04 Diseño de Juntas

DISEO DE JUNTAS Ing. Diego H. Calo

Coordinador Departamento Tcnico de Pavimentos

JORNADAS DE ACTUALIZACIN TCNICA

Direccin Nacional de Vialidad Casa Central

19 y 20 de Noviembre de 2014

INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

NDICE DE LA PRESENTACIN

Tipos de Juntas.

Consideraciones de diseo de

juntas.

Intersecciones a nivel.

Transiciones.

2


Disposicin de juntas

El objetivo es copiar el patrn de fisuracin que naturalmente

desarrolla el pavimento en servicio mediante un adecuado diseo y

ejecucin de juntas transversales y longitudinales, e incorporar en las

mismas mecanismos apropiados para la transferencia de cargas.

Un adecuado diseo de las juntas permitir:

Prevenir la formacin de fisuras transversales y longitudinales.

Proveer transferencia de carga adecuada.

Prevenir la infiltracin de agua y de materiales incompresibles a la

estructura del pavimento.

Permitir el movimiento de las losas contra estructuras fijas e

intersecciones

3


4

Desarrollo natural de fisuras

3

3. Fisuracin longitudinal.

2

2

2

2. Fisuracin intermedia (transversal).

1. Fisuracin inicial (transversal)

1

1


TIPOS DE JUNTAS

JUNTAS TRANSVERSALES

JUNTAS LONGITUDINALES

Contraccin: Controlan la formacin de fisuras

Construccin: Juntas de fin de jornada o por imposibilidad de

continuar con el hormigonado.

Aislacin / Dilatacin: permite movimientos relativos con

estructuras fijas u otros pavimentos.

Contraccin: o articulacin: Controlan la formacin de fisuras

Construccin o ensamblada: Pavimentacin por fajas.

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Tipos de juntas (FUERA DE ESCALA)

Estruc

Fija

Junta Transversal de

Contraccin con

Pasadores y sin Pasadores

Junta Transversal de

Construccin y de dilatacin

Junta Longitudinal de

Contraccin o de articulacin

con y sin Barras de Unin.

Junta Longitudinal de

Construccin o ensamblada

con y sin Barras de Unin.

Junta de aislacin sin

Sobre-espesor y con

Sobre-espesor.

Estruc

Fija

A1 A2

B E

C1 C2

D1 D2

F1 F2

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Separacin entre juntas

Separaciones Recomendadas

Sep. Mxima recomendada: 6,0 m.

Bases Cementadas: 21 x E

Bases Granulares: 24 x E

Otras Consideraciones

Relacin largo/ancho < 1,5 (Recomendado 1,25).

Otros factores que influyen: Coef. Dilatacin Trmica del H, Rigidez de la base,

Condiciones Climticas, etc.

DEBE PRIMAR LA EXPERIENCIA LOCAL

7


Es FUNDAMENTAL observar el

comportamiento de pavimentos

similares construidos en la zona.

8


Para incorporar las LECCIONES APRENDIDAS a los

nuevos diseos

9


Transferencia de carga por trabazn

entre agregados

Interaccin de corte entre partculas de agregados de las caras de la junta por debajo del aserrado primario.

Resulta aceptable para vas de bajo trnsito pesado

(80 a 120 VP/d)

El grado de transferencia de carga se encuentra

afectado por:

Espesor de losa.

Separacin entre juntas (abertura de juntas)

Empleo de agregados triturados.

Agregados con TM > 25 mm.

Subbases Rgidas.

Condiciones de soporte en bordes.

Trabazn entre agregados por

debajo del aserrado primario

10


11


Transferencia de carga - pasadores

Caractersticas:

Tipo de acero Tipo I (AL-220)

Superficie Lisa, libre de xido y con tratamiento que impida la

adherencia al hormign.

Longitud 45 cm.

Dimetro 25 mm para E 20 cm

32 mm para 20 < E 25 cm

38 mm para E > 25 cm

Separacin 30 cm. de centro a centro

15 cm. de centro a borde

Ubicacin Paralelo al eje de calzada

Mitad del espesor de losa

Mitad a cada lado de la junta transversal

Deben emplearse en vas de Trnsito Pesado (donde no es suficiente la

transferencia de carga por trabazn).

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Transferencia de carga - pasadores 13


Transversales de construccin

Se efectan al final de la jornada de trabajo

o en interrupciones programadas (puentes,

estructuras fijas, intersecciones) o por

imposibilidad de continuar con el

hormigonado.

La transferencia de carga se efecta a

travs del pasador.

Principales fuentes de rugosidad. Minimizar

su empleo. Intensificar los controles con la

regla de 3 m.

Espesor de losa "E"

1/2 E Pasador

14


15

Barra de Unin nervurada

E

E/3 E/2

Se construyen para controlar la fisuracin longitudinal.

Se ejecutan (por aserrado) cuando se pavimentan 2 o ms trochas

simultneamente.

La transferencia de carga se efecta por trabazn entre agregados.

Se recomienda ubicarlas junto a las lneas demarcatorias de divisin de carriles

(evitar las zonas de huellas).

No colocar barras de unin a menos de 40 cm. de las juntas transversales.

Longitudinales de contraccin o de

articulacin


Secciones tpicas

Cordn Integral Cordn Cuneta

Hasta 8,0 m

L

PLANTA

SECCIN

De 8,0 a 12,0 m

1/3 Ancho

L

PLANTA

(FUERA DE ESCALA)

De 10 a 12,5 m

1/3 Ancho

PLANTA

L

Cordn Integral Cordn Cuneta Cordn Integral Cordn Cuneta

2 Carriles 3 Carriles

Nota: El ancho de losa nunca debe superar la mxima separacin entre juntas transversales recomendada

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3 losas vinculadas

4 losas

Alt1: Vinculacin de juntas

extremas

Alt2: Vinculacin total (duplicar la

cuanta en la junta central)

NUNCA VINCULAR 5 LOSAS O MS


articulacin



articulacin

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Se ejecutan cuando la calzada es construida por fajas.

En caso de posibles ampliaciones, dejar los bordes con

machimbre.

No ejecutar el aserrado primario.

Prestar especial atencin a las condiciones de terminacin

de los bordes.

semicircular o trapezoidal

Barra de Unin corrugada

Machihembrado

E

E/2

Longitudinales de construccin o

ensamblada

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Juntas de dilatacin

Aslan el pavimento de otra estructura, tal como otra zona pavimentada

o una estructura fija.

Ayudan a disminuir tensiones de compresin que se desarrollan en

intersecciones en T y asimtricas.

Su ancho debe ser de 12 a 25 mm, ya que mayores dimensiones pueden

causar movimientos excesivos en las juntas cercanas.

La transferencia de carga se efecta a travs del pasador, sino debe

realizarse sobre espesor de hormign.

En pavimentos sin pasadores las 3 o 4 juntas prximas a la de dilatacin

deben ejecutarse con pasadores.

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Material de Relleno

Cpsula (30 mm de carrera libre con relleno)

20 mm

D= 25, 32 o 38 mm

1/2 E

Pasador

Material de Sellado

Espesor de losa "E"

Juntas de dilatacin 21


Juntas de aislacin

En intersecciones asimtricas o en T y contra algunas estructuras fijas no deben

colocarse pasadores, de modo de permitir movimientos horizontales

diferenciales. Material de Sellado

Material de Relleno

6 a 10 E

20 mm

E Estructura Fija

1,2 E

22


23

Como controlar la

fisuracin?

Tiempo

Resi

sten

cia

del H

Demasiado Tarde

Fisuracin

Ventana de

Aserrado

Temprano

Desprendimientos

Las tensiones de traccin

Exceden la resistencia del H

Resistencia Mnima sin

Desprendimientos excesivos


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Cuales son los factores principales que

inciden en este fenmeno

Caractersticas de la mezcla.

Condiciones Ambientales.

Condiciones de la superficie de

apoyo (terminacin superficial,

rigidez, permeabilidad).

Proteccin y curado del hormign.

Aserrado de juntas y

Posicionamiento de Pasadores.

Diseo de juntas de contraccin.

Cuales de estos factores

se encuentran bajo

nuestro control?


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Caractersticas de la Mezcla Recomendaciones Generales:

Evitar en la etapa de diseo el empleo de hormigones de elevada resistencia. Se

recomienda disear con una resistencia a flexin a 28 das del orden de 4,5 MPa.

Previo a su utilizacin en un proyecto, evaluar las caractersticas de los agregados, o

del hormign elaborado con los mismos (Coeficiente de expansin trmica, Mdulo

de elasticidad, Mdulo de rotura, etc.).

En la etapa de dosificacin, optimizar la distribucin granulomtrica de agregados

para minimizar el contenido de agua y de cemento.

Evitar el empleo de agregados con polvo adherido.

Emplear agregados saturados (+ importante en agregados de elevada absorcin y en

clima caluroso).


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Condiciones Ambientales

Brusca cada de temperatura o lluvia.

Altas temperaturas en das soleados.

Condiciones ventosas y de baja humedad.

Posibles riesgos (condiciones de reduccin de la ventana de aserrado)

Recomendaciones generales:

Extremar los recaudos en las tareas de curado y

proteccin durante las primeras horas.

Considerar la modificacin del horario de

pavimentacin (altas temperaturas en das

soleados).

Considerar la adopcin de medidas especiales

para incrementar la confiabilidad.


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Condiciones de la superficie de apoyo

Recomendaciones Generales:

Se deber contar con un apoyo firme,

uniforme y estable.

Si se emplean subbases rgidas deber

proveerse una terminacin lo ms lisa posible

(evitar trabas mecnicas).

Si se emplean subbases rgidas emplear un

ruptor de adherencia. (tratamiento bituminoso,

parafina, film de polietileno, etc.).

La base debe encontrarse saturada.

Si se emplea una subbase abierta, impedir la

penetracin del hormign en la base.


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Proteccin y curado del hormign


Aplicar el compuesto de curado en la

dosis apropiada tan pronto se finalicen las

tareas de terminacin.

Verificar una correcta distribucin del

producto y el tiempo de formacin de la

membrana.

Verificar elasticidad y comportamiento.

Bajo condiciones rigurosas puede

considerarse la adopcin de medidas de

proteccin adicionales.


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Aserrado de juntas y Posicionamiento de

Pasadores


- Pasadores libres de xido y con

tratamiento antiadherente en toda su

longitud. NO EMPLEAR GRASA.

- Pasadores perfectamente cortados, sin

rebabas ni resaltos.

- Verificar una correcta densificacin en

zonas de insercin o canastos.

- El aserrado debe comenzar tan pronto

como el hormign permita ser cortado sin

desprendimientos de agregados gruesos o

roturas.

- El aserrado nunca debe ser demorado o

interrumpido, ms all de la hora del da o

la condicin climtica.



Pasadores

30


31


- Profundidad de aserrado: 1/3 E Subbases

Tratadas; 1/4 E Granulares (JT); 1/3 E

Juntas Longitudinales.

- Contar con cantidad suficiente de

aserradoras en el frente (mnimo 3) y una

adicional para contingencias.

- La secuencia de corte se corresponde

exactamente con el mismo orden de

aparicin de las fisuras en el pavimento.

- No efectuar cortes alternados. Solo se

efecta en casos de contingencias.

- El corte de las juntas longitudinales se

debe efectuar levemente retrasado del

aserrado transversal.

Aserrado de juntas y Posicionamiento

de Pasadores


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Pasadores Desalineados


Pasadores

Mal Posicionamiento

de Pasadores


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Posicionamiento y Alineacin de Pasadores

Recomendaciones:

- Verificar posicionamiento y anclaje de los canastos.

- Verificar los procedimientos de demarcacin de la posicin de insercin (DBI).

- Verificar en las primeras jornadas (y luego peridicamente), la alineacin y posicin de

los pasadores (Remocin de H fresco, Extraccin de testigos, ensayos no

destructivos - recomendado).


Pasadores


Intersecciones

Espesor de calzada

Debe tenerse presente que el

trnsito que circula por la zona

fsica puede ser significativamente

mayor que el que los hace por las

ramas de aproximacin a la

interseccin y, por lo tanto, puede

ser necesario incrementar el

espesor de calzada en esas zonas.

La necesidad de aumentar el

espesor depender especialmente

del trnsito pesado medio diario

anual (TPMDA) que converja a la

interseccin.

Carretera 1 Carretera 2 Espesor de calzada

en zona fsica

Bajo TPMDA

(e1)

Bajo TPMDA

(e2) e2

Bajo TPMDA

(e1)

Alto TPMDA

(e3) e3

Alto TPMDA

(e3)

Alto TPMDA

(e3) e3 + 1 -3 cm

Se asume que e3 es mayor que e2 y que e2 es mayor que e1.

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Rotondas

Espesor de calzada

En rotondas, la fuerza centrifuga

provoca un desbalanceamiento de la

carga generando sobrecargas en las

ruedas externas.

El proyectista deber contemplar el

nivel de sobrecarga que pudieran

experimentar los vehculos pesados

al transitar por una rotonda.

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Disposicin de juntas en intersecciones

REGLAS GENERALES

QUE HACER

Respetar las separaciones mximas

recomendadas.

Mantener la relacin de esbeltez

por debajo de 1,5. Recomendado L/A

< 1,25.

Coincidir con juntas de pavimentos

existentes.

Coincidir juntas con estructuras

fijas (usualmente en pavimentos

urbanos).

Colocar armadura distribuida

(>0,05%) en ambas direcciones en

losas de esbeltez mayor de 1,5.

QUE NO HACER

Ancho de losas < 0,3 m.

Ancho de losas > 4,5 m. o a la sep.

mxima recomendada.

ngulos < 60 (recomendado ~ 90)

Esquinas interiores.

Formas irregulares (mantener losas tan

cuadradas como sea posible).

Ubicar juntas longitudinales en zona de

huellas.

36


Paso 1

1. Dibujar los bordes de calzada y los cordones cuneta (si existen).

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0.5 m 0.5 - 1.0 m

Paso 2 y 3

2. Trazar paralelas a los bordes donde se producen cambios en el ancho de calzada.

3. Dibujar las lneas que definen los carriles de ambas arterias.

40


4. Definir los carriles principales para pavimentacin. Donde los carriles intercepten las

paralelas trazadas extender las lneas ms all de las paralelas.

Paso 4

41


Paso 5

5. Trazar juntas transversales donde el pavimento cambia de ancho. No prolongar juntas que

alcancen una paralela. La juntas en la arteria transversal que se encuentran ms alejadas de

la principal deber ser de dilatacin.

42


Paso 6

6. Agregar juntas transversales intermedias a las anteriores. Mantener el espaciamiento por

debajo de las mximas recomendadas.

43


Paso 7

7. Extender los bordes del pavimento para definir la zona de interseccin.

44


?

?

? ?

Paso 8

8. Chequear las distancias entre la zona de interseccin y las juntas adyacentes.

45


Paso 9

9. Agregar juntas intermedias con espaciamientos uniformes, si las separaciones son

mayores a la mxima deseada.

46


Paso 10

10. Trazar lneas desde el centro de la curva a los puntos definidos por la zona de

interseccin y a cualquier junta intermedia alrededor de la interseccin. Agregar juntas a

lo largo de las mismas. Analizar y resolver los puntos conflictivos.

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Ajustar junta

Tapa de

Inspeccin

Reposicionar junta

por alcantarilla Junta de Dilatacin

perimetral

Armadura

48


49


50


51


52


Transiciones Para que una transicin presente un buen comportamiento en servicio,

deber cumplimentar las siguientes funciones:

Proveer una transicin geomtrica suave (en elevacin y pendiente transversal).

Proveer un cambio gradual de la capacidad estructural del pavimento.

Permitir los movimientos de las losas, segn sea necesario.

Minimizar los problemas asociados con el drenaje de la estructura del pavimento.

Mantener la condicin de transitabilidad.

Transicin entre

pavimentos de

hormign

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Transicin con pavimento flexible

Existen dos problemas que pueden surgir en las uniones entre un

pavimento de hormign y uno de concreto asfltico:

1. Problemas asociados al abrupto cambio en la rigidez de

las estructuras.

2. El fenmeno conocido como crecimiento de losas,

Alternativa para bajo volumen

de vehculos pesados

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Transicin con pavimento flexible Alternativas para elevado volumen de vehculos pesados

Recomendaciones:

En esta solucin para evitar el reflejo de fisuras en el pavimento flexible, se debe efectuar un borde biselado en la parte inferior de la losa de transicin.

Para evitar el crecimiento de losas, se debe incorporar barras de unin en las primeras 3 juntas transversales de contraccin, con el fin de mantenerlas unidas

firmemente y evitando que migren hacia el pavimento contiguo.

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Transicin con pavimento flexible Alternativas para elevado volumen de vehculos pesados

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Transicin con zona no pavimentada Alternativa para bajo volumen de vehculos pesados

57


58

Sellado de juntas

Objetivos Problemas asociados

Minimizar el ingreso de agua

1. Reduccin de la capacidad estructural global del

pavimento.

2. Infiltracin de agua a la interfase losa apoyo con

el riesgo de prdida de soporte por erosin.

Minimizar ingreso de materiales

incompresibles

1. Levantamiento de losas (blow-up)

2. Despostillamientos de los labios de las juntas.

Procedimiento

1. Adecuada seleccin del material de sellado.

2. Diseo y Ejecucin del reservorio.

3. Limpieza de la caja y aplicacin del puente de adherencia (si lo requiere).

4. Aplicacin del material de sello.


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Selladores lquidos

Su buen desempeo depende tambin de la

adherencia a largo plazo con las cara de la junta.

Trabajos previos a su colocacin: lavado, arenado

y soplado

Diferentes tipos: Aplicacin en fro o en caliente,

de uno o dos componentes y Autonivelantes o

de terminacin con herramienta.

Requieren de la aplicacin de un cordn de

respaldo.

Se respetar el Factor de Forma, segn material

de sellado (FF=E/A): Materiales en caliente FF =

1, Silicona FF = 0,5.

Vida til esperable: materiales en caliente: 3 a5

aos, silicona: 10 a 15 aos.

5-8 mm

A

Cordn de

respaldo

E

5-8 mm

A

Cordn de

respaldo

E

Juntas de Contraccin

Juntas de Construccin

Sellado de juntas


Dimensionamiento del reservorio

Clculo del movimiento esperado de las juntas

L = C L [CET (T.I. MAX/MIN T.H. MAX/MIN ) + c*]

Siendo:

L: Movimiento esperado de la junta.

L: Largo de la losa.

CET: Coeficiente de expansin trmica.

T.I.: Temperatura del Hormign durante la instalacin.

T.H.: Temperatura del Hormign en servicio.

c: Contraccin por secado remanente del hormign.

* la consideracin de la contraccin por secado depende de la edad del pavimento cuando

se realiza el sellado.

Situacin

Inicial

Mxima

Temp.

Mnima

Temp.

60


61

Ejemplo de Clculo

Datos: L = 4500 m.; CET = 11,5 x 10-6 1/C; Mnima Temp. del H: 5C; Mxima Temp. del H:

60C; c = 300 m/m.; C (coef. restriccin) = 0,65 /0,80.

Contraccin mxima: T. Instalacin mnima: 15C

L = 0,65 4500 mm (11,5 x 10-6 1/C 45C) = 1,51 mm.

Ancho de Caja: 5.5 mm 6.0 mm 6.5 mm 7.0 mm 7.5 mm 8.0 mm

Compresin (%): - 27% -25% -23% -22% -20% -19%

Elongacin mxima: T. Instalacin Mxima: 45C

L = 0,65 4500 mm [(11,5 x 10-6 1/C 40C) +0,003] = 2,22 mm.

Ancho de Caja: 6.5 mm 7.0 mm 7.5 mm 8.0 mm 8.5 mm 9.0 mm

Elongacin (%): 34% 32% 30% 28% 26% 25%

Dimensionamiento del reservorio


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Limpieza:

La limpieza es por lejos la tarea ms importante en

el sellado de juntas. Para la mayora de los

selladores lquidos, los distintos fabricantes

recomiendan esencialmente los mismos

procedimientos.

El objetivo es eliminar en forma integral todo resto

de lechada de cemento, compuesto de curado y

dems materiales extraos y de mejorar la

adherencia a las paredes de la junta.

1 Paso: Hidrolavado

Objetivo: Eliminar los restos de material fino

producto de las tareas de aserrado

La presin de agua deber ser de 5 a 7 kg/cm2.

Se recomienda aplicarlo inmediatamente despus

del aserrado secundario (cajeado).

Sellado de juntas


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2 Paso: Arenado

Objetivo: Alcanzar una textura rugosa en

las caras de la junta para mejorar la

adherencia del sellador a las paredes de

la junta.

El arenado no debe efectuarse

dirigiendo la boquilla directamente a la

junta.

La boquilla debe sostenerse en ngulo

cercana a la junta para limpiar los 25

mm superiores de la caja.

Debern efectuarse una pasada por cada

pared del reservorio para alcanzar

buenos resultados.

Sellado de juntas


64

Sellado de juntas

3 Paso: Soplado

Objetivo: Eliminar restos de arena,

suciedad y polvo de la junta y de la

superficie del pavimento, provistos por

la tarea anterior o el propio trnsito de

obra.

Presin recomendada 6kg/cm2.

Deber aplicarse en lo posible justo

antes de proceder a la instalacin del

cordn de respaldo y sellado.

Se debe repetir la limpieza con chorro

de aire en aquellas juntas que han

quedado abiertas durante la noche o

por perodos prolongados.


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Colocacin del material de respaldo

Impide el contacto del sellador con el fondo de la

caja y permite alcanzar el factor de forma

especificado.

Optimizar la cantidad de sellado utilizada,

minimizando las prdidas de material en el fondo de

la junta.

Dimetro: mnimo 25 % mayor que ancho de caja

(no estirar)

Se coloca con un herramienta especial (rueda), que

posiciona el cordn a la profundidad necesaria

A nivel de la superficie

Adherido al fondo

de la caja

No respeta el FF

QUE NO HACER

Sellado de juntas


66

Recomendaciones

Las juntas deben estar limpias, secas y libres de

agua y hielo.

No efectuar la colocacin con temperaturas por

debajo del punto de roco.

Suspender la colocacin frente a cualquier

inclemencia climtica. Verificar el estado de las

juntas previamente al reinicio de las tareas.

Antes de comenzar los trabajos de sellado, se

recomienda efectuar la instalacin en una seccin

de ensayo con la metodologa y equipamiento

propuesto.

Evaluar la metodologa propuesta mediante un

ensayo de adherencia in situ.

Sellado de juntas


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Ensayo de adherencia

Efectuar un corte transversal a la

junta de una cara a la otra.

Efectuar dos cortes longitudinales

de 3 pulgadas de longitud a ambos

lados de la junta.

Efectuar una marca a 1 pulgada de

distancia segn se ilustra.

Tomar firmemente el sello, ms all

de la marca efectuada y tirar a un

ngulo de 90.

El resultado es satisfactorio (pasa) cuando la marca de 1 pulgada se elonga hasta 4

pulgadas sin que exista prdida de adherencia.

Si se encuentran sellados distintos substratos, verificar la adherencia con ambos

substratos en forma separada. (Se extiende el corte longitudinal de un lado de la junta

para verificar la adherencia con el lado opuesto).

Sellado de juntas


68

Sellado de juntas


69

Sellado de juntas


ING. DIEGO H. CALO

COORDINADOR

DEPARTAMENTO TCNICO DE PAVIMENTOS

[email protected]

Gracias

70

04 Diseño de Juntas

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