Refuerzo de hormigón adherido en el bulevar urbano de Peguera en Calviá (Mallorca).

Es por ello por lo que soporta un tráfico de vehículos pesados importante para una vía urbana, entre autobuses municipales, los de servicio a los hoteles, vehículos de recogida de basuras y de los servicios de mantenimiento municipales, camiones y camionetas de transporte de mercancías y camiones de suministro a obras (los cuales sólo pueden circular con permiso municipal). Este tráfico se sitúa alrededor de los 100 vehículos pesados al día, según los datos proporcionados por el Ayuntamiento.

Biel Ferrá. Ayuntamiento de Calviá . Rafael Rueda. IECA, Valencia. Carlos Jofré. IECA, Madrid.

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En Peguera existen tres grandes playas y un centenar de hoteles, concentrando por ello una intensa actividad económica que gira en torno a su calle principal, conocida como Bulevar de Peguera. Se trata de una vía de unos 2 km de longitud, que cuenta con una calzada de sentido único, de 4,00 m de ancho y aceras a ambos lados de 2,5 m de ancho, en donde se sitúan los principales comercios y establecimientos hoteleros.

El Bulevar de Peguera, situado en el término municipal de Calviá, es la principal arteria comercial de dicha localidad, por lo que soporta un tráfico importante para una vía urbana, que se sitúa alrededor de los 100 vehículos pesados al día. Dado que el firme de adoquines existente presentaba problemas de agotamiento, el Ayuntamiento abordó la renovación del mismo, con la premisa de reducir al mínimo el volumen de material a llevar a vertedero o planta de tratamiento de residuos, que supone siempre un problema medioambiental y económico en la isla de Mallorca. Se planteó la retirada de los adoquines y del mortero de agarre, disponiendo en su lugar un refuerzo de hormigón HF-4,0 MPa de unos 12 cm de espesor, adherido a la losa de hormigón existente. Para obtener la adherencia se fresó dicha losa y se extendió una lechada de cemento entre ambas capas. La textura final se consiguió mediante impresión con molde, coloreando previamente la superficie, a fin de imitar el adoquín original.

Dado que el firme de adoquines existente presentaba problemas de agotamiento, el Ayuntamiento abordó la renovación del mismo, con la premisa de reducir al mínimo el volumen de material a llevar a vertedero o planta de tratamiento de residuos, que supone siempre un problema medioambiental y económico en la isla de Mallorca

2. Antecedentes El firme del Bulevar antes de la actuación estaba compuesto por una capa de adoquines prefabricados de hormigón de 8 cm de espesor, colocada sobre una losa de hormigón de base interponiendo entre ambas una cama de mortero de cemento. La base de hormigón se apoya sobre una subbase de zahorra artificial que descansa sobre la explanada.

1. Introducción Peguera es una localidad perteneciente al término municipal de Calviá, uno de los enclaves turísticos más importantes de la isla de Mallorca y cuyo Ayuntamiento siempre se ha caracterizado por el tratamiento exquisito de sus espacios públicos y de sus pavimentos. Prueba de ello es el paseo peatonal con el que cuenta el municipio, de más de 30 km de longitud, que tiene un pavimento de hormigón de árido visto, probablemente el de mayor longitud de Europa con esas características.

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Tras 10 años en servicio y sometido a una tráfico importante de vehículos pesados, se apreciaban deformaciones en la superficie del firme del bulevar y roturas de numerosos adoquines, así como también un buen número de los mismos sueltos (Figura 2).

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Realizaciones Figura 1. Sección del firme existente.

Figura 2. Estado del firme del Bulevar antes de la actuación.

Aunque estas deformaciones eran generalizadas en todo el Bulevar, la pequeña profundidad de las mismas hacía pensar en que el fallo se debía al sistema de agarre de los adoquines y no a deformaciones de la capa de zahorra o de la explanada que pudieran haber originado roturas en la losa de hormigón de base. Ello se apreció claramente tras la realización de varias catas, en las que se procedió a la retirada del adoquín (Figura 3) y a la extracción y rotura de testigos de la losa de hormigón de base. Los principales resultados obtenidos de dichas pruebas fueron los siguientes:

• Falta de resistencia en la capa de mortero de cemento de agarre de los adoquines, debido seguramente a un contenido insuficiente de conglomerante. • Espesor variable de la capa de mortero de cemento de 2 a 4 cm. • Espesor medio de los testigos extraídos de la losa de hormigón de 17 cm, con un espesor mínimo de 15 cm. • Resistencia media a compresión de los testigos extraídos de 34,4 MPa. • Buen estado y ausencia de deformaciones y roturas en la losa de hormigón de base. • Espesor medio de la capa de zahorra artificial de 20 cm.

Figura 3. Retirada de los adoquines y detalle del mortero de agarre.

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En la renovación del firme, una de las premisas planteadas por los servicios técnicos municipales era la de minimizar la cantidad de residuos, aprovechando al máximo el firme existente. Esta exigencia suponía, además de un menor impacto ambiental de la obra, un importante ahorro económico, ya que en la isla de Mallorca, el coste de llevar material procedente de residuos de construcción y demolición a planta de tratamiento de residuos es muy caro (en la fecha de redacción del proyecto ascendía aproximadamente a 60 €/m3).

3. Solución adoptada Siguiendo esa exigencia de mínima generación de residuos, y dado el buen estado de la losa de hormigón de base existente, se planteó únicamente la retirada de los adoquines y de la capa de mortero de agarre, y su posterior traslado a planta de tratamiento, aprovechando la losa de hormigón de base como capa estructural del nuevo firme. Además, y en aras de la sostenibilidad, los adoquines de hormigón retirados fueron reciclados en planta para ser utilizados como árido en la fabricación de otros hormigones. El nuevo pavimento está formado por un refuerzo de hormigón de unos 12 cm de espesor, apoyado sobre la losa existente. Para poder soportar el tráfico pesado del Bulevar es necesario que ambas capas trabajen monolíticamente, con una adherencia perfecta entre ambas. Con objeto de conseguir dicha adherencia se procedió al fresado de la losa existente, así como a la limpieza de su superficie y la aplicación de una lechada de cemento sobre la misma, justo antes del hormigonado del refuerzo. Además, se colocó una armadura compuesta por una malla electrosoldada ME 20x20 010 mm a la mitad del espesor de la capa, para control de la retracción y la eventual fisuración, interrumpiendo la continuidad de dicha malla en las juntas longitudinales y transversales. La textura final, conforme a las exigencias del Ayuntamiento, se obtuvo mediante impresión con molde a fin de imitar el firme de adoquines existente antes de la actuación, coloreando previamente la superficie del hormigón con los colores también originales del Bulevar.

• Método para el cálculo de los espesores de refuerzos de hormigón en la rehabilitación de pavimentos de hormigón, desarrollado por el Corps of Engineers de los Estados Unidos.

4.1 Estudio del tráfico El tráfico en el Bulevar se halla restringido a 10 horas diarias, estando además su uso, únicamente permitido a autobuses de transporte público y de servicio a los hoteles, vehículos particulares de los residentes y comerciantes de la zona y a otros vehículos autorizados tales como taxis, servicios municipales de basuras y mantenimiento, y aquéllos asociados a obras con licencia (cuyo paso debe ser autorizado por el Departamento de Movilidad). Según los datos del Ayuntamiento, la distribución diaria (calculada como media anual), de vehículos pesados que circulan por el Bulevar previamente a la rehabilitación de su firme era la siguiente: • Autobuses de transporte público (3 líneas): IMDp = 60 vehículos/día. • Vehículos de recogida de basuras: IMDp = 2 vehículos/día. • Vehículos de servicios de mantenimiento municipales: IMDp = 3 vehículos/día. • Vehículos de obras con licencia y permiso municipal de acceso: IMDp = 5 vehículos/día. • Autobuses para servicio a hoteles: IMDp = 20 vehículos/día. Por tanto, la intensidad media diaria de vehículos pesados en el Bulevar (calculada como media anual), ascendía a 90 vehículos/ día, lo que supone un tráfico de proyecto T32 según la citada Norma 6.1-I.C.

4.2 Explanada Durante la redacción del proyecto se supuso que la explanada (superficie sobre la que apoya la capa de zahorra artificial), era de gran calidad, como corresponde a un vial que llevaba, en esa fecha, más de 10 años en servicio. No obstante y adoptando una postura conservadora, se consideró que esa explanada se correspondía con una de categoría E2 según la Norma 6.1-I.C.

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4.3 Sección de firme de referencia 4. Justificación estructural de la solución adoptada Al tratarse de una vía urbana no existe normativa estatal o autonómica de obligado cumplimiento para el diseño del firme. No obstante, para su dimensionamiento se tuvieron en cuenta las siguientes normas y recomendaciones: • Norma 6.1-I.C. Secciones de firme de la Instruccción de Carreteras del Ministerio de Fomento (BOE 12/12/2003). • “Guidelines for Bonded Concrete Overlays”. Technical Bulletin TB - 007.0 C, American Concrete Pavement Association de Estados Unidos (1990).

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Para un tráfico T32 y un explanada E2, si se hubiera tenido que proyectar un firme de nueva construcción, la sección del Catálogo de Secciones de Firme de la Norma 6.1-I.C. estaría formada por 21 cm de hormigón HF-4,0 (4,0 MPa de resistencia característica a flexotracción a los 28 días), sobre una capa de 20 cm de zahorra artificial apoyada sobre la explanada. Esta fue en todo momento la sección de referencia, debiendo ser la sección a construir (formada por la losa de hormigón existente y el refuerzo adherido de unos 12 cm de espesor), equivalente a ella.

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Realizaciones 4.4 Equivalencia con la sección de firme proyectada Como ya se ha comentado anteriormente, una vez retirados los adoquines y el mortero de agarre, y fresada la losa existente para mejorar la adherencia entre la base de hormigón existente y el refuerzo de hormigón, se disponíamos de una capa de hormigón sano de 17,00 cm de espesor medio y de resistencia media a compresión de 34,4 MPa, insuficiente para soportar el tráfico del Bulevar. El hormigón que exige la Norma 6.1-I.C. para la sección de referencia es un HF-4,0 MPa de resistencia característica a flexotracción a los 28 días, que viene a ser, aproximadamente, un hormigón HM-27,5 MPa de resistencia característica a compresión a los 28 días. Por ello, considerando que se trata de resistencias características y teniendo en cuenta la ganancia de resistencias con la edad del hormigón, el valor medio de resistencia a compresión de 34,4 MPa de los testigos extraídos podría considerarse equivalente al que se obtendría en un hormigón HF-4,0.

espesor de proyecto de una determinada capaes el mínimo en cualquier punto de la misma). C = 0,75 suponiendo un estado medio de la losa existente medio (valor que se utilizó en proyecto a la espera de confirmar su validez cuando se retirara totalmente la capa de adoquines. Se comprobó que se trataba de una hipótesis conservadora pues la losa se encontraba en buen estado). n = 1 suponiendo una adherencia perfecta entre los dos hormigones conseguida mediante un fresado y la aplicación de una lechada de cemento. Por tanto, aplicando la fórmula se obtenía: hr = 3,9 pulgadas = 9,75 cm En el caso de que no se consiguiera una adherencia perfecta, sería necesario considerar en el cálculo una adherencia parcial entre las capas, resultando con ello un espesor de refuerzo de: hr = 5,3 pulgadas = 13,25 cm

Para calcular la equivalencia de la sección formada por la losa de hormigón existente y por el refuerzo de hormigón adherido de 12 cm de espesor a disponer encima, se utilizó el método desarrollado por el Corps of Engineers de los Estados Unidos, que se resume en la fórmula: hr = (hn - C · h0n)1/a en donde: hr es el espesor del refuerzo (en pulgadas), h es el espesor del pavimento que se necesitaría para soportar el tráfico de proyecto (en pulgadas), h0 es el espesor del pavimento existente (en pulgadas). C es un coeficiente indicador del estado estructural (no de degradación superficial) del pavimento existente, que debe ser determinado por inspección visual, y para el que se recomiendan los siguientes valores: • C = 1,0 en pavimentos en buen estado. • C = 0,75 en los pavimentos en estado medio, con algunas roturas iniciales que luego no han progresado. • C = 0,35 en pavimentos en malas condiciones, fuertemente figurados. n es un exponente que varía con el grado de adherencia entre el refuerzo y el primitivo pavimento, y que vale: • n = 2 en refuerzos no adheridos. • n = 1,4 en refuerzos parcialmente adheridos. • n = 1 en refuerzos adheridos. Particularizando, para el caso del Bulevar de Peguera se adoptaron los siguientes valores: h = 21 cm = 8,4 pulgadas (según la sección de referencia de la Norma 6.1-I.C.). h0 = 15 cm = 6 pulgadas (espesor mínimo obtenido de los testigos, pues en los catálogos de firmes siempre se supone que el

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Por tanto, en el caso de darse una adherencia perfecta, el refuerzo necesario para conseguir una sección equivalente a la sección de referencia de la Norma 6.1-I.C. sería igual a 9,75 cm. En el caso concreto del Bulevar de Peguera, una vez retiradas las capas de adoquines y de mortero (8 cm + 2 a 4 cm de espesor), y teniendo en cuenta el espesor de losa fresado, de aproximadamente 1 cm, ello suponía que el espesor del refuerzo iba a estar comprendido entre los 11 y los 13 cm, por lo que se cumplía, con un cierto margen, con el valor determinado mediante la fórmula del Corps of Engineers de los Estados Unidos para refuerzos de hormigón adheridos, siempre que, como ya se ha mencionado, la adherencia conseguida en obra fuese correcta. Para el caso de las zonas en que la adherencia pudiera ser solamente parcial, también se cumpliría con el espesor calculado mediante dicha fórmula si se considera que, a la vista del estado de la losa, una vez retirados los adoquines, el coeficiente C que hace referencia al estado estructural de dicha losa, se acercaría más a 1 que el considerado en el cálculo de 0,75. No obstante, como medida de sguridad, ya en fase de ejecución se decidió disponer una armadura compuesta por una malla electrosoldada ME 20x20 010 mm, para control de retracción y fisuración, a mitad del espesor de la capa de refuerzo, interrumpiendo la continuidad de dicha malla en las juntas longitudinales y transversales. Dicha armadura, además de proporcionar una coacción a los movimientos del hormigón, lo que era de gran interés en las zonas en las que la adherencia pudiera no ser perfecta, permitió separar algo más las juntas respecto a lo establecido en el proyecto. En todo caso, en el proyecto se recalcaba la importancia de ejecutar en obra, de manera adecuada, las medidas previstas para la consecución de una buena adherencia, mediante el fresado de la losa existente y, justo antes del hormigonado, la limpieza de la misma y la distribución sobre ella de una lechada de cemento, como se hizo en obra.

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Figura 4. Disposición de juntas y del armado de las losas del refuerzo.

En cuanto a la disposición de las juntas, se aplicó un ratio intermedio entre 20 y 25 veces el espesor del refuerzo, para las juntas transversales, disponiendo éstas cada 2,75 m. Dado que el ancho del vial es de 4 m, se realizó una junta longitudinal central que dividía el pavimento en dos semianchos, tal y como se muestra en la Figura 4.

Figura 5. Estado de la losa inferior.

En el Bulevar se dispusieron imbornales para la recogida de aguas pluviales a ambos lados de la calzada, en la zona de separación entre la misma y las aceras, siendo necesario por tanto un bombeo con una inclinación del 1%.

5. Ejecución del refuerzo 5.1 Retirada del pavimento de adoquines y del mortero de agarre existentes

Figura 6. Detalle de la losa inferior tras el fresado. Se aprecia una de las juntas originales.

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Se realizó la demolición de la capa de adoquines y del mortero de agarre con medios mecánicos ligeros, cargando los materiales sobre camión para su posterior traslado a planta de tratamiento, según se muestra en la Figura 3.

5.2 Reparaciones previas Debido al buen estado de la capa de hormigón existente por debajo de los adoquines, en la que no se apreciaron fracturas, deterioros o fisuras importantes (Figura 5), no fue necesaria la reparación, saneo o cosido en ninguna de las losas. Al buen estado de la base contribuía la disposición de las juntas, que en su día se ejecutaron en dicha capa y que se pueden apreciar en la Figura 6.

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Realizaciones 5.3 Fresado y limpieza de la superficie de la losa de hormigón existente Se procedió al fresado mecánico de la superficie (Figura 7), con un espesor medio de 1 cm, a fin de sanear la superficie del hormigón y mejorar la adherencia entre capas. Posteriormente se realizó una limpieza mediante chorro de agua a presión y soplado por aire. Esta limpieza, realizada al poco tiempo de terminado el fresado, no era la limpieza definitiva, ya que necesariamente y como máximo dos horas antes del inicio del hormigonado, había que realizar una limpieza definitiva para poder disponer sobre la losa la lechada de unión. La existencia de polvo y suciedad en la superficie podría originar la no adherencia de las capas y por tanto el mal funcionamiento del refuerzo.

5.4 Extensión de la lechada de adherencia Se extendió, mediante máquina regadora, una lechada de cemento de adherencia, con una dotación media de 15 l/m2 y con una dosificación de 1.200 kg de cemento y 600 l de agua, debiendo estar siempre la relación agua/cemento por debajo de 0,6 (Figura 8). Entre la distribución de la lechada y el inicio del hormigonado no debían pasar más de 90 minutos, para evitar así que dicha lechada se secara antes de recibir el hormigón. En el caso de que ello no fuera así se debía eliminar ésta mediante chorro de arena y volver ser aplicada después de la limpieza de la superficie. Otra de las premisas era la de evitar zonas encharcadas de lechada, que suelen proporcionar una muy mala adherencia, así

Figura 7. Equipo utilizado para fresar la base de hormigón y detalle del acabado de la superficie.

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Figura 8. Equipo utilizado para fabricar la lechada.

Figura 10. Armadura colocada sobre los separadores inmediatamente antes de iniciarse el hormigonado.

como zonas de `calvas´ en donde no hubiera lechada. Finalmente se exigía que la lechada se distribuyera sin estar colocada la armadura para evitar que ésta se manchara, disminuyendo por ello la adherencia con el hormigón.

5.5 Disposición de las armaduras Como se ha comentado, se decidió disponer, una vez ya en obra, una armadura compuesta por malla electrosoldada ME 20x20 010 mm, que se interrumpía en las juntas transversales y longitudinales, según se aprecia en la Figura 4. Las mallas, situadas a mitad del espesor del refuerzo y por tanto con un recubrimiento de aproximadamente 5 a 6 cm de hormigón, se colocaban sobre separadores (Figura 9). Además estas mallas, una vez “repalnteads”, se almacenaban, antes de ocupar su lugar definitivo en la losa, de pie apoyadas en las vallas laterales de la obra para permitir la entrada de los camiones hormigonera por el bulevar. Una vez llegaba el camión hormigonera y se posicionaba para el vertido (con la canaleta extendida a su máxima longitud), se colocaba la armadura en su sitio sobre los separadores. Figura 9. Distribución al inicio de la obra de toda la armadura del vial.

5.6 Extendido del refuerzo de hormigón Antes del vertido del hormigón se colocó alrededor de los bordillos y otros elementos rígidos, tales como arquetas y pozos de registro, una lámina delgada de polietileno de 2 mm de espesor, en todo el espesor del refuerzo, a modo de junta de dilatación, tal y como se aprecia en la Figura 11. Como ya se ha comentado, el vertido del hormigón debía producirse antes de que se secara la lechada de adherencia y una vez colocadas las mallas sobre los separadores, por lo que la distancia entre el equipo regador de lechada y el vertido del hormigón debía ser pequeña. Figura 11. Disposición de la lámina de polietileno de separa-

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ción sobre el bordillo.

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Realizaciones Figura 12. Varios momentos del proceso de hormigonado.

Figura 13. Esquema de la secuencia de hormigonado.

Debía evitarse, en la medida de lo posible, la entrada de camiones hormigonera cuyas ruedas tuviesen restos de barro o tierra que pudieran ensuciar la losa que había sido previamente limpiada. Por ello, en la obra se disponía de un equipo de limpieza (chorro de arena, hidrolimpiador y soplador), para eliminar eventuales contaminaciones. El hormigón a colocar era un HM-30, equivalente, aproximadamente, al HF-4,0 (4,0 MPa de resistencia característica a flexotracción a 28 días) prescrito en la Norma 6.1 – I.C. El tamaño máximo del árido se fijó en 12 mm, debido al pequeño espesor del refuerzo.

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Una vez extendido el hormigón (figura 12 y 13) se enrasaba mediante regles manuales para obtener los niveles, dejando el hormigón preparado para ser coloreado e impreso.

5.7 Coloreado y textura final Para la obtención del color y la textura final (Figura 14) se realizó un tratamiento de hormigón impreso, espolvoreando previamente sobre la superficie del hormigón fresco un producto con pigmentos inorgánicos de alta calidad. El color y la textura fueron elegidos por los servicios técnicos municipales a fin de reproducir el pavimento de adoquines original sustituido.

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Figura 14. Detalle de la ejecución del coloreado y textura final del pavimento.

6. Control de calidad

Figura 16. Ensayo de resistencia al corte de testigo.

Durante la ejecución de la obra se realizó un control de resistencias del hormigón, mediante probetas prismáticas a flexotracción (Figura 15), siguiendo el criterio de aceptación recogido en el Art. 550 del PG-3. No hubo ningún problema de resistencias siendo conformes todos los lotes. No obstante, el control más interesante fue el que se realizó a posteriori, una vez ya concluida la obra, y que consistió en la extracción de 4 testigos con una profundidad igual al espesor del refuerzo más el espesor de la losa de hormigón vieja, para determinar la resistencia al corte en la superficie de unión entre los dos hormigones (Figura 16). La distribución de los testigos se hizo de forma aleatoria en la superficie del Bulevar, con la excepción de que dos de ellos correspondían a la zona hormigonada el primer día, en el que se detectaron, entre otros, problemas de encharcamiento de lechada. Como era de esperar, los testigos de esta zona se rompieron, al sacarlos, por la superficie de unión de ambos hormigones. Sin

embargo, en los otros dos testigos procedentes de zonas ejecutada en días posteriores, en los que la lechada se distribuyó de una manera correcta, se obtuvieron resultados de resistencia a cortante importantes (1,17 y 1,42 MPa).

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Figura 15. Detalle de la fabricación de probetas para rotura a flexotracción.

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