Viabilidad del uso de barras de fibra de vidrio como pasadores de carga en pavimentos de concreto.

Abstract

RESUMEN :

En los pavimentos rígidos las juntas son las encargadas del control del agrietamiento, pues permiten movimientos de expansión y contracción en el concreto. También son necesarias por limitaciones en los procesos constructivos. Existen básicamente dos tipos de juntas, longitudinales y transversales. En vías con altos niveles de transito es necesario la colación de dovelas en las juntas transversales para una eficiente transferencia de carga. A nivel nacional, en los pavimentos de concreto se han utilizado barras de acero como dovelas en las juntas. El principal problema de las dovelas de acero es que al estar expuestas a la intemperie son afectadas por la corrosión, disminuyéndose su resistencia, la transferencia de carga y ocasionando una falla del pavimento. La máxima carga que una dovela puede transferir a través de las juntas, está condicionada por el cortante y la flexión en la barra, el aplastamiento del concreto, o una combinación de estos. El objetivo del análisis de los pasadores de carga es encontrar el esfuerzo crítico asociado con estos modos de falla. El pasador más cercano a la carga aplicada es el pasador más solicitado, y los esfuerzos a los que éste está sometido se pueden determinar mediante modelos propuestos por diferentes autores. Las barras de polímero reforzado con fibra de vidrio (PRFV) pueden ser una alternativa libre de corrosión que reemplace las dovelas de acero. Éstas son un material compuesto que contiene una resina liquida termoestable de poliéster, y 75% de fibra de vidrio tipo E unidireccional en forma longitudinal. Las barras son importadas y distribuidas en Colombia por la BASF. Las empresas productoras han realizado numerosos ensayos para determinar sus propiedades físicas, químicas y mecánicas. Mediante la caracterización de las barras de PRFV y utilizando los modelos desarrollados para el análisis de los pasadores de carga, se determinó su viabilidad técnica como dovelas en los pavimentos de concreto y se estableció una distribución de éstas para diferentes espesores. Partiendo de los precios actuales del acero y de las barras de PRFV, y comparando el costo del mantenimiento para cada alternativa, se determinó por medio de un análisis de precios unitarios la viabilidad económica del uso de barras de PRFV como dovelas

ABSTRACT: In rigid pavements the joints are the ones in charge of cracking control since these allow the expansion and contraction movements in concrete. They are also necessary due to limitations in constructing processes. Basically, there are two types of joints; longitudinal and transverse ones. On very busy roads, the placement of dowels in transverse joints to get an efficient load transfer becomes a must. To a national extent, steel bars have been used as dowels in joints for concrete pavements. The main problem of steel dowels is that, since they are out in the open, they get affected by corrosion, which reduces resistance, load transfer and causes pavement failure. The maximum load a dowel can transfer through the joints is conditioned by the shearing and bending of the bar, the bearing in the concrete or a combination of both. The objective of the analysis of dowels is to find the critical strength linked to these failures. The closest dowel to the applied load is the most used one, and the stress to which it is exposed can be determined through patterns proposed by different authors. Glass fiber reinforced polymer bars (GFRP) can be a free-corrosion alternative to replace steel dowels. They are made up of a liquid, thermo stable, polyester resin and 75% type-E unidirectional fiber glass longitudinally. Bars are imported and distributed in Colombia by BASF. Producing companies have made numerous tests to determine its physical, chemical and mechanical properties. Through the description of GFRP bars and using the models developed for dowel analysis, its technical viability as dowels in concrete pavement was determined and a distribution of them for different thickness was established. According to the current prices of steel and GFRP bars, and comparing the maintenance cost for each alternative, the financial viability of the use of GFRP bars as dowels was determined through the analysis of retail prices.