo:  \varepsilon = deformación de la capa

k y α = constantes propias del material empleado

N = aplicaciones de carga hasta rotura

Para materiales tratados con conglomerantes hidráulicos las leyes de fatiga son del tipo:


\frac {\sigma} {\sigma_{max}} = 1 - (A x log N)

siendo:

σ y σmax tensión y tensión máxima, respectivamente

A = constante propia del material empleado

N = aplicaciones de carga hasta rotura

Método simplificado

Planteamiento general

Los métodos analíticos, expuestos en el apartado anterior, permiten abordar el estudio de firmes con pavimento de adoquines cerámicos. Sin embargo, resulta más sencillo recurrir a un catálogo de secciones tipo de firmes, obtenidos mediante métodos simplificados.

Al igual que en la “Orden Circular 10/2002 sobre secciones de firme y capas estructurales de firmes", el método simplificado se basa en el empleo de dos parámetros: el tipo de explanada y la categoría de tráfico.

Caracterización de la explanada

Para la caracterización mecánica de las explanadas suelen emplearse dos ensayos: el ensayo de placa de carga y el ensayo CBR (California Bearing Ratio).

El ensayo más utilizado para estimar la capacidad de soporte de una explanada, factor básico para el dimensionamiento de los firmes, es el ensayo CBR.

El ensayo consiste en someter a una muestra representativa de la explanada, compactada y saturada de agua, a un ensayo de penetración o punzonamiento con un pistón cilíndrico, en el que se determina el índice CBR. A mayor índice CBR, mayor es la capacidad de soporte de la explanada, siendo CBR igual a 5 el menor valor admitido sin ser preciso efectuar una mejora de las condiciones de la explanada (sustitución de suelos o estabilización con cemento).

El índice CBR se considera un parámetro de referencia a partir del cual se puede obtener el módulo de elasticidad, mediante las siguientes fórmulas empíricas:

E (MPa) = 6,5 (CBR)0,65 para cargas estáticas

o más empleada E (MPa) = 10 CBR para las cargas dinámicas usuales del tráfico

Por ejemplo, una explanada con un índice CBR igual a 10 se le puede asignar un módulo dinámico de deformación de 100 MPa.

Se definen 3 categorías de explanada establecidas por su índice CBR mínimo.

Los límites de CBR son:

Explanada.png

Caracterización del tráfico

La acción del tráfico, en especial del tráfico pesado, resulta fundamental para el dimensionamiento del firme durante el periodo de proyecto del mismo.

La sección estructural del firme depende, por tanto, de la intensidad media diaria de vehículos pesados (IMDp) que se prevea en el carril de proyecto en el año de puesta en servicio. Esta intensidad sirve para establecer la categoría de tráfico pesado.

Por vehículos pesados se entienden:

  • camiones con uno o más remolques.
  • Vehículos articulados y especiales.
  • Vehículos destinados al transporte de personas con más de 9 plazas.

En primer lugar, para la caracterización del tráfico, se deberá partir de datos de aforos de intensidades, con proporciones de vehículos pesados y asignaciones por carriles. Si no se dispusiera de esta información y para la determinación de la categoría de tráfico pesado de proyecto (en el carril más cargado) se admite lo siguiente:

  • En calzadas de dos carriles y con doble sentido de circulación, incide sobre cada carril la mitad de los vehículos pesados que circulan por la calzada.
  • En calzadas de dos carriles por sentido de circulación, en el carril exterior se considera la categoría de tráfico pesado correspondiente a todos los vehículos pesados que circulan en ese sentido.
  • En calzadas de tres o más carriles por sentido de circulación, se considera que actúa sobre el exterior el 85% de los vehículos pesados que circulan en ese sentido.

Teniendo en cuenta todas estas medidas se obtiene el tráfico de proyecto.

Se establecen 5 categorías de tráfico de proyecto, que son:

Trafico.png

En zonas de tráfico con intensidades medias diarias de vehículos pesados superiores a 150 se deberá realizar un estudio especial para el dimensionamiento de la sección del firme, o en casos especiales como zonas industriales, portuarias, aeropuertos, etc sólo influirá la carga por rueda de los vehículos para el dimensionamiento.

En el caso de no existir suficiente información de aforos se puede establecer, como aproximación, una relación entre la categoría de tráfico y el uso al que va a estar destinada la vía. La asignación sería:

  • T0: Arterias o calles urbanas principales. Estaciones de autobuses. Centros de Transporte. Estaciones de servicio. Con un límite diario de 150 vehículos pesados.
  • T1: Arterias principales con un límite diario de 49 vehículos pesados.
  • T2: Calles comerciales con tránsito de transportes públicos y de más de 6 metros de ancho de calzada.
  • T3: Calles comerciales sin tránsito de transportes públicos y de más de 6 metros de ancho de calzada.
  • T4: Calles y áreas peatonales con acceso sólo para vehículos ligeros. Calles residenciales. Aparcamientos residenciales. Calles con anchura no superior a 6 metros, sin tráfico comercial.

Secciones tipo

Para cada combinación de categoría de tráfico pesado y de categoría de explanada se dan varias secciones posibles entre las que ha de elegirse en cada caso concreto la más adecuada en función de consideraciones técnicas y económicas.

Secciones.png

Los espesores de capa que se indican en la tabla de secciones tipo deben entenderse como mínimos en cualquier punto del carril de proyecto, por lo que el espesor medio extendido y compactado deberá tener, en general de 1 a 3 cm más, según el tipo de material, la terminación de la capa subyacente, el procedimiento de extensión, etc.

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