miércoles, 30 de marzo de 2016

Desde 2003, en los firmes de nueva construcción proliferan estructuras con capas tratadas con cemento, prefisuradas con múltiples y variopintos sistemas, pero ¿éstos realmente funcionan y evitan la reflexión de fisuras?

¿Son eficaces los sistemas de prefisuración de capas tratadas con cemento?
Desde la actualización de la normativa de referencia para las capas tratadas con cemento (CTC) aplicadas en los pavimentos, como la FOM 891/2004 (que actualiza el artículo 513 del PG-3, introduciendo el concepto de prefisuración en fresco), la Norma 6.1. IC de 2003 (que indica las estructuras de firme en que es de aplicación), y otras normativas autonómicas, se ha generalizado, por obligatoria en la mayor parte de los casos, la aplicación de la técnica de la prefisuración (PF) en fresco en las capas de suelocemento y gravacemento.
     Se dispone de diversos sistemas de prefisuración, cuya eficacia tanto en lo relativo a inducir una fisura en la losa, generándola en sus primeras fases de contracción con un  valor reducido de tracción en la misma, como en mantener una adecuada transmisión de carga entre las losas a ambos lados de la fisura, puede variar significativamente de unos sistemas a otros.
     En España, a pesar de la masiva aplicación de variados sistemas de PF, en especial en las capas de suelocemento, desde la última revisión de la 6.1 IC., no ha habido, o al menos no se ha publicado, ningún estudio que analice y compare el comportamiento y eficacia de los diversos sistemas que se han estado utilizando en las numerosas obras ejecutadas.

¿Y si alguno, o muchos, de los sistemas no funcionan adecuadamente, o no lo hacen siempre?. ¿Estaríamos ante una situación de riesgo latente de remonte de fisuras que se suponía eliminado?.

Además de los sistemas franceses (Craft, Olivia y Juntas activas), se han ido desarrollando en España, en los últimos años, otras alternativas (Ver ref. 2), que han ido surgiendo en función de las necesidades, capacidad y medios de las diversas empresas ejecutoras de capas tratadas con cemento (CTC), aunque sin unas especificaciones de referencia sobre los requisitos de la propia PF, dada la vaguedad de lo regulado en la normativa (ver apdo al final), ya que como requisitos básicos solo se tendrían:
  • Definición del espaciamiento, en función de la categoría de tráfico (6.3 IC)
  • Indefinición total de la técnica y que sólo se indica “… prefisuración en fresco…” y que la profundidad debe alcanzar los  2/3 del espesor de la capa
  • Ausencia total de criterios de aceptación del equipo o sistema a emplear.
     Este marco normativo tan falto de límites, podría haber llevado a un abanico de sistemas demasiado amplio, sin un contraste adecuado sobre su eficacia ni de su idoneidad en todo tipo de CTC, no solo en las de Suelocemento, sino en las de mayores requerimientos de garantía de longitud de losa y de trabazón entre losas, como son las de Gravacemento. No parece que haya seguridad, en especial a la vista de la proliferación de sistemas disponibles, de que sean realmente efectivos en cuanto a lo que debieran ser los objetivos a lograr tras su aplicación en la ejecución de una CTC:
  • Generación efectiva de fisuras de contracción con el espaciamiento prefijado, de modo que su apertura sea mínima y muy limitada
    • Deben formarse en los primeros ciclos de acortamiento de la capa (enfriamiento y retracción hidráulica)
    • Deben formarse todas, de modo que la longitud de losa en retracción  y, por tanto, sus movimientos, sean los correspondientes al espaciamiento  preestablecido
  • Mantenimiento de una cierta transmisión de carga, al paso de las cargas, entre losas contiguas.
     Estas dos condiciones son interdependientes: Así para asegurar una buena transmisión de carga de una losa a otra, al paso de las cargas, se precisaría, por un lado, una apertura pequeña de losa (función del cambio térmico y longitud de losa) y, por otra, una superficie de fisura rugosa y de material resistente con baja erosionabilidad en los sucesivos ciclos.
   
Ello lleva a preguntarse:
  • Los sistemas que se están empleando, ¿son TODOS eficaces? 
  • En todo caso, ¿qué entenderíamos por sistema eficaz de prefisuración?
y, como consecuencia, afloraría la necesidad de establecer algunos mecanismos que permitan evaluar la efectividad de un sistema, valorando los dos aspectos antes citados, o al menos, el primero de ellos:
  1. Debilitamiento efectivo de la sección en cuanto a resistencia a tracciones horizontales en la capa
  2. Adecuada transmisión de carga entre ambos labios de la losa al paso de las cargas de tráfico y mantenimiento de la misma en el tiempo.
     Así pues, parece claro que sería necesario disponer de algún método, o sistema, que permita la evaluación o cualificación de un determinado método o sistema de PF y el campo idóneo o válido de su aplicación. Existirían básicamente dos vías para evaluar un sistema de PF:
  • La basada en el comportamiento de la estructura del firme con capas prefisuradas a través de un número representativo y  suficiente de obras, de cuyo comportamiento pueda deducirse su  idoneidad o bien, su ineficacia. Ha sido el caso, por ejemplo, de lo realizado con los métodos franceses (Olivia, Craft, Joints actives), mediante un seguimiento por parte del SETRA de varias aplicaciones comparativas  en tramos  experimentales, con poco recubrimiento de mezclas  bituminosas (ver Referencia 1). Y los resultados de dicho estudio no fueron especialmente tranquilizadores, sino todo lo contrario, en especial con el método basado en impregnación con emulsión que, por otra parte, es el más usado en nuestro país.  
  • La resultante de la aplicación de procedimientos específicos que puedan determinar, al menos, la capacidad de inducir fisuras, mediante ensayos o determinaciones adecuadas y reguladas. Aunque es más complejo, sería deseable disponer también de un método para evaluar la transmisión de carga y su evolución.
     Por ello, sería adecuado, disponer de algún método que permita evaluar los diversos sistemas de PF disponibles y categorizar su eficacia en cuanto a asegurar la generación de la fisura y acotar la longitud de las losas.
     Una primera aproximación al problema consistiría en una clasificación de los procedimientos de PF en relación con el principio aplicado para la generación de la fisura ante una situación de contracción de la capa. Así tendríamos los siguientes grupos
  • Los basados en la interposición de una lámina de plástico o similar, que constituye una barrera física que impide por si misma la continuidad del fraguado de la losa, marcando  la junta y definiendo inequívocamente la longitud de losa. A su vez, en función de su rigidez o espesor, puede llegar a deformarse bajo la compactación y proporcionar la adecuada trabazón entre losas para transmisión de carga entre ellas (caso de los sistemas Olivia o el de alguna constructora española) o tener una determinada forma o perfil orientado a proporcionarla (es el caso de Juntas Activas). Serian los sistemas de PF más efectivos (Ref. 1)
  • Los basados en la impregnación de una  superficie que constituirá el futuro plano de la junta de algún producto, como emulsión, que impide el fraguado del material impregnado, creando un plano de debilidad en la capa.  Su efectividad puede variar en un amplio rango, en función del material realmente impregnado (de su superficie,  espesor y de su reparto). Sería el grupo en el que la caracterización de la efectividad del sistema es más necesaria ya que su efectividad (Ref 1) no solo resulta inferior a la del primer grupo, sino muy variable, llegando a la ineficiencia incluso.
  • Los basados en crear una simple discontinuidad granulométrica en la capa, mediante un surco antes de compactar. Son los de comportamiento más dudoso y menos efectivo, casi simbólico.
     Por otra parte, conviene matizar, porque alguna vez se citan, que los sistemas basados en creación de una junta por serrado a capa terminada y con un mínimo de fraguado en la misma, no son sistemas de prefisuración (contradicción semántica, serían de postfisuración), crean en la longitud serrada una total ausencia de transmisión de carga  y solo serían aplicables a capas con altos valores de resistencia.      
     Una segunda línea, más compleja, ya implicaría el desarrollo de algún procedimiento para caracterizar la efectividad de un sistema, o para comparar varios de ellos. Por ejemplo, que fuese capaz de determinar la reducción creada en la resistencia a tracción del material de la capa, medida en el plano de la prefisura, respecto al general de la capa. En alguna empresa constructora española se llegó a definir este método, que la crisis y falta de realizaciones para aplicarlo dejó aparcado.

¿Qué resultaría, como mínimo, necesario?

     Como se ha dicho, ya que hay una amplísima gama de realizaciones hechas en nuestro país en la ultima década, urgiría realizar, al menos, un estudio del comportamiento de esas realizaciones de firmes con capas tratadas prefisuradas, en función del sistema de PF empleado y en relación de las diversas secciones de firme con el espesor de recubrimiento de mezclas bituminosas, el tipo de estas, climatología y tráfico parece muy necesario.
     Posiblemente, las diversas administraciones de carreteras tengan suficientes datos en sus sistemas de gestión de firmes que, puestos en común, den lugar a un estudio clarificador de la efectividad real de los distintos sistemas de PF aplicados y aseguraría que el el futuro aplicásemos las prácticas correctas. Esperemos que así sea.
     El objeto de este artículo es precisamente el de remover una aparentemente plácida creencia de que basta con aplicar algún método de prefisuración contemplado en la normativa, como la que se recoge en el apartado que sigue, para obviar los problemas de reflexión de fisuras ¿Y si no es así?  

Normativa española

PG.3, Articulo 513.4.5 Equipo para la ejecución de juntas transversales en fresco
Para la ejecución de las juntas transversales en fresco se utilizarán equipos automotrices que efectúen en cada pasada un surco recto que penetre al menos dos tercios (2/3) del espesor de la capa y que al mismo tiempo introduzca en él un producto adecuado para impedir que la junta se cierre de nuevo. Este producto podrá consistir en una emulsión bituminosa de rotura rápida, una cinta de plástico flexible, un perfil ondulado de plástico rígido u otros sistemas que además de impedir que se cierre de nuevo la junta durante la compactación, permitan la transmisión de cargas entre los dos lados de la junta.
El Director de las Obras podrá autorizar en obras pequeñas (menos de 70 000 m 2 ) la utilización de equipos para la ejecución de juntas transversales en fresco provistos de un útil de corte que penetre al menos un tercio (1/3) del espesor de la capa una vez compactada.

Referencias

Ref 1.- Notes d’information SETRA:  Préfissuration des assises de chaussées en grave hydraulique (2002)

Ref 2.- Técnicas de prefisuración -Carlos Centeno Ferruelo-Jornada ATC prefisuración de capas tratadas con cemento 2009

1 comentario:

  1. Es importante destacar que a través del AEN/CTN41/SC2 se está preparando un informe técnico UNE que se encargará de recoger y catalogar adecuadamente las alternativas existentes.

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