Pavimento Drenante
Pavimento Drenante
Pavimento Drenante
GENERALIDADES
1.1. Introducción
El concreto drenante es un concreto especial, que permite el paso del agua a través de su estructura
gracias al alto porcentaje de vacíos que posee a diferencia del concreto tradicional. Esta cualidad
contribuye a culminar con la falta de permeabilidad en las estructuras tradicionales de concreto,
evitando fallas estructurales debido al encharcamiento y escurrimiento del agua.
La implementación del pavimento de concreto drenante tiene como finalidad mitigar el impacto de
las escorrentías superficiales en las vías. Se debe tener en cuenta que si no brindamos una solución
eficaz a este problema, las zonas urbanas se verán afectadas por inundaciones, encharcamientos y
por consecuencia, desgaste en los pavimentos, afectando el tránsito peatonal y vehicular.
Esta investigación describe algunos antecedentes sobre las consecuencias de las inundaciones por
falta de captación de aguas de lluvias y la importancia del pavimento drenante. Se plantea la
problemática del presente estudio y se trabaja sobre la base de los objetivos. La teoría es parte
fundamental para abordar conceptos relacionados al pavimento drenante, pero la parte modular de
este trabajo está en la propuesta de diseño de mezcla del concreto drenante como capa de
rodadura, donde se establecen los parámetros a seguir para el desarrollo, construcción y
mantenimiento del pavimento drenante.
Las posibles limitaciones que pueda presentar el concreto drenante son las siguientes:
Una alternativa para la gestión de aguas pluviales es el uso del concreto drenante como un
método para el manejo de estas aguas.
El flujo de las precipitaciones es mayor en los pavimentos de concreto drenante en comparación
al pavimento convencional, el agua se traslada por los poros (Shackel B., Ball J., Mearing M.
2013). Dependiendo de las condiciones del terreno, el agua puede drenarse hacia el subsuelo o
ser derivada hacia donde exista una necesidad de uso de agua. El drenaje de las precipitaciones
en los pavimentos de concreto drenante es reconocido como una mejor práctica de manejo de
aguas pluviales (BMP). El uso de concreto drenante es considerado como sostenible por el
programa LEED, ya que fomenta impactos positivos en el medio ambiente como reutilizar un
recurso no renovable. (Akerst Craigh, 2015).
El pavimento drenante es considerado una alternativa sostenible, puesto que la elevada
permeabilidad permite solucionar el problema del escurrimiento superficial proveniente de las
aguas pluviales evitando los encharcamientos. El alto porcentaje de vacíos permite la circulación
del aire y la menor retención de calor disminuyendo los efectos de albedo. Los pavimentos de
concreto drenante requieren de menor iluminación a la mayor reflexión que tienen a la luz.
Reducen la necesidad de construir pozos de retención para almacenar el agua pluvial. El mismo
pavimento actúa como área de retención, lo que reducirá el costo de la construcción. La textura
del pavimento drenante proporciona la fricción suficiente para los vehículos y reduce el
hidroplaneo, aún con lluvia, permitiendo seguridad a los conductores y a los peatones.
El pavimento drenante es durable y resistente al tiempo con el mantenimiento adecuado.
(Sebastián Arias, 2013). En la figura se evidencia lo mencionado anteriormente.
Ilustración 3 Hydraulic Performance of Pervious Concrete Pavements ” por Chopra Manoj,
Wanielis ta Martin, Spence Jos hua, Ballock Craig, 2015
Permite la infiltración del agua de lluvia hacia el subsuelo reduciendo la cantidad de agua en
los sistemas de drenaje.
Disminuye el tratamiento de las aguas, puesto que reduce la contaminación de esta.
Innovadora técnica de construcción sustentable, basada en la reducción de contaminantes.
Retención de contaminantes, tales como aceites, anticongelantes y otros líquidos derivados
del petróleo, que en un momento dado podrían desembocar en lagos, ríos y océanos.
(Perales Momparler Sara, Ignacio Andrés Doménech. 2014).
Facilita el uso de geotextiles para la retención de aceites, evitando la contaminación de las
capas inferiores del suelo.
Reduce la captación de radiación solar, disminuyendo la temperatura del medio donde se
encuentra instalado el concreto drenante, esto se debe a la alta porosidad que presenta el
concreto.
6. HORMIGON POROSO
El hormigón poroso es uno de los materiales para suelos más utilizados en pavimentos para
exteriores. Este tipo de hormigón es bastante habitual en parkings, caminos, pistas de pádel,
invernaderos, calles con poco tráfico, interior de urbanizaciones, etc. No solo es conocido como
hormigón poroso, sino que también hay quien utiliza otro término: el de hormigón permeable. Lo
digan como lo digan, se trata del mismo tipo de hormigón.
También es un material muy ligero: tiene solo un 70% del peso habitual en otros hormigones,
aunque el porcentaje exacto puede variar según la mezcla utilizada. Esa mezcla se caracteriza por
llevar arena, puede que muy poca cantidad de esta, junto al cemento Portland, el agua y el
agregado grueso. No obstante, se trata de una mezcla dura que presenta poca resistencia a la
comprensión al tener huecos para el correcto drenaje del agua de lluvia.
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El revenimiento (asentamiento) se usa para medir la consistencia del concreto. Para una
proporción dada de cemento y agregado, cuanto mayor sea el revenimiento, más
húmeda es la mezcla. Se determina de acuerdo con la norma ASTM C143, no es una
prueba que se considera para fines de control de calidad, como en el caso del concreto
convencional, sólo se considera como un valor de referencia, esto se debe a que la
mezcla es demasiado rígida y la medición del revenimiento en la mayoría de los casos no
es aplicable.
La densidad del concreto drenante en estado fresco s e puede determinar por las
normas ASTM C1688/C1688M, y está directamente relacionada con el con el contenido
de vacíos . La densidad de las mezclas de concreto drenante es aproximadamente 70%
del peso volumétrico de las mezclas de concreto convencional.
El peso volumétrico del concreto drenante oscila entre 1,680 a 2,010 kg/m3,
dependiendo del porcentaje de vacíos.
El tiempo de fraguado inicial ocurre entre dos y cuatro horas después de haber sido
depositado en el lugar, y nos define el límite de manejo, es decir el tiempo por el cual
el concreto drenante en estado fresco ya no puede ser mezclado de forma adecuada,
colocado y compactado; el fraguado final ocurre entre cuatro y ocho horas de ser
depositado en el lugar, y está definido por el desarrollo de la resistencia, que se genera
con gran velocidad. El fraguado inicial y final se determina por el ensayo de resistencia a
la penetración. (Kevern, J. T., V. R. Schaefer, K. Wang, and M. T. Suleiman. 2013).
Los principales factores que hay que tener en cuenta son el clima/temperatura, relación
agua- cemento, contenido de cemento/adiciones, tipo de cemento, aditivos químicos y el
mezclado.
Notas:
6.3. Durabilidad
Hielo- deshielo
Depende de la saturación de los huecos en el momento en que empiece la congelación
Características rápidas de drenaje parecen evitar que la saturación ocurra
La nieve se descongela más rápido.
Resistencia a los sulfatos
Mas susceptibles que los hormigones convencionales
Hormigones permeables se pueden utilizar en suelo o aguas subterráneas con presencia de
sulfato han de asilarse
Resistencia a la abrasión
Problemática sobre todo en zonas donde se utiliza maquinas quitanieves
Aridos sueltos en las primeras semanas de apertura reduciéndose raveling con el paso del
tiempo
Técnicas apropiadas de compactación y curado evitara el raveling
6.4.
7. Diseño
Factores que determinan los pavimentos de hormigón poroso
Consideraciones hidrológicas
Lluvia
Permeabilidad
Capacidad de almacenamiento
Subbase
Explanada.
Consideraciones Estructurales:
Subbase y la explanada
Suelos arcillosos y expansivos
Juntas de dilatación
8. Construcción
El proceso constructivo de un asfalto drenate es muy similar al de una mezcla convencional. A
continuación se describe dicho proceso.
PASO 1
El proceso constructivo de rasante, base, subbase es igual que un pavimento convencional,
cambia en este punto de extensión de la mezcla asfáltica en la cual se impermeabiliza la subbase
para impedir el flujo de agua proveniente de la carpeta de rodadura
PASO 2
Afinación de la carpeta asfaltica
PASO 3
Compactación de la carpeta asfaltica
PASO 4
Riego del imprimante de la carpeta asfaltica
PASO 5
Delimitación de carriles e implementación de señalización
9. Mantenimiento
Funcionan bien con poco o nulo mantenimiento.
Consiste principalmente en prevenir la obstrucción de los huecos.
Ubicación debe presentar un entorno evitar el flujo de materiales en la superficie.
Suelo, rocas, hojas y otros residuos pueden infiltrase e impedir el flujo del agua y
disminuir la utilidad del pavimento.
METODOS:
Aspirar cada año o más a menudo puede ser necesario para eliminar los residuos de
la superficie
Lavado a presión restaura a veces el 80% a 90% de la permeabilidad.
Prácticas de mantenimiento están en desarrollo.
10. Antecedentes en el Perú
En el Perú, las infraestructuras de carreteras en asfalto tienen como objetivo principal la buena
circulación en el tránsito. Sin embargo, no han considerado la importancia del drenaje de aguas
pluviales, pues muchas veces la falta de ello ha provocado grandes inundaciones en las zonas
urbanas. A pesar de que nuestro país se ha visto afectado, en los últimos años, por intensas
lluvias en todo el territorio nacional, tanto en la Costa, como en la Sierra y la Selva. Del mismo
modo vías vehiculares han sido afectadas en su gran totalidad.
El Perú es uno de los países más vulnerables a este tipo de catástrofes ambientales, siendo la
más perjudicial “El fenómeno del Niño”, pues en 1925 “El Fenómeno del Niño” castigó la costa
norteña dejando un alto grado de damnificados, tanto en pérdidas eco nómicas y humanas. En
1983, las provincias de Piura, Tumbes y Lambayeque fueron sometidas a fuertes lluvias e
inundaciones, con daños a la población económicamente activa, perdiendo hectáreas de cultivo
agrícola, destrucción de carreteras y puentes. En 1998, aproximadamente 15 años después,
nuestro país fue nuevamente azotado por fuertes lluvias durante semanas, siendo los más
afectados los pobladores del norte costero. Luego de 19 años (2017), nuestro país sufrió terribles
daños ocasionados por “El fenómeno del Niño Costero” dejando 242 puentes destruidos y
2,629 kilómetros de carreteras deterioradas, requiriendo una inversión para la reconstrucción
del país. En los últimos años, ha crecido el interés a nivel mundial por la implementación del
concreto drenante como solución a la ausencia de captación de las lluvias en los pavimentos.
11. Conclusiones