Las juntas son discontinuidades producidas adrede en el concreto para disipar las tensiones en la estructura del pavimento. Tensiones excesivas se producen debido a contracción de fraguado del concreto, dilatación y contracción térmica, flexión termo-diferencial, variaciones higroscópicas en el material y deformaciones que pudiera transmitir la sub-rasante.

Es decir la losa de concreto adquiere cierta flexibilidad en su conjunto debido a las juntas. Estas son longitudinales y transversales por su ubicación en planta; por su función se dividen en juntas de contracción y juntas de dilatación y juntas de articulación.

JUNTAS DE CONTRACCIÓN GENERADAS POR ENCOFRADOS

  Las juntas de contracción pueden ser simples ranuras profundas que debilitan una sección del concreto para hacer que las fisuras se propaguen en esa sección.

  Por estas razones las juntas más efectivas de acuerdo a la bibliografía más autorizada son las de sección debilitada y no las que se generan mediante encofrados que interrumpen a la estructura.

  La formas más moderna de construcción de juntas es cortando una ranura de 1/4 del espesor de la losa de concreto, cuando este ha endurecido pero antes de los 7 días de fraguado con una sierra circular diamantada montada sobre ruedas y con sistema de refrigeración con agua.

Las juntas de contracción así construidas son muy delgadas, casi imperceptibles al tráfico vehicular, producen una transferencia de esfuerzos muy eficiente incluso ante desplazamientos muy pequeños.

JUNTAS DE CONTRACCIÓN DE SECCION DEBILITADA (CORTE)

ABERTURA. La función de la junta de contracción es solamente abrirse

cuando los tramos adyacentes de la losa se contraen, principalmente por fraguado, por esta razón la abertura será la mínima que el proceso de construcción lo permita. De acuerdo a lo indicado, el espesor de la junta sería el espesor de la sierra circular diamantina que se use para realizar el corte del concreto endurecido.

e = 4mm. Esta abertura puede variar según la herramienta que se utilice para construir la junta.PROFUNDIDAD.

Esta es de 1/4 a 1/3 del espesor de la losa; por consiguiente la profundidad de la junta queda definida como 7 cm, asumiéndose un valor intermedio de:

h = 7.00 cm

ESPACIAMIENTO.Experimentalmente se ha comprobado que el agrietamiento en losas sin juntas de

contracción se presenta a espaciamientos entre 3 y 5m. Esto ha podido ser verificado por el cálculo considerando que la fricción entre la losa de concreto y la base puede acumular esfuerzos que exceden la resistencia a la tracción del concreto a espaciamientos que están en dicho orden.

s = 3 – 5 metros.

BARRAS DE CONEXIÓN (PASADORES).  El uso de barras de conexión en juntas de contracción tiene la finalidad de

evitar que la abertura producida por la grieta general se separe y disminuya la eficiencia en la transferencia de esfuerzos y facilite el ingreso de agua, sin embargo si son construidas de modo que deslicen, ya no cumplen esta función y si están ancladas a ambos lados resultan reforzando la zona debilitada, es decir son contradictorias con el principio mismo de las juntas debilitadas, se ha observado en los pavimentos existentes que llegan a evitar que la grieta se produzca en la junta de contracción y se traslade a la sección donde termina la línea de pasadores. Por esta razón se desestima el uso de barras en juntas de contracción.

JUNTA LONGITUDINAL.La junta longitudinal podría construirse como una junta de contracción sin embargo

lateralmente las losas no se encuentran confinadas por lo que la grieta de contracción podría abrirse y las losas desplazarse lateralmente, esto considerando que los sardineles existentes no se encuentran en buen estado ni existen en toda su longitud. Otra consideración para el diseño de la junta central longitudinal es la factibilidad constructiva. En vías en las que se tiene acceso longitudinal lateral se puede vaciar simultáneamente todo el ancho y construir la junta central de modo mas simple que es un corte en el concreto que tiene dispuestas las barras de conexión.

En vías en las que no se tiene acceso amplio para abastecer materiales a la sección en trabajo requiere que la mitad de la misma esté libre para el transito de equipo de construcción mientras que se vacía la otra mitad, esto obligaría a realizar un corte total en el concreto con un encofrado y para mantener la eficiencia en la transferencia de esfuerzos requeriría una indentación en el vaciado.

  Por esta razón se decide por una junta indentada con barras de unión conformadas por fierro corrugado de 1/2” que desarrollan 36 diámetros de anclaje a cada lado.

Como puede verse en este caso conviene la colocación de barras corrugadas que aseguren una adherencia máxima en ambos lados y debe también evitarse conformar una pared lisa entre las losas para que los esfuerzos no se concentren sobre las barras y en los puntos de contacto de estas con el concreto. Bajo estos criterios se determina la siguiente conformación de la junta central. 

Tipo de junta: Articulada.Abertura: Nula (0.00 cm)Barras de unión: Acero corrugadoDiámetro: 1/2”Longitud: 90 cm (45 cm a cada lado).Espaciamiento: 50 cm

La junta de dilatación en principio es una discontinuidad total de la losa de pavimento para permitir desplazamientos de dilatación y contracción térmica del pavimento. Para evitar desplazamientos verticales relativos de las caras adyacentes de la losa se dispone también de pasadores.

  La Ingeniería hace ya muchos años ha encontrado que

debe reducirse al máximo el uso de juntas de dilatación. Las razones por las que no se deben hacer juntas de dilatación son por que en el instante que la rueda de un camión pesado se aproxima al borde la presión que se transmite a la base debe también ser transmitida a la losa siguiente para que colabore con el trabajo de soportar la carga. En una junta de contracción la fuerza se transmite a través de la rugosidad de la parte agrietada de la junta dilatación que queda rugosa (puesto que la grieta natural no atraviesa las gravas del concreto) 

En el libro titulado “The Handbook of Highway Engineering” (Editato por T.F.F wa - 2006) el autor del Capítulo de Pavimentos de Concreto “Liu Wei” de la Universidad Nacional de Singapur indica, que las juntas de dilatación se cierran progresivamente haciendo que las juntas de contracción próximas se abran y se pierda la trabazón de las gravas produciendo una reducción de la eficiencia en transferencia de cargas, esto conlleva a fallas, rotura de esquinas, quiebre de bordes, fallas en el sellante, y bombeo. 

El bombeo al que refiere el autor un fenómeno interesante que se produce con el ligero descenso de la losa que producen los camiones al pasar por la junta que no une rígidamente a las losas adyacentes, el agua ingresa y satura a la base, al pasar el camión comprime a la base y esta expulsa agua, con la repetición de pasadas se acumula agua entre la losa y la base que al pasar las ruedas comienza a salpicar agua turbia hacia la superficie de este modo el agua arrastra partículas de la base hacia afuera del pavimento produciéndose un vacío que permite que la losa ceda cada vez mas hasta romperse.

  El mismo autor indica que la AASHTO (Normas de la Sociedad Americana de Autopistas Estatales y Transportes) indica que las juntas de dilatación deben ser minimizadas por su costo, complejidad y problemas de rendimiento. 

Huang (1993) indica que el flujo plástico del concreto con el tiempo gradualmente disipa los esfuerzos de compresión en el concreto por lo que resulta innecesario instalar juntas de dilatación con excepción del cruce con puentes 

Javier Lloranch Vargas en su libro Manual de Diseño Estructural de Pavimentos (1992) indica que se recomienda espaciamientos muy grandes para juntas de dilatación, que van desde 180 a 240m y solo en el caso de que se trabaje con agregados poco estables volumétricamente o que se vacíe el concreto a menos de 4°C, eventos que no se dan en el presente proyecto. 

La ACPA (1992) indica que las juntas de dilatación no deben ser utilizadas en pavimentos de concreto que están construidos con agregados normales y que tengan juntas de contracción espaciadas a menos de 18m. 

Como pueden ver existen muchas razones evitar la construcción de pavimentos usando juntas de dilatación cada 3m debiendo usarse juntas de contracción, esto simplifica el trabajo, economiza encofrados, materiales y mano de obra y fundamentalmente mejora la calidad del pavimento. 

Los cambios de temperatura en nuestro medio no son mayores que en los lugares donde se han desarrollado las normas y publicaciones a que se hace referencia donde las temperaturas varían de -20°C a +40°C y que el asoleamiento eleva la temperatura de la superficie a +70° y un viento las baja cerca de la temperatura de congelamiento (Europa o Norteamérica). 

El uso profuso de juntas de dilatación, es una de las costumbres locales más difundida y más equivocada en el diseño y construcción de pavimentos rígidos; se ha llegado a construir pavimentos con juntas de dilatación cada 3m. 

La junta de dilatación es siempre un punto débil del pavimento rígido por las siguientes razones.

1. La separación entre losas hace que la transferencia de esfuerzos hacia la losa contigua (cuando las cargas se ubican al borde de una de las losas) sea íntegramente mediante las barras deslizantes, esto provoca una concentración de esfuerzos en los puntos de apoyo de las barras en ambas losas.

2. La barra en sí por más que su diámetro sea muy grande posee cierta flexibilidad por lo que se flexiona ligeramente, concentrando esfuerzos hacia el borde de las losas, esta combinación de factores termina por agrietar las losas y permitir deformaciones importantes ante el paso de vehículos pesados.

3. El movimiento de los bordes de la losa provoca grandes presiones al momento de la aproximación del tren de carga y succiones de importancia cuando este se aleja provocando un intenso flujo del agua intersticial e infiltración del agua superficial.

4. El flujo de agua a grandes presiones arrastra finos y provoca vacíos que terminan por producir asentamientos en grandes zonas del pavimento en las proximidades de la junta de dilatación.

5. Este fenómeno ha sido ampliamente estudiado y es conocido como “surgencia”, “bombeo” o por su nombre del inglés “pumping”

 Por las consideraciones arriba mencionadas se recomienda no disponer de juntas de dilatación en la vía y serán usadas solamente en los extremos que dan a la avenidas ya pavimentadas, donde dispondrá de sendas juntas de dilatación mediante un “sardinel perdido o viga” de una profundidad de 60cm y un ancho de 40 cm que sirve de anclaje para el lado fijo de los pasadores.

JUNTAS LATERALES.

El mayor problema de este punto de la vía es la estanqueidad puesto que, debido al bombeo superficial de la capa de rodadura (pendiente transversal), el agua se acumula hacia los lados de la vía formando una especie de canal triangular en cuyo vértice se tiene una abertura que es el contacto losa de pavimento-sardinel de vereda. 

Esta junta se construye a tope y por efecto del bombeo transversal geométrico de la via resulta en una cuneta por donde circula el agua de lluvias. El caudal de agua puede ser grande si es que las alcantarillas no funcionan adecuadamente esto puede ocurrir generalmente por falta de mantenimiento pero esto dura pocos minutos, un caudal muy pequeño que puede describirse como un hilo de agua puede durar muchas horas y discurre por la línea mas vulnerable a la infiltración hacia la base del pavimento. 

Para evitar esta la infiltración por esta junta se ha diseñado un pequeño tramo en contra pendiente para alejar el “hilo de agua” a un punto de la sección que no tenga esta abertura. El tamaño de este detalle se ha reducido al máximo para evitar que afecte al tráfico vehicular.

Las juntas laterales deben ser provistas de sello impermeable, para esto puede vaciarse la losa en contacto con el sardinel y dejar una franja de tecnoport que será reemplazada por mezcla asfalto-arena para impermeabilizarla. 

Este detalle de contrapendiente para alejar el agua remanente de escorrentía de la junta con el sardinel ha sido diseñado en dimensiones muy cortas para evitar que pueda desestabilizar o desviar a los vehículos que se aproximan.

GRACIAS