ESTADO DEL ARTE DE LAS INVESTIGACIONES REALIZADAS DENTRO DEL ÁREA

Existen pocos casos de investigación acerca de la correlación entre el módulo de rotura (MR) y la resistencia a la compresión del hormigón (f’c) en el Ecuador. A pesar de que es un tema que ya se ha investigado ampliamente en otras partes del mundo desde mediados del siglo anterior, en nuestro país no se lo ha desarrollado lo suficiente y peor aún en la localidad. Es muy probable que las investigaciones realizadas en otros lugares, sumadas a los factores de seguridad de los métodos de cálculo y las bondades del material, dejan un cierto estado de satisfacción en los resultados e impiden visualizar el problema en su verdadero contexto.

Muchos ingenieros viales de la localidad involucrados en el diseño de pavimentos tienen concepciones distintas acerca del comportamiento mecánico del hormigón bajo efectos de la flexión; sin embargo, todos usan ecuaciones empíricas que establecen correlaciones entre Mr y f’c, sin que exista un sustento técnico que las avale. Adicionalmente, hay quienes

emplean una correlación lineal, lo cual contradice la mayoría de las investigaciones a nivel internacionales.

Cuenca es el centro poblado más importante del austro ecuatoriano, tanto por el tamaño de su población cuanto por aporte académico de sus universidades, de alto prestigio nacional. Muchas de las acciones desarrolladas en esta ciudad y de sus instituciones han trascendido por sus logros hacia otras localidades de menor tamaño y relevancia. Esta observación es necesaria en vista de que varios procedimientos de práctica común en temas relacionados con el diseño y construcción de pavimentos rígidos se han impuesto fuertemente en la región y se afianzan mucho más cuando sus resultados han sido mayoritariamente positivos. Una de estas concepciones ha sido la de establecer que los hormigones de pavimentos deben cumplir como condición única, que la resistencia a compresión supere los 300 kg/cm2 (30MPa). Esto se evidencia en casi todos los contratos de pavimentación rígida que constantemente se están lanzando a través del portal de compras públicas por instituciones del sector público ubicadas en la zona de estudio. Este criterio difiere parcialmente con los de otros autores y organismos de control a nivel nacional e internacional que emplean la resistencia a flexión como parámetro, tal como se muestra en la Tabla 5-2:

Autor / Institución Criterio

Guide Specifications for Highway Construction, AASHTO

Resistencia recomendada a la flexión desde:

550 PSI (3.8 MPa)

Design of Concrete Pavement for City Streets, ACPA

Resistencia recomendada a la flexión desde:

550 PSI (3.8 MPa)

PEMEX, Subdirección de Ingeniería

Resistencia recomendada a la flexión desde:

42 kg/cm2 (597 PSI)

INSTITUTO NACIONAL VIAS (INVIAS) Colombia.

Resistencia recomendada a la flexión desde:

38 kg/cm2 (540 PSI)

MTOP, NEVI 12 En las especificaciones técnicas de MTOP, ya no existen rubros de pavimentos de hormigón con f´c sino con MR y ninguno está debajo de:

40 kg/cm2 (569 PSI)

Tabla 5-2: Valores mínimos recomendados para la resistencia a flexión en pavimentos rígidos. (AASHTO 2008)(American Concrete

Pavement Association (ACPA) 1992)(CEMEX CONCRETOS 2004)(INVIAS 2008)(M.T.O.P. 2013)

Para verificar lo mencionado en los párrafos anteriores, se visitó a 5 empresas productoras de hormigón premezclado para auscultar los métodos

empleados en los diseños de las mezclas y en el control de calidad de los hormigones elaborados para la construcción de pavimentos. El resultado de las entrevistas, se muestra a continuación, omitiéndose el nombre de las empresas en honor a la confidencialidad de información y de sus políticas institucionales.

Pregunta 1: ¿Es parte de su oferta de productos la provisión de hormigón para pavimentos rígidos?

Respuesta:

Denominación Opciones de respuesta

SI NO Hormigonera 1 X Hormigonera 2 X Hormigonera 3 X Hormigonera 4 X Hormigonera 5 X

Pregunta 2: ¿Sus clientes que solicitan hormigón para pavimento, requieren que éste debe cumplir resistencias a flexión?

Respuesta:

Denominación Opciones de respuesta

Siempre Con frecuencia Rara vez Nunca, solo a compresión Hormigonera 1 X Hormigonera 2 X Hormigonera 3 X Hormigonera 4 X Hormigonera 5 X

Pregunta 3: ¿Cuál es el método de diseño empleado para dosificar las mezclas de hormigón de pavimentos?

Denominación Opciones de respuesta

ACI 211.1 RNL PCA FULLER OTRO

Hormigonera 1 X

Hormigonera 2 X

Hormigonera 3 X

Hormigonera 4 X

Pregunta 4: ¿Cómo realiza el control de calidad de los hormigones para pavimentos?

Pregunta 5: ¿Han realizado ensayos de correlación entre Mr y f’c con los materiales que están empleando?

Pregunta 6: ¿En caso de no contar con una correlación Mr vs f’c, cuál de los siguientes tipos de funciones considera usted que es la que mejor se ajusta a dicha correlación?

Pregunta 7: ¿En caso de tener una función (ecuación) que le permita calcular un valor aproximado de Mr en función de f’c, cuál sería?

Denominación Opciones de respuesta

Compresión Flexión Ambos

Hormigonera 1 X

Hormigonera 2 X

Hormigonera 3 X

Hormigonera 4 X

Hormigonera 5 X

Denominación Opciones de respuesta

SI NO PARCIALMENTE Hormigonera 1 X Hormigonera 2 X Hormigonera 3 X Hormigonera 4 X Hormigonera 5 X

Denominación Opciones de respuesta

Función lineal Función polinomial Función exponencial Función logarítmica Desconoce Hormigonera 1 X Hormigonera 2 X Hormigonera 3 X Hormigonera 4 X Hormigonera 5 X

Denominación Función No tiene

De las respuestas obtenidas en el sondeo, se obtienen las siguientes resultados:

Pregunta 1 El 100% de las hormigoneras produce o ha producido hormigón para pavimento rígido

Pregunta 2 La mayoría de clientes solicitan hormigón que debe cumplir resistencias a compresión y rara vez solicitan requisitos de flexión

Pregunta 3 La mayoría de hormigoneras, usan métodos del ACI 211.1 para el diseño de sus mezclas de hormigón, y solo uno que usa eventualmente el método del Road Note Lab. Todos parten de f’c para sus cálculos.

Pregunta 4 Solo una de las hormigoneras hace control de calidad con flexión de vigas, el resto realiza exclusivamente ensayos de compresión

Pregunta 5 Ninguna de las hormigoneras ha realizado análisis estadístico para correlacionar Mr y f’c

Pregunta 6 Tres de los encuestados desconoce el tipo de función que correlaciona Mr y f’c, mientras los demás consideran que la función es de tipo lineal.

Pregunta 7 Ninguna de las hormigoneras dispone de una función de correlación entre Mr y f’c. Dos de ellas consideran que el módulo de rotura varía linealmente entre al 10 y el 12% de la resistencia a la compresión

5.3. PRODUCCIÓN DE HORMIGÓN PARA PAVIMENTOS EN EL