Boletin #1 Pavimentos TCP en Ecuador
Pavimentos TCP® en Ecuador
TCP®, Thin Concrete Pavements, pavimentos de concretos delgados también conocidos como losas cortas.
TCP® es una tecnología que desarrolla diseños estructurales de pavimentos inteligentes que permiten
distribuir la carga de los vehículos de manera eficiente sobre una losa geométricamente optimizada
reduciendo la posibilidad de agrietamiento por carga de trabajo. Este método permite disminuir el
espesor de las losas de concreto hidráulico entre 4 y 10 cm respecto a las propuestas que ofrecen las
metodologías de diseños precedentes; sin perder las virtudes de un pavimento tradicional de concreto,
logrando una optimización del recurso hormigón de hasta un 30 . Figura 1.
Las losas de pavimento de concreto rígido, han presentado el problema del alabeo, efecto en el que
los paños dejan de ser planos, pasan a elevar todas sus esquinas y como resultado se tiene una
superficie de rodadura cóncava hacia arriba; haciendo que al paso de los camiones se las perciba
como si estuvieran descalzadas.
De una capa de lodo de unos cuantos milímetros de espesor, podemos hacer una analogía con un
pavimento rígido, dada su gran área superficial y su pequeño espesor. Allí también podemos
observar el alabeo provocado por la diferencia de humedad que existirá entre su superficie superior
e inferior, figura 2. Al secarse el lodo más rápido en la superficie de arriba, ocasionará mayor
contracción superficial que en la cara inferior, originando su alabero. Adicionalmente se puede
observar que mientras menor es el tamaño del elemento, menor es el alabeo.
El efecto de alabeo amplificado en las figuras 3 y 4, combinado con la carga de las llantas de los
camiones sobre sus bordes, hace que los paños de pavimentos tradicionales, con longitud de 4.5 m
y ancho de 3.65 m, tiendan a fisurarse debido a que los métodos tradicionales de diseño, no
consideran el alabeo dentro de sus cálculos, desestimando la carga concentrada del camión en los
bordes de las losas; y que, provocan elevadas tensiones en su centro. Esto ocasiona que se
desarrollen fisuras entre las juntas transversales y fisuras longitudinales en el centro del carril,
como se puede apreciar en las imágenes siguientes.
El resultado de este mecanismo de fisuración se puede observar con más frecuencia en los paños
de pavimentos construidos con longitudes o ancho mayores a 5 m, tendencia de algunos
pavimentos con más de 30 años en servicio, figura 5, donde los paños se los construía con mayor
tamaño con el objetivo de reducir el número de juntas de contracción con sus respectivos dowels o
pasadores metálicos y sus costos implicados.
Para poder desarrollar una metodología de diseño que permita estimar el tiempo de vida útil de
una estructura de pavimento TCP, se desarrolló en el Illinois Center for Transportation en el año
2009, varios tramos de pruebas con pavimento TCP los que fueron sometidos a ensayos acelerados.
Los resultados permitieron determinar las fórmulas de cálculo que soportan este concepto. Las
pruebas fueron realizadas por el Profesor Jeffery Roesler de la Universidad de Illinois. Los resultados
fueron presentados en el informe PERFORMANCE OF CONCRETE PAVEMENTS WITH OPTIMIZED
SLAB GEOMETRY https://core.ac.uk/download/pdf/18618809.pdf.
Gracias a la buena calidad del modelo obtenido para determinar la vida útil de las estructuras de
pavimentos, la Metodología de Diseño de pavimentos TCP® fue acogida por el ACI 330.2R-17 en su
Guía de Diseño y Construcción de Pavimentos de Concreto. En esta metodología, la determinación
de los criterios de falla de las losas, está basada en los modelos de fatiga y desempeño empleados
en AASHTO MEPDG, calibrada dentro de todo el rango ensayado.
AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials
MEPDG: Mechanistic Empirical Pavement Design Guide
La metodología TCP®
Permite optimizar las dimensiones de las losas de hormigón, diseñándolas de forma cuadrada de
1.75 m aproximadamente por lado; reduciendo a la quinta parte su alabeo; reduciendo el riesgo de
agrietamientos por flexión dado que solo un set de ruedas, a la vez, se apoya por losa; teniendo
como resultado una optimización en el espesor requerido. En los proyectos donde la metodología
TCP® ha sido empleada, se han conseguido los siguientes beneficios: se pudo reducir el espesor del
pavimento en mínimo 20 respecto a las metodologías tradicionales; solo se requirió colocar
dowels en la junta de construcción obteniéndose un ahorro en más del 90 en este rubro; y,
respecto al pavimento tradicional, TCP® permite reducir el costo en un 20 . No se requiere sellar
juntas permitiendo reducir el costo de mantenimiento durante la vida útil de los pavimentos;
permite aumentar los rendimientos del personal y reducir los tiempos del cronograma de
hormigonado. Y, por el lado de la seguridad, se reduce el riesgo de atropellamiento vehicular a los
albañiles durante la colocación de las canastillas.
Los pavimentos TCP® ejecutados en Ecuador, han sido combinados con una base estabilizada con
cemento para tener un soporte de mayor desempeño y durabilidad, necesario para las condiciones
de Ecuador donde las lluvias siempre socavan las bases, los finos de las bases migran o se
contaminan con los finos de la subrasante, mermando la vida útil de los pavimentos. Los
inconvenientes citados en las bases, se eliminan con su estabilización con cemento, permitiendo
mantener sus características estructurales por un periodo de tiempo mucho mayor que las bases
granulares, mejorando sustancialmente el apoyo del pavimento TCP®.
Por la durabilidad y menor costo que están ofreciendo los pavimentos TCP® combinado con una
base estabilizada con cemento hidráulico, estamos seguros que su uso en Ecuador será de mayor
frecuencia en los próximos proyectos públicos y privados.
