ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE HORMIGONES REFORZADOS CON FIBRA, EN LA CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS AEROPORTUARIOS EN CHILE

En Chile existen aproximadamente 2,6 millones de metros cuadrados de pavimentos aeroportuarios rígidos construidos a la fecha, en el área de movimiento de la Red Nacional de la Dirección de Aeropuertos, según el levantamiento de pavimentos realizado en el año 2019. La mayoría de estos pavimentos tienen grandes espesores de losa que varían entre 30 a 45 cm con el fin de soportar las grandes cargas de las aeronaves a las cuales están solicitados. Con el paso del tiempo, en el rubro de los pavimentos viales, se han desarrollado nuevas tecnologías que permiten mejorar su calidad, otorgándole una mayor durabilidad, o, por el contrario, disminuir espesores de losa, manteniendo la durabilidad de un hormigón convencional. Es así como llega el hormigón reforzado con fibras (HRF) a revolucionar el área de vialidad de la ingeniería civil. El HRF corresponde al hormigón al cual se le han incorporado fibras en el proceso de mezcla, siendo las macrofibras de acero o sintéticas las principales utilizadas en aplicaciones de pavimentos. Las macrofibras han mostrado mejorar la capacidad última a flexión de las losas de hormigón, permitiendo un diseño estructural más eficiente del espesor de losa. Lo anterior mediante el uso de la resistencia residual a una deflexión de 3 mm (f150) dada en la norma ASTM C1609, la cual ha mostrado cuantificar los beneficios de agregar cualquier tipo de macrofibra en la capacidad de la losa. Al agregar la resistencia residual (f150) a la resistencia a flexión del hormigón (f1), se obtiene una resistencia a flexión efectiva (feff) que puede ser usada en programas de diseño de pavimentos estructurales existentes. Algunos valores de resistencia residual para aplicaciones de pavimentos varían entre 0,7 a 1,5 MPa. El objetivo de esta tesis que nace en el marco del Convenio de Colaboración entre la Universidad Técnica Federico Santa María y la Dirección de Aeropuertos del Ministerio de Obras Públicas es evaluar la factibilidad técnica – económica de implementar hormigón reforzado con fibras en aplicaciones de pavimentos aeroportuarios en Chile, ya sea en plataformas o en calles de rodaje de aeronaves. Para llevar a cabo lo anterior, se hace indispensable realizar un estudio bibliográfico para establecer el estado del arte y de la práctica, definiendo parámetros de diseño y especificaciones que permitan llevar cabo una correcta implementación de este tipo de tecnología en los pavimentos aeroportuarios, logrando así, un adecuado estudio de factibilidad económica que sea de utilidad para la Dirección de Aeropuertos.
 In Chile there are approximately 2,6 million square meters of rigid airport pavements built to date, in the area of movement of the National Airport Management Network, according to the pavement survey carried out in 2019. Most of these pavements have wide slab thicknesses that vary between 30 to 45 cm in order to withstand the high loads of the aircraft to which they are requested. Over time, new technologies have been developed in this area, which allow improving the quality of the pavement, giving it greater durability, or, on the contrary, reducing slab thicknesses, maintaining the durability of conventional concrete. This is how fiber-reinforced concrete (FRC) came to revolutionize the area of civil engineering roads. HRF corresponds to concrete to which fibers have been incorporated in the mixing process, with steel or synthetic macrofibers being the main ones used in pavement applications. The macrofibers have been shown to improve the ultimate flexural capacity of concrete slabs, allowing a more efficient structural design of the slab thickness. The foregoing by using the residual resistance at a deflection of 3 mm (f150) given in the ASTM C1609 standard, which has been shown to quantify the benefits of adding any type of macrofiber in the capacity of the slab. By adding the residual strength (f150) to the concrete flexural strength (f1), an effective flexural strength (feff) is obtained that can be used in existing structural pavement design programs. Some residual strength values for pavement applications range from 0,7 to 1,5 MPa. The objective of this thesis that was born within the framework of the Collaboration Agreement between the Federico Santa María Technical University and the Airports Management of the Ministry of Public Works is to evaluate the technical-economic feasibility of implementing fiber-reinforced concrete in airport pavement applications in Chile, either on platforms or on aircraft taxiways. To carry out the above, it is essential to carry out a bibliographic study to establish the state of the art and practice, defining design parameters and specifications that allow the correct implementation of this type of technology in airport pavements, thus achieving, a suitable study of economic feasibility that is useful for the Airports Management.