patologias en pavimentos
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Patologias en pavimentosTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO
Facultad de Ingeniería
Escuela Profesional de Ingeniería Civil y Ambiental
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
PATOLOGIAS EN LOS PAVIMENTOS DEL DISTRITO DE LA VICTORIA-
CHICLAYO-PERU
AUTORES:
RIOJAS GALLARDO LARISA
PEREZ SANCHEZ LEYDI
OLIVERA MUNDACA ROSMERY
CHUMIOQUE UCEDA KEVIN
DELGADO DELGADO ANDY
FECHA:
CHICLAYO, MAYO DE 2016
I. INFORMACIÓN GENERAL
1. TITULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
PATOLOGÍAS EN PAVIMENTOS DEL DISTRITO DE LA VICTORIA-
CHICLAYO-PERÚ
2. AUTORES:
RIOJAS GALLARDO LARISA
PEREZ SANCHEZ LEYDI
OLIVERA MUNDACA ROSMERY
CHUMIOQUE UCEDA KEVIN
3. DOCENTE:
AQUINO TRUJILLO, JURY YESENIA
4. TIPO DE INVESTIGACIÓN:
INVESTIGACION
EXPLICATIVA
5. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN:
Análisis y diseño de Ingeniería – Ambiental
6. LOCALIDAD E INSTITUCIÓN DONDE DESARROLLARÁ EL PROYECTO:
El proyecto se desarrollará en el distrito de la Victoria-Chiclayo,
Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo
7. DURACIÓN DEL PROYECTO:
8. PERÍODO QUE DURARÁ EL PROYECTO: 3 meses
9. FECHA DE INICIO: Abril 2016
FIRMA DEL AUTOR DEL PROYECTO:
1. FIRMA DEL ASESOR DEL PROYECTO:
2. FECHA DE PRESENTACIÓN
Ciclo académico 2016-I
II. PLAN DE INVESTIGACION
1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
1.1. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
Desde que el hombre tuvo la necesidad de trasladarse de un lugar a otro, este se
ha preocupado por valerse de los medios que les proporcione rapidez y
comodidad creando el vehículo que lo transportara y el camino el que circule,
para el caso del transporte terrestre, es así que el problema de la Ingeniería civil
es la ejecución de obras de pavimentos que garanticen la posibilidad de
transporte. (Moreno 2015)
En los Estados Unidos, en 1920, se inició la investigación en el área de
pavimentos, con el fin de mejorar el diseño, el mantenimiento y la
construcción de carreteras. En 1959 y 1960, la American Association of state
Highway Officials AASHO, llevó a cabo varios estudios teóricos y empírico.
A partir de esta investigación se han desarrollado programas de
mantenimiento que aun en la actualidad se ejecutan, variando solo en su nivel
de detalles y formalidad, así como en el nivel de tecnología empleada, el cual
ha ido avanzando aceleradamente. (Sandoval 2012)
En el Perú las vías de comunicación más utilizadas dentro del territorio son las
terrestres. Dentro de estas se encuentran los caminos, carreteras, etc. Las
carreteras permiten optimizar los tiempos de recorrido de los vehículos debido
al diseño de capa de rodadura. Es así como un buen diseño de estas carreteras
es necesario para garantizar su correcto desempeño y durabilidad. (Arakaki
2014)
En el distrito La Victoria –Chiclayo actualmente se presentan problemas de
deterioro en las calles, causadas por la fatiga que sufren las capas asfálticas al
ser sometidas a las cargar repetidas del tránsito. Es de suma importancia
sistematizar a las fallas, detectar las causas que las producen y los
mecanismos requeridos para evitarlas y dar a conocer a todos los usuarios
soluciones para reducir o eliminar las patologías a edad temprana.
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Qué tipo de patologías existen en los Pavimentos del distrito de la Victoria-
Chiclayo y de qué manera podemos ayudar al mejoramiento de estas?
1.3. JUSTIFICACIÓN
CONVENIENCE:
El estudio del tema servirá a los habitantes del distrito la Victoria- Chiclayo
para tener conocimiento sobre los actuales problemas de patologías en
pavimentos que se están dando, además de analizar las diferentes variables
que lo ocasionan, Otorgar soluciones para la conservación y rehabilitación de
los mismos, al mínimo costo y con el más eficiente resultado posible. Y
plantear tipos de técnicas de reparación aplicadas en obras de pavimentación.
RELEVANCIA SOCIAL:
El desarrollo de la viabilidad del tránsito es una importante necesidad
nacional para romper el aislamiento de los pueblos, su integración es una
necesidad y una meta nacional desde el punto de vista social y económico
(Manual de Carreteras 2014).
Al conocer en qué estado se encuentran los pavimentos del distrito de la
Victoria en la actualidad se tomaran medidas frente a la situación.
Los beneficiados serán todos los habitantes del distrito ya que si se dan
soluciones o se previenen los problemas de patologías tendrán mejores
pavimentos, sin patologías, y de esta manera se evitarán accidentes, tráfico,
una ciudad contaminada, etc.
IMPLICACIONES PRÁCTICAS :
La evaluación de un pavimento a nivel mundial se realiza para obtener una serie de
indicadores de servicio a fin de alimentar un sistema de Gestión. Con el objetivo de
identificar los trabajos que requieran atención inmediata. (Bautista 2016)
Nuestros datos obtenido es campo ayudara a clasificar cada calle del distrito del
victoria como Muy buenas, Buenas, Regular, Mala, Muy malo, Intransitable, para así
tomar las medidas respectivas, y determinar qué tipo de rehabilitación necesita el
pavimento.
VALOR TEORICO:
Se analizan los problemas ocasionados en patologías de pavimentos para obtener un
resultado ya sea por su causa que se puede producir como falla en pavimento,
pudiendo evitar cualquier tipo de falla o deterioro en dicho pavimento.
Posteriormente se analiza los problemas con el fin de obtener parámetros por la cual se
pueda mejorar y prevenir los diseños existentes en pavimentos.
2. MARCO DE REFERENCIA:
2.1. Aspectos Generales
2.2. Definiciones
2.2.1 Patologías.
Labrador (2013) Indica que la patología de pavimento se define como el estudio sistemático
de los procesos y características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede
sufrir el concreto, sus causas, sus consecuencias y remedios.
2.2.2. Pavimentos:
El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daños que alteran su estructura interna
y comportamiento. Algunos pueden ser congénitos por estar presentes desde su concepción
y/o construcción; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida útil; y otros
pueden ser consecuencia de accidentes. Los síntomas que indican que se está produciendo
daño en la estructura incluyen deterioros, ondulaciones, bacheos, hinchamientos, fisuras u
otros.
Labrador (2013) afirma que el hombre comenzó a vivir en comunidad y en asentamientos
estables, busco material y procesos constructivos para conseguir una pavimentación que
fuera confortable y duradera. Desde piedras naturales pasando por adoquines etc. han sido
muchos los tipos de materiales empleados en la pavimentación a lo largo de tiempo. Al
principio, los criterios eran fundamentalmente prácticos pero posteriormente fueron
completados con otros donde la belleza y el diseño fueron más relevantes.
Con la aparición del cemento fue posible la fabricación de piedra artificial como pavimento
con piezas de diversas formas y tamaños. La tecnología de la piedra artificial dio paso al
mosaico hidráulico antecedente del terrazo muy utilizado desde el último cuarto del siglo
XIX.
a) Pavimentos flexibles:
Consiste una carpeta asfáltica proporciona la superficie de rodamiento, las cargas de los
vehículos hacia las capas inferiores se distribuyen por medio de las características de
fricción y cohesión de las partículas de los materiales; y la carpeta asfáltica se pliega en
pequeñas deformaciones de las capas inferiores sin que su estructura se rompa.
(Gonzales 2016)
b) Pavimentos rígidos:
La superficie de rodamiento de un pavimento rígido es proporcionada por losas de
concreto hidráulica, las cuales distribuyen las cargas de los vehículos hacia las capas
inferiores por medio de toda la superficie de la losa y de las adyacentes, que trabajan en
conjunto con la que recibe directamente las cargas. Este tipo de pavimento no puede
plegarse a las deformaciones de las capas inferiores sin que se presente la falla
estructural. Aunque en teoría, las losas de concreto hidráulico pueden colocarse en forma
directa sobre la subrasante, es necesario construir una capa de sub-base para evitar que
los finos sean bombeados hacia la superficie de rodamiento al pasar los vehículos, lo
cual puede provocar fallas de esquina o de orilla en la losa (Gonzales 2016)
2.3. Construcción de los Pavimentos
2.3.1. Procesos constructivos
Base.
Rebolledo (2010) indica que la base es la capa situada debajo de la carpeta. Su
función es eminentemente ser resistente, absorbiendo la mayor parte de los
esfuerzos verticales y su rigidez o su resistencia a la deformación bajo las
solicitaciones repetidas del tránsito suele corresponder a la intensidad del tránsito
pesado. Así, para tránsito medio y ligero se emplean las tradicionales bases
granulares, pero para tránsito pesado se emplean ya materiales granulares tratados
con un cementante.
Subbase
Gonzalez y Huaman (2006) afirma que la sub base, es una capa que según el diseño
puede o no colocarse. Se apoya sobre la subrasante y los requisitos de calidad de los
materiales que la conforman son menos rigurosos, la razón de esto es que los
refuerzos verticales que se transmiten a través de las capas de pavimentos son
mayores en la superficie y van disminuyendo a medida que se profundizan. La sub
base es la capa de material seleccionado, más profunda de la estructura del
pavimento, razón por la que los materiales que la conforman cumplen requisitos
menos rigurosos.
Subrasante
Rebolledo (2010) esta capa debe ser capaz de resistir los esfuerzos que le son
transmitidos por el pavimento. Interviene en el diseño del espesor de las capas del
pavimento e influye en el comportamiento del pavimento. Proporciona en nivel
necesario para la subrasante y protege al pavimento conservando su integridad en
todo momento, aún en condiciones severas de humedad, proporcionando
condiciones de apoyo uniformes y permanentes.
2.3.2. Materiales
A. HORMIGÓN:
El hormigón ha experimentado una continua evolución a lo largo de la historia debido
siempre al material conglomerante que también ha ido variando a través del tiempo a los
áridos, aditivos etc. (Labrador 2013)
B. ASFALTO:
La palabra “asfalto” deriva del acadio lengua hablada en Acadia (Asiria en el valle de
Éufrates que significa “lo que hace caer”. El asfalto es uno de los materiales más antiguo
que el hombre ha utilizado (Labrador 2013).
El asfalto está compuesto por betún, finos minerales, es una sustancia negra, pegajosa,
sólida o semisólida según la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del
agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad. Se utiliza para el
revestimiento de carreteras (Labrador 2013).
C. TIERRA:
La tierra como material de construcción se ha empleado a lo largo de la historia por
todas las civilizaciones en pequeñas edificaciones, murallas, castillos, etc. Su uso en la
actualidad está limitado al no disponer de una normativa de aplicación, haciendo
imposible un estudio y clasificación correctos y delegando la predominancia a materiales
más estandarizados (Labrador 2013).
2.4. Daños en los pavimentos flexibles
a) Asentamiento transversal:
Son hundimientos en sentido perpendicular al eje de la vía.
b) Asentamiento Longitudinal:
Son hundimientos que se presentan principalmente a lo largo de las huellas debida a la
canalización del tránsito.
c) Abultamientos:
Protuberancias sucesivas de la superficie del pavimento.
d) Desplazamiento de borde:
Distorsiones y corrimientos de la capa asfáltica localizados en los bordes del pavimento.
e) Depresiones:
Hundimientos del pavimento, localizados generalmente en forma circular o semejante a
ella, sin pérdida de material.
2.4.1. Ondulaciones:
Es un daño caracterizado por la presencia de ondas en la superficie del
pavimento, generalmente perpendiculares a la dirección del tránsito, con longitudes
entre crestas usualmente menores a 1.0 m.
2.4.2. Fisuras:
En este tipo de falla la superficie del asfalto es dividida en bloques de forma más
o menos rectangular. Este deterioro difiere de la piel de cocodrilo en que este aparece
en áreas sometidas a carga.
2.4.3. Desprendimientos:
Son pérdidas de material que afectan pequeñas áreas del pavimento.
2.4.4. Bacheo:
Cavidad, normalmente redondeada, que se forma al desprenderse mezcla
asfáltica. Para considerarla como bache al menos una de sus dimensiones un mínimo
debe tener de 150 mm.
2.4.5. Hinchamiento:
Este levantamiento es debido a la saturación de agua en la subrasante e de alguna
otra capa de la estructura del pavimento.
2.5. Daños en pavimentos rígidos2.5.1. Deformaciones:
Es el movimiento localizado hacia arriba de la superficie del pavimento en zona
de juntas o fisura por lo general acompañado de una fragmentación.
2.5.2. Fisuras:
Fracturamiento que subdividen generalmente una porción de la losa en planos o bloque
pequeños del área inferior 1 metro cuadrado.
2.5.3. Otros daños:
Existen otros tipos de fallas por la cual no se presenta muy constante, por las cuales en
pocas veces encontramos fallas como la llamada malla de cocodrilo.
2.6. Equipo para la evaluación de pavimentos
En México, durante muchos años se realizó la evaluación de pavimentos mediante equipos
y herramientas tradicionales que determinaban resultados de forma puntal pero que
ocasionaban molestias a los usuarios de la red. Fue a partir del año 2000 que esto cambio
pues se comenzaron a utilizar equipos dotados de mejor tecnología y mayor eficiencia, por
lo cual se requirió actualizar la normativa, así como las técnicas de conservación y
rehabilitación de los caminos de todo el país.
La evaluación de un pavimento, se puede realizar mediante pruebas de tipo puntual y
continuo, siendo estas últimas las que recientemente se han fomentado en nuestro país pues
se pueden realizar de forma rápida y a velocidades de operación, obteniendo mayores
resultados de la red en poco tiempo sin embargo, en algunas zonas en las cuales se tiene la
necesidad de explorar un tramo pequeño, se continúan realizando evaluaciones con equipo
tradicional. (Gonzales 2016)
2.6.1. Equipo de Alto Rendimiento para el Levantamiento de Deterioros, Índice
Internacional de Rugosidad (IRI), Profundidad de Roderas (PR), Macrotextura
(MAC). Las innovaciones tecnológicas en el mundo, han permitido construir
equipos muy avanzados para la evaluación de pavimentos que permiten por
ejemplo: realizar un levantamiento de las condiciones de la superficie de
rodadura, recorriendo un tramo carretero a la velocidad de operación del
mismo.Tal es el caso del equipo denominado: “Gerpho” que obtiene el estado
superficial del pavimento a velocidad de operación o se puede utilizar un
vehículo configurando con los distintos equipos que existen para la evaluación
superficial del pavimento, denominándose vehículo “multifunción” el cual es
capaz de obtener levantamiento de deterioros. (Gonzales 2016)
2.6.2. Equipos tradicionales para la evaluación de profundidad de rodera y regularidad
superficial Cuando se deben realizar trabajos de evaluación de profundidad de
roderas en tramos cortos de carretera en México se utiliza la denominada “regla
de tres metros” la cual, es una regla metálica de aluminio con longitud de tres
metros, que se coloca en el sentido transversal de la carretera, midiendo la
depresión en la zona de mayor profundidad, con un micrómetro de vernier, en
centímetros con aproximación de un milímetro (Gonzales 2016)
2.6.3. Equipos para determinar la Capacidad Estructural de un Pavimento en el
Sitio
Para evaluar la capacidad estructural de un pavimento en México se utiliza el
“Deflectómetro de Impacto”, FWD (Falling Weight Deflectometer) o HWD
(Heavy Weight Deflectometer), el primer modelo consta de una placa de 300 mm
y se usa para realizar mediciones sobre autopistas mientras que el segundo
cuenta con una placa de 450 mm y se emplea en la evaluación sobre aeropistas.
En la actualidad, el Deflectómetro de Impacto se emplea en la evaluación de
pavimentos ya que es eficiente, económica y no afecta la estructura del
pavimento. Este sistema define la capacidad estructural del pavimento a través de
la “cuenca” de deflexiones generada mediante la puesta en marcha del dispositivo
que permite levantar masas determinadas y soltarlas en caída libre, generando
una onda por el impacto que es transmitida al pavimento. La placa de carga, en la
parte inferior del sistema, es capaz de distribuir uniformemente la carga sobre la
superficie del pavimento; además, permite la medición de las cargas y esfuerzos
aplicados sobre la superficie y debe ser resistente al agua y a los impactos durante
el desarrollo de los trabajos. (Gonzales 2016)
2.7. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓNLa evaluación de un pavimento tanto en nuestro país como a nivel mundial se realiza para
obtener una serie de indicadores de servicio, a fin de “alimentar” un Sistema de Gestión
que utilice una entidad privada o gubernamental para administrar una red, con el objetivo
de identificar los trabajos que requieren atención inmediata, así como la programación de
recursos.
Cuando la evaluación de un pavimento se realiza en un tramo específico se revisan sus
condiciones de servicio y su capacidad estructural, para formular medidas de conservación
que aumenten su nivel de servicio o corrijan alguna deficiencia.
Los principales indicadores del estado de un pavimento son: capacidad estructural,
comportamiento, deterioro, fricción, costos de mantenimiento y costos de operación, cada
uno de estos indicadores se comporta de manera diferente por lo que cada uno de ellos
alcanza un nivel de rechazo distinto respecto al tiempo, siendo la rehabilitación el factor
común que ayudará al pavimento a incrementar el ciclo de vida de la estructura, durante la
vida de diseño del pavimento estos factores alcanzarán más de una vez niveles de rechazo,
requiriéndose programar diversas acciones de rehabilitación que ayuden al pavimento a
seguir prestando un servicio cómodo para el usuario. (Gonzales 2016)
2.7.1. Índice de Servicio Actual (ISA)
El concepto de Índice de Servicio Actual o “Serviciabilidad” de un pavimento fue
introducido por la American Association of State Highway Officials (AASHO) en
el año de 1961, a partir de los resultados obtenidos de las investigación realizadas
en los tramos de pruebas construidos por dicho organismo con el objetivo de
conocer en escala real el comportamiento de los pavimentos.
La metodología empleada para la evaluación del ISA, consiste en reunir a un grupo
de personas que calificarán de acuerdo a su juicio el grado de confort y seguridad
que perciben al transitar por un camino, para ello el grupo deberá recorrer a la
velocidad de operación y en un mismo tipo de vehículo, el tramo a evaluar,
anotando su calificación por cada kilómetro recorrido, conforme la escala que se
indica a continuación:
Calificació
n
Nivel de
Servicio5 Muy bueno4 Bueno3 Regular2 Malo1 Muy malo0 Intransitable
2.8. CAUSAS QUE ORIGINAN PATOLOGÍAS
2.8.1. La repetición de la carga
Los principales agentes solicitantes de los pavimentos son las cargas generadas por el
tráfico y las condiciones ambientales a las que está expuesto el pavimento durante su
puesta en servicio. El tráfico solicitante es un factor de primera importancia a la hora
de determinar o predecir el daño en el tiempo que sufrirá un pavimento en un periodo
dado. Sin embargo, la caracterización de las solicitaciones producidas por el tráfico
sobre los pavimentos es bastante compleja, debido no solo a la variabilidad y
periodicidad de los vehículos que lo solicitan, sino también a las interacciones
vehículo-pavimento y velocidades de circulación que producen fenómenos con
solicitaciones adicionales a las propias cargas estáticas de los vehículos (Brown et al.,
2001). (Valdés, Pérez-Jiménez y Martínez 2012, 89)
2.8.2. Los agentes de clima
Las solicitaciones medioambientales tienen también una gran influencia en el
comportamiento mecánico del pavimento. La temperatura es considerada uno de los
agentes ambientales que influyen de manera directa en el comportamiento de los
pavimentos, modificando su rigidez, debido a las características termoplásticas del
material que constituye las capas asfálticas de los pavimentos flexibles. A medida que
aumenta la temperatura, las capas del pavimento asfáltico se vuelven menos rígidas y
cuando disminuye se incrementa la rigidez de estas capas (Roberts et al., 1996). Este
efecto se aprecia en mayor grado en las capas de rodadura, generando estados
tensionales de origen térmico que se superponen a los generados por la acción del
tráfico, lo que trae consigo un efecto en la durabilidad de la estructura (Pérez et al.,
2011). Sin embargo, a medida que la capa de mezcla se encuentra más profunda, como
es el caso de las capas de base de mezcla asfáltica, las tensiones térmicas tienen un
efecto despreciable en los estados tensionales del pavimento, influyendo la temperatura
prácticamente solo en la rigidez de la mezcla (Nesnas y Nunn, 2004). (Valdés, Pérez-
Jiménez y Martínez 2012, 89)
2.8.3. El peso propio de las capas
Consecuentemente el efecto de la matriz de áridos que conforma el esqueleto mineral
de las mezclas asfálticas tiene un papel importante en la respuesta mecánica de las
mezclas asfálticas frente a los fallos producidos por las solicitaciones de tráfico y
medioambientales. Existe una influencia directa de la granulometría utilizada en el
comportamiento del esqueleto mineral de las mezclas frente a las solicitaciones de
carga, puesto que de acuerdo a su granulometría, estas aportan a la mezcla una rigidez
diferente, y un comportamiento más o menos resistente a fallos por figuración
(Jagliardo, 2003, Myers et al., 1998). (Valdés, Pérez-Jiménez y Martínez 2012, 89)
2.9. SISTEMA DE GESTIÓN PARA LA CONSERVACIÓN Y
REHABILITACIÓN DE LOS PAVIMENTOS
2.9.1. Técnicas de reparación
A. Bacheo profundo
El bacheo profundo aislado consiste en la reposición de una porción de pavimento
asfáltico que presenta daños, como deformaciones y oquedades por
desprendimiento o desintegración, en zonas localizadas y relativamente
pequeñas, cuando las capas subyacentes del pavimento, se encuentran en
condiciones inestables o con exceso de agua, que para el caso, se consideran a
una profundidad de 30 cm, con carpeta de 10 cm de espesor.
B. Bacheo superficial
El bacheo superficial aislado consiste en la reposición de una porción de la
carpeta asfáltica que presenta daños, como oquedades por desprendimiento
o desintegración inicial de los agregados, en zonas localizadas y relativamente
pequeñas, cuando la base del pavimento, se encuentran en condiciones inestables
y sin exceso de agua. Para el caso, se tenderá una carpeta de 10 cm de espesor.
C. Sellado de grietas
Las grietas en aglomerados asfálticos producidas por retracciones en capas base
de ligantes hidráulicos, por fatiga en firmes de estructuras insuficientes, por
asientos en terraplenes o por juntas transversales/longitudinales originadas en las
operaciones de extendido de aglomerados asfálticos, se sellan mediante la
aplicación en caliente de másticos bituminosos a base de betunes modificados
con elastómeros tipo COMPOFIX. Con ellos se consigue la estanqueidad de las
grietas, evitando su posterior evolución, degradación y transmisión a nuevas
capas de rodadura.
D. Sellos bituminosos
Corresponden al recubrimiento de un pavimento con un riego asfáltico, ya sea
solo o combinado con algún agregado.
Los tipos de sellos más utilizados son:
- Riego de Neblina
- Lechada asfáltica
- Tratamiento superficial simple
Los sellos tipo Riego de Neblina se utilizan para rejuvenecer superficies que
presentan un cierto grado de envejecimiento (oxidación). Son especialmente
útiles para sellar fisuras y grietas pequeñas y para cuando se detecta una
insuficiencia de a asfalto en la dosificación de la mezcla asfáltica utilizada en la
construcción.
La Lechada Asfáltica puede suplir con éxito al riego de neblina, pero además
detiene el desgaste superficial y mejora la fricción entre el pavimento y el
neumático.
En tanto, los sellos tipo Tratamiento Superficial Simple sirven para sellar la
superficie y evitar el avance de algún deterioro de la primera superficie del
pavimento.
2.10. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO
Los principios de diseño utilizados buscan obtener estructuras optimizando el costo,
la capacidad estructural, aspectos constructivos y durabilidad. Para lograr esta
optimización se busca:
Producir un balance estructural entre las capas de modo que las propiedades de cada
capa tengan relación con las tensiones específicas a las cuales están sometidas según
la profundidad de cada una.
Balancear la vida útil de las diferentes capas estructurales, otorgándole mayor vida
útil a las capas inferiores, dado que siempre es más fácil reforzar o reparar las capas
superiores.
Hacer uso de asfalto o cemento en el mejoramiento de aquellas capas que mejor
aprovechan las propiedades aglomerantes de estos materiales. Diseñar para un buen
comportamiento ante eventuales sobrecargas, es decir, que resistan las tensiones
máximas por sobrecargas con un 50% de confiabilidad.
Diseñar con una resistencia a la fatiga para un período medio entre 5 y 10 años.
Presentar varias alternativas de diseño que permitan optimizar el uso de materiales
locales.
2.10.1. Método AASHTO
Ha sido, sin duda alguna, la prueba de carreteras más completa de todas las
ejecutadas a la fecha. De la información que en ella se obtuvo se siguen
produciendo beneficios, ya que los últimos métodos de diseño se fundamentan en
los datos de campo de esta prueba.
Fue inicialmente conceptuada como una prueba similar a la de la WASHO, pero el
Comité Asesor designado para su programación (1951) decide ampliar sus
objetivos. Desde mediados de 1951 hasta diciembre de 1954 se realizan todas las
etapas de planificación -desde la selección del sitio hasta el establecimiento de
objetivos- y en abril de 1955 se inician los trabajos de topografía en la localización
futura de la prueba, y la preparación de planos y especificaciones. En agosto de
1956, cerca de Ottawa, en el Estado de Illinois, comienza la construcción de las
facilidades del proyecto, y en octubre del año 1958 se inicia la aplicación de las
cargas sobre los tramos del pavimento construido.
Dos años más tarde -en octubre de 1960- se concluye con la etapa de mediciones
en campo y se inicia el análisis de la información recogida a lo largo de la prueba.
A finales de 1962 -prácticamente 11 años después de decidida la realización de la
prueba AASHTO- se publican las primeras “Guías Provisionales para el Diseño de
Pavimentos”.
En el desarrollo de esta vía experimental trabajaron -entre profesionales, técnicos y
personal administrativo- más de 170 personas y 400 individuos de tropa
encargados de la operación de los camiones con los que se aplicaron las cargas. El
costo de la prueba (a valores de 1960) fue de aproximadamente 27,0 millones de
US$, distribuidos de la siguiente manera: 11,99 millones para la construcción de
pistas, 10,18 millones para operación e investigación, y 2,69 millones para los
gastos de personal técnico y de tropa; el resto del monto se dedicó a
administración, construcción de barracas, oficinas y laboratorios.
Se construyeron seis (6) circuitos, identificados del 1 al 6. El número 1 se destinó a
medir el efecto del clima y algunas cargas estáticas; el Nº 2 se sometió a cargas
livianas, y los Nº 3, 4, 5 y 6 se sometieron a diversas cargas pesadas. La Figura 2
muestra la planta típica de una de estos circuitos: la pista norte fue construida con
pavimento flexible y la sur con pavimento rígido. Cada una de las tangentes del
circuito, con una longitud aproximada a los 2.070 ml, se dividió en sectores de 30
ml de largo. Cada uno de ellos conformaba las “secciones de prueba”, y en cada
canal de una sección, a su vez, se aplicaban cargas diferentes.
Los objetivos básicos planteados para el desarrollo de esta prueba vial fueron:
a. Determinar las relaciones significativas entre el número de repeticiones de
cargas por ejes de diferentes magnitudes y configuraciones, y el comportamiento
de diferentes secciones de pavimentos -flexibles y rígidos- construidos sobre una
misma fundación pero sobre capas de sub-bases y bases de diversos tipos y
espesores.
b. Determinar los efectos significativos de diferentes cargas por eje, y cargas
totales, sobre los elementos estructurales de puentes de características conocidas.
El Experimento Vial de la AASHO 1‐5
c. Realizar estudios especiales referentes a hombrillos pavimentados, tipos de
bases, fatiga en pavimentos, tamaño y presión de inflado de los cauchos, vehículos
militares especiales, y correlacionar estos resultados con los obtenidos en la
investigación básica.
d. Obtener un registro de los recursos y materiales requeridos para mantener las
secciones de prueba en condiciones de ser ensayadas.
e. Desarrollar instrumentación, procedimientos de ensayo y laboratorio, datos,
gráficos, tablas y fórmulas que reflejarán las características de las diferentes
secciones de prueba y que pudieran ser útiles posteriormente en la evaluación de
las condiciones estructurales de un pavimento existente.
f. Determinar áreas que requiriesen estudios posteriores.
2.10.2. Método INVIAS
El método INVIAS está basado en una combinación de métodos y la teoría
fundamental de comportamiento de estructuras y materiales. Las cartas para la
determinación de los espesores de las estructuras se desarrollaron con base en el
Método AASHTO. El catalogo cubre los tipos de pavimentos, suelos, materiales que
actualmente se utilizan en el diseño y construcción de vías en el país.
El diseño considera condiciones ambientales como la temperatura media anual que
se puede presentar desde menos de 13 o hasta 30 °C y la precipitación media anual
que varía desde menos 2000 a mayor a 4000 mm; en el caso de la resistencia a la
subrasante se considera el valor promedio del suelo predominante en cada sector
homogéneo definido y establece diferentes un CBR mayor a 15%. El siguiente
parámetro que evalúa el Método INVIAS es el tránsito de diseño que corresponde al
número de ejes equivalente de 8.2 Ton en el carril de diseño durante el periodo de
diseño del pavimento que varía desde 0.5 E6 hasta 40 E6 el cual posteriormente para
garantizar una confiabilidad del 90% se mayora por 1.159, lo que nos brinda el
tránsito de diseño. Definida la región climática, la categoría de la subrasante y de
transito se determina de las síes (6) cartas de diseño que presenta el manual cual es
la que corresponde a estas características y se procede a observar los espesores de
las capas de pavimento recomendados. Categorías que inician desde suelos con CBR
menores a 3% que requieren la estabilización del suelo o el reemplazo parcial, o
hasta suelos con
2.10.3. Método del instituto de asfalto
El método del Instituto del Asfalto considera al pavimento como como un sistema
elástico multicapa (Capa de rodadura y base de concreto asfaltico, capa de rodadura
y bases con emulsiones asfálticas, así como capa de rodadura asfáltica con base y
subbase granulares), en los cuales se utilizan conceptos teóricos, experimentales,
resultados de ensayos de laboratorios y programas de computador que permiten
optimizar los espesores de la estructura de pavimento y el chequeo del cumplimiento
de los criterios de fatiga y ahuellamiento.
El dimensionamiento de la estructura de pavimento que se diseñe debe cumplir que
las deformaciones por tracción producidas en la fibra inferior de las capas asfálticas
y las deformaciones verticales por compresión en la parte superior de la subrasante
no superen los valores admisibles dados por el tránsito de diseño que debe soportar
la estructura para el periodo de servicio definido.
El primer parámetro a evaluar para el diseño es el Modulo Resiliente (Mr) el cual
cuantifica la capacidad de soporte de la subrasante y en este trabajo se utilizara
como 100 * CBR de cada tramo homogéneo, posteriormente se estima el número
acumulado de ejes simples equivalentes de 8.2 Ton, esperado en el carril de diseño
durante el periodo de diseño, posteriormente se calculan los módulos de la mezcla
asfáltica y de la capa granular donde se requiere conocer el tipo de asfalto a utilizar,
los espesores de la estructura de pavimento y la temperatura de la zona.
Posteriormente mediante el programa Weslease realiza el chequeo de por
ahuellameinto y fisuramiento de la estructura donde se verifica que los ejes
equivalentes de diseño no superen los admisibles.
Los métodos descritos anteriormente mencionan términos que a continuación se
describen para permitir claridad en el desarrollo de este trabajo, una estructura de
pavimento es un conjunto de capas superpuestas, normalmente carpeta asfáltica y
granulares, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y
adecuadamente compactados. Los materiales granulares son agregados naturales
clasificados o provenientes de la trituración de rocas o gravas usados para conformar
las capas de apoyo sobre las cuales se construye la carpeta asfáltica.
3. Hipótesis y variables 3.1. HIPOTESIS: Por ser de tipo descriptiva no hay Hipótesis.
3.2. NIVEL DE INVESTIGACION: Investigación Descriptiva.
TABLA DE
OPERACIONALIZACION DE VARIABLES
3.3. OBJETIVOS:
Objetivo General
“Determinar las patologías existentes en los pavimentos del distrito de la Victoria –
Chiclayo – Perú.
Objetivo Específicos:
Conocer los Tipos de Fallas existentes
Identificar los tipos de factores que producen las patologías.
Identificar qué tipos de métodos de rehabilitación son los más óptimos
4. Diseño metodológico:
VARIABLE INDICADORES
Patología de los
Pavimentos
- Deformaciones- Fisuras - Desprendimientos
-Hundimiento
4.1. TIPO DE ESTUDIO Y DISEÑO DE CONTRASTAClÓN DE HIPÓTESIS
La estrategia que vamos a emplear para el desarrollo del proyecto es:
El diseño no experimental:
Por qué no hemos construido ninguna situación, solo se observa situaciones ya
existentes.
Además en la investigación no se manipulara las variables ya que estas ya han
ocurrido
Diseño no experimental longitudinal:
La investigación que realizaremos se desarrollará en un tiempo determinado de
cuatro meses realizando visitas consecutivas al lugar donde estamos llevando a cabo
la investigación. De esta manera se realizara mediciones de variables dependientes e
independientes
4.2. POBLACIÓN, MUESTRA DE ESTUDIO y MUESTREO
POBLACIÓN
Para la presente Investigación el Universo está dado por la delimitación geográfica del Distrito
de La Victoria, que está ubicado al sur de la ciudad de Chiclayo, su relieve es llano y su
extensión territorial es de 32 Km².
MUESTRA
Se seleccionaran las diferentes calles y/o avenidas del Distrito La Victoria de la ciudad de
Chiclayo. Debiendo cumplir con las siguientes cualidades.
Participación de todas las calles.
Participación de todas las manzanas.
MUESTREO
Tablas de datos con resultados de cada patología.
4.3. MÉTODOS, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE
DATOS
Se utilizó la evaluación visual y toma de datos a través de Fichas Técnicas como instrumento de
recolección de datos en la muestra según el muestreo establecido.
La evaluación de la condición incluyo los siguientes aspectos.
Equipos:
- Wincha tajima para medir longitudes y las áreas de los daños.
- Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o
depresiones.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
BibliografíaGonzales, José. «Evaluacion de pavimentos en la cancervacion de carretera en méxico.» 2016.Gonzalez, Silene, y Abel Huaman. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS.
Lima, 2006.Labrador. manual de conservación de los pavimentos en la red viaria urbana. españa:
BELLISCO, 2013.—. manual de conservación de los pavimentos en la red viaria urbana. españa: BELLISCO,
2013.Labrador, Francisco Rama. manual de conservación de los pavimentos en la red viaria urbana.
españa: BELLISCO, 2013.Rebolledo, Ricardo Javier Miranda. Deterioros en Pavimentos Flexibles y Rigidos. Valdivia,
2010.Valdés, G., F Pérez-Jiménez, y A. Martínez. «Influencia de la temperatura y tipo de mezcla
asfáltica en el comportamiento a fatiga de los pavimentos flexibles.» Revista de la Construcción vol. 11, nº núm. 1 (2012): pp. 87-100.
6. ACTIVIDADES.
6.1. Cronograma de actividades:
Actividades
2016
Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Fase deplaneamiento:
RevisiónBibliográfica.
Elaboración delProyecto.
Presentación delProyecto.Fase deejecución:
Registro deDatos.
Recolección deDatos.
Procesamiento deInformación.
AnálisisEstadístico.
Fase de informey difusión:
6.2. Presupuesto:
ÍTEM DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD
COSTO UNITARIO
TOTAL
BIENES
MATERIALES DE ESCRITORIO
IMPRESIONES
UNIDAD 30 0.1 3
FOTOCOPIAS DE ARTICULOS
UNIDAD 250 0.05 12.5
SERVICIOS
MOVILIDAD LA VICTORIA-CHICLAYO
PASAJES 6 10 60
LLAMADAS TELEFONICAS
MINUTOS
50 0.5 25
INTERNET MES 4 70 280
LUZ ELECTRICA
MES 4 30 720
TOTAL S/.1,100.50
7. ANEXOS.
7.1. Encuesta:
Objetivo general:
Evaluar las condiciones y características de los pavimentos en el distrito de la
Victoria, así mismo determinar cómo afecta los pavimentos en mal estado a la
población
Objetivos específicos:
Determinar las fallas que se encuentras en los pavimentos.
Evaluar el estado de conservación de los pavimentos.
Proporcionar información sistemática y oportuna y servir de fuente de información
a instituciones públicas y privadas así como a investigadores interesados en temas
de los pavimentos
7.1.1. CARACTERISTICAS DE LA ENCUESTA
Tipo de encuesta: La Encuesta fue de derecho, es decir, la población de estudio estuvo constituida
por los residentes habituales del hogar (miembros permanentes del hogar).
Cobertura de la encuesta:
Cobertura Geográfica:La Encuesta se realizara en el distrito de la Victoria- Chiclayo -Lambayeque.
Cobertura temporal:La encuesta se efectuara en el mes junio del 2016, y los resultados obtenidos se
procesaran durante el mismo mes en el curso de Metodología del trabajo
intelectual de la Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo.
Cobertura temática:La Cobertura Temática de la investigación se centró en las variables demográficas
de los hogares. Los temas a investigar fue:
Estado de los pavimentos. Tipo de mantenimiento de los pavimentos.
Método de la entrevista:Se empleó el método de entrevista directa, la entrevista fue hecha por nosotros,
estudiantes de la carrera de ingeniería civil de la universidad Católica Santo Toribio
de Mogrobejo, los cuales visitamos las diferentes avenidas y calles del distrito de la
Victoria.
7.1.2. DISEÑO MUESTRAL:
Población bajo estudio:La población con la que se realizó el trabajo de investigación son los pavimentos del
distrito de la Victoria.
Con la finalidad de evaluar las características de los pavimentos.
Unidades de muestreo:La unidad muestral son los pavimentos ubicados en el distrito de la Victoria.
Tamaño muestral:El tamaño de la muestra será 100 personas de diferentes jirones y avenidas del
distrito de la Victoria.
Las calles a evaluar serán:
Av.Grau
Av. La Unión
Av. Los Amautas
TABLA DE RESULTADOS
CATALOGO DE DETERIOROS
DETERIORO
1. DETERIORO DE LA ESTRUCTURA1.1 Deformaciones
a) Baches
DESCRIPCIÓN Hundimiento local de la calzada, con agrietamiento y generalmente pérdida parcial de bloques de la capa de rodadura (carpeta).
IMAGEN O ASPECTO SUPERFICIAL
Fig.1.1 Bache de profundidad 4 cm.
EVALUACIÓN
●Proporción del área afectada respecto al área total en tramos de 100 m, con hundimiento mayor que 2 cm.LIGERO < 1 %
1 % < MEDIO < 10 %10 % < FUERTE
TIPO DE INTERVENCIÓN
LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento rutinario.Bacheo
MEDIO―Tratamiento aislado y nueva capa de rodadura (carpeta) para el refuerzo en el tramo afectado.
FUERTE―Recuperación de la capa de rodadura y base para estabilización en 15 ó 20 cm. Agregar nueva capa de
rodadura del espesor necesario.CAUSAS COMUNES
●Estructura inadecuada.●Defecto constructivo aislado.●Subdrenaje adecuado.
Fuente: CATALOGO DE DETERIOROS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
CATALOGO DE DETERIOROS
DETERIORO
1. DETERIORO DE LA ESTRUCTURA1.2 Deformaciones
a) Roderas
DESCRIPCIÓN Deformación de perfil transversal por hundimiento a lo largo de las rodadas, con la aparición de cordones laterales a cada lado de la rodera
IMAGEN O ASPECTO SUPERFICIAL
Fig.1.2 Rodera profundidad
1.5 a 2 cm.
Fig.1.2 Rodera profundidad0.5 a 1 cm.
EVALUACIÓN
●Profundidad máxima de la rodera, medida a partir de una regla colocada transversalmente cada 100 m o más.LIGERO < 2 cm LIGERO < 2 cm
2 cm < MEDIO < 4 cm 2 cm < MEDIO < 4 cm4 cm < FUERTE 4 cm < FUERTE
TIPO DE INTERVENCIÓN
LIGERO―Aisladamente rellenar la rodera en mantenimiento rutinario LIGERO―Aisladamente rellenar la rodera en mantenimiento rutinario.
MEDIO―Rellenar la rodera en forma continua en mantenimientorutinario.
MEDIO―Rellenar la rodera en forma continúa en mantenimiento rutinario.
FUERTE―Fresar la capa de rodadura (carpeta) y sustituirla en labanda de circulación afectada.
FUERTE―Fresar la capa de rodadura (carpeta) y sustituirla en la banda deCirculación afectada.
CAUSAS COMUNES
●Uso de ligantes (asfalto) blandos.●Dosificación de ligante (asfalto) en exceso.●Uso de áridos (agregados) redondeados.●Compactación o calidad deficiente de la base.
Fuente: CATALOGO DE DETERIOROS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
CATALOGO DE DETERIOROS
DETERIORO
1. DETERIORO DE LA SUPERFICIE1.3 Desprendimientos
a) Perdida de Agregados
DESCRIPCIÓN Desprendimiento de agregados pétreos en superficie
IMAGEN O ASPECTO SUPERFICIAL
Fig.1.3Desprendimiento de gran área ypoca profundidad.
Fig.1.3Desprendimiento en área pequeña pero gran profundidad.
EVALUACIÓN
●Los porcentajes respecto al área total, se evalúan en 100 m por banda de circulación.LIGERO < 5% LIGERO < 5%
5% < MEDIO < 30% 5% < MEDIO < 30%30% < FUERTE 30% < FUERTE
TIPO DE INTERVENCIÓN
LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento rutinario.
LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento rutinario.MEDIO―Nuevo tratamiento superficial enmantenimiento periódico
MEDIO―Reposición del material perdido y tratamientosuperficial, en mantenimiento periódico.
FUERTE―Nuevo tratamiento superficial enmantenimiento periódico
FUERTE―Sobre capa asfáltica mayor >5 cm
CAUSAS COMUNES
●Esparcido irregular del ligante (asfalto)●Ligante inadecuado.●Agregado sucio con polvo adherido.●Lluvia durante el esparcido o antes del fraguado del ligante.●Agregado pétreo inadecuado.
Fuente: CATALOGO DE DETERIOROS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
CATALOGO DE DETERIOROS
DETERIORO
1. DETERIORO DE LA ESTRUCTURA1.5 Fisuras
a) Fisuras Transversales
DESCRIPCIÓN Rodadura transversal sensiblemente perpendicular al eje de la carretera, con abertura mayor de 3 mm.
IMAGEN O ASPECTO SUPERFICIAL
Fig.1.5 Bache deprofundidad 4 cm.
EVALUACIÓN
●Número de grietas por tramos de 100 m.LIGERO < 2 grietas
2 grietas < MEDIO < 15 grietas10 % < FUERTE
TIPO DE INTERVENCIÓNLIGERO―Reparación en mantenimiento rutinario, calafateándolas.MEDIO―Reparación en mantenimiento rutinario, calafateándolas.
FUERTE―Sustitución de la capa de rodadura (carpeta) o recapedo (rencarpetado) con espesor suficiente.
CAUSAS COMUNES●Juntas transversales de construcción inadecuadamente trabajadas.●Gradiente térmico superior a 30° C.●Uso de ligantes muy duros.
Fuente: CATALOGO DE DETERIOROS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
CATALOGO DE DETERIOROS
DETERIORO
1. DETERIORO DE LA SUPERFICIE1.4 Hundimiento
DESCRIPCIÓN Desplazamiento del material asfaltico en dirección vertical.
IMAGEN O ASPECTO SUPERFICIAL
Fig.1.4 Hundimiento aprox 6 cm.
EVALUACIÓN
●Los porcentajes respecto al área total, se evalúan en 100 m por banda de circulación.LIGERO < 5%
5% < MEDIO < 30%30% < FUERTE
TIPO DE INTERVENCIÓN
LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento preventivo.MEDIO―Nuevo tratamiento superficial en mantenimiento periódico
FUERTE―Nuevo tratamiento superficial en mantenimiento periódico
CAUSAS COMUNES ●Inadecuado relleno de zanjas abiertas para colocar instalaciones o equipamientos.●Compactación deficiente.
Fuente: CATALOGO DE DETERIOROS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES