Evaluación de Pavimentos

EVALUACION DE PAVIMENTOS Y REFORZAMIENTO DE PAVIMENTOS RIGIDOS FISURADOS

ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA CIVIL CURSO: DISEÑO Y REHABILITACION DE PAVIMENTOS CICLO: VI DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR INTEGRANTES:      



CHILCON CARRERA, JUAN CARRASCO PACHECO, DANILO GUTIERREZ VARGA, JORGE MANRIQUE GUZMAN, JHON PEREZ CONTRERAS,JORBI RODRIGUEZ SANCHEZ, RODRIGO VÁSQUEZ DÍAZ, CRISTIAN

GRUPO: N°1

PIMENTEL, 10 DE JULIO DEL 2015

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DISEÑO Y REHABILITACION DE PAVIMENTOS P AVIMENTOS

INTRODUCCION Es una de las actividades más importantes del ingeniero de pavimentos 

Se requiere conocer la condición de los pavimentos para:  

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La evaluación evaluación permite:  



Determinar la suficiencia estructural estruct ural del pavimento Establecer las razones por las cuales se encuentra en el estado que presenta en el instante de la evaluación

Una correcta evaluación de pavimentos incluye estudios sobre:  



Validar los criterios de diseño Establecer los programas de mantenimiento mantenimient o

Condición funcional Capacidad estructural

Condición funcional 

de características caracter ísticas superficiales superficiale s del pavimento que se relacionan con la comodidad y la seguridad de los usuarios

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INDICE INTRODUC INTRODUCCION CION............................... ................................................ .................................. .................................. .................................. ........................ ....... 1 INDICE INDICE ................................. .................................................. ................................. ................................. ................................. ................................. ...................... ..... 3 Evaluación de Pavimentos ............................................................................................ 5 1.

Metodologías Metodologías de de evaluación evaluación de deterioros en pavimentos ................... ......... ................... .................. ......... 5 1.1.

Índice de Condición de Pavimento (PCI) ................... ......... ................... ................... ................... .................. ......... 5

1.2.

Procedimiento Procedimiento para la Medición del PCI .................. ......... ................... ................... ................... ................... ........... 5

1.2.1. Paso 1: Inspección del pavimento. Determinación del número y áreas de cada sección de medición de PCI .......................................................................... 7 1.2.2. Paso 2: Inspección del pavimento. pavimento. Identificación del tipo de falla y medición de su severidad y magnitud .................................................................... 7 1.2.3. Paso 3: Determinación del “Valor de deducción” para cada falla medida, a partir de su severidad, densidad y del gráfico correspondiente. ................... ......... ................. ....... 9 1.2.4. Paso 4: Cálculo del valor de deducción total (VDT), que es igual a la sumatoria de todos los valores de deducción de cada tipo de falla f alla individual. ..... 10 1.2.5. Paso 5: Cálculo del valor de deducción corregido (VDC), en función del VDT y del número de valores de VDT que sean mayores que cinco (5) (valor “q”). 10 1.2.6. Paso 6: Cálculo del Índice de Condición del Pavimento (PCI). Para ello se utiliza la gráfica de “VALOR DE DEDUCCIÓN CORREGIDA”, a la cual se accede con el VDT y se intercepta la Curva con el “q” correspondiente, leyendo a la izquierda el “Valor de Deducción Corregido (VDC)”, el cual será finalmente restado restado a 100. 100.......................................... ......................................................... ................................. .................................. ............................ ........... 11 2.

Evaluación funcional de pavimentos ................... ......... ................... ................... ................... .................. .................. ............ ... 12 2.1.

Resistencia al Deslizamiento Deslizamiento (Seguridad).................. ........ ................... ................... ................... ................ ....... 12

2.2.

Capas de Rodamiento Rodamiento Antideslizantes Antideslizantes ................... ......... ................... ................... ................... .................. ........... 13

2.3. Ensayos y/o Equipos para la Determinación Determinación de la Resistencia al Deslizamiento (Seguridad) ...................................................................................... 15 2.4.

Índice de Fricción Internacional Internacional (IFI) .................. ......... ................... ................... .................. ................... ............... ..... 22

2.5.

Regularidad Superficial (Comodidad) (Comodidad) ................... .......... ................... ................... .................. ................... ............ .. 23

2.5.1.

Perfil Transversal.................. ......... ................... ................... .................. ................... ................... ................... .................. ........ 23

2.5.2.

Perfil Longitudinal Longitudinal ................... ......... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ................ ....... 24

2.5.3. Regularidad Superficial. Concepto de “Serviceabilidad o Servicapacidad” Introducido en el Método AASHTO para medir la “Calidad de Servicio” ............... .......... ..... 24 2.5.4. 3.

Otros Equipos Multifunción ................... ......... ................... ................... ................... .................. .................. ............ ... 30

Evaluación estructural de pavimentos.................. ......... ................... ................... ................... ................... .................. ........... 31 3.1.

Generalidades Generalidades .................. ......... ................... ................... .................. ................... ................... ................... ................... .................. ........... 31

3.2.

Deflexiones Deflexiones en Pavimentos ................... ......... ................... .................. ................... ................... .................. .................. ......... 32

3.2.1.

Medición de Deflexiones Deflexiones con la Viga Benkelman ................... ......... ................... .................. ........... 32

3.2.2.

Medición de Deflexiones con Equipo Falling Weight Deflectometer Deflectomet er (FWD)33

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3.2.3. Evaluación Estructural. Toma de Muestras de Pavimento Existente (Evaluación Destructiva) ......................................................................................... 34 4.

Reforzamiento de Pavimentos Rígidos Fisurados:............................................... 35 4.1.

Refuerzo de pavimentos rígidos ................................................................... 35

4.2.

Principales consideraciones para el diseño de una sobrecapa de refuerzo .. 36

4.3.

Estabilización de losas ................................................................................. 36

4.4.

Reparación en todo el espesor ..................................................................... 36

4.5.

Reparación de espesor parcial ..................................................................... 37

4.6.

Colocación de barras de transferencia de carga ........................................... 37

4.7.

Colocación de barras en cruz ....................................................................... 38

4.8.

Cepillado ...................................................................................................... 38

4.9.

Instalación de drenes de borde..................................................................... 38

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Evaluación de Pavimentos 1. Metodologías de evaluación de deterioros en pavimentos 1.1.Índice de Condición de Pavimento (PCI)

El Índice de Condición del Pavimento (PCI por sus siglas en inglés) se constituye en la metodología más completa para la evaluación y calificación objetiva de pavimentos, flexibles y rígidos, dentro de los modelos de Gestión Vial disponibles en la actualidad. La metodología es de fácil implementación y no requiere de herramientas especializadas: el procedimiento es enteramente manual y suministra información confiable sobre las fallas que presenta el pavimento, su severidad y el área afectada. El procedimiento ofrece buena repetibilidad y confiabilidad estadística de los resultados y el mismo fue originalmente desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos y presentado en el año 1978 por los Ingenieros M.Y. Shahin y S.D Khon en el Reporte Nº M-268.

En la “Evaluación de un Proyecto” se debe inspeccionar todo el tramo en estudio; sin embargo, de no ser posible, el número mínimo de secciones de muestreo que deben evaluarse se obtiene mediante la siguiente ecuación, derivada para una confiabilidad del 95%:

Donde: n = número mínimo de secciones a muestrear N = número total de secciones en el tramo en estudio (área total/área de sección) e = error admisible en la estimación del PCI, normalmente 5% s = desviación estándar del PCI entre las secciones medidas, normalmente se asume un valor de 10%, cuando no se conoce. 1.2.Procedimiento para la Medición del PCI

 A continuación se presenta un resumen de la metodología de trabajo, la cual se esquematiza en la figura siguiente:

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PASOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL PCI PAVIMENTOS FLEXIBLES METEDO PCI FALLAS CONSIDERADAS

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MÉTODO DE EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS PCI (Pavement Condition Index). Cuerpo de Ingenieros de la Armada de E.U.A 1.2.1. Paso 1: Inspección del pavimento. Determinación del número y áreas de cada sección de medición de PCI

La primera Sección se ubica aleatoriamente, y las demás a un km. de la anterior. Uno de los mayores inconvenientes del método aleatorio es la exclusión del proceso de inspección y evaluación de algunas unidades de muestreo en muy mal estado. También puede suceder que unidades de muestreo que tienen daños que sólo se presentan una vez (por ejemplo, “cruce de línea férrea”) queden incluidas de forma inapropiada  en un muestreo aleatorio. Para evitar lo anterior, durante la inspección del tramo deberá establecerse cualquier unidad de muestreo inusual y evaluarla como una “unidad adicional” en lugar de una “unidad representativa” o aleatoria. 1.2.2. Paso 2: Inspección del pavimento. Identificación del tipo de falla y medición de su severidad y magnitud

La evaluación de la condición incluye los siguientes aspectos: a. Equipo: · Odómetro manual para medir las longitudes y las áreas de los daños. · Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o depresiones. · Manual de Daños del PCI con los formatos correspondientes y en cantidad suficiente para el desarrollo de la actividad. La figura muestra la planilla típica de recolección de datos ofrecida por el Método PCI.

b. Seguridad durante el trabajo: El equipo de inspección deberá implementar todas las medidas de seguridad para su desplazamiento en la vía inspeccionada, tales como dispositivos de señalización y advertencia para el vehículo acompañante y para el personal en la vía. DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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c. Procedimiento. Se inspecciona una unidad de muestreo para medir el tipo, cantidad y severidad de los daños de acuerdo con el Manual de Daños, y se registra la información en el formato correspondiente. Se deben conocer y seguir estrictamente las definiciones y procedimientos de medida los daños. Se usa un formulario u “hoja de información de exploración de la condición” para cada unidad muestreo y en los formatos cada renglón se usa para registrar un daño, su extensión y su nivel de severidad.

Fuente Imagen: JUGO B., A. Sistema de Gerencia de Inversiones en DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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Pavimentos (GIP). Manual del Usuario. Ministerio de Transporte y Comunicaciones.

1.2.3. Paso 3: Determinación del “Valor de deducción” para cada falla medida, a partir de su severidad, densidad y del gráfico correspondiente.

Cálculo de los Valores de deducción (VD) a. Totalice cada tipo y nivel de severidad de daño y regístrelo en la columna y o celda del formato en uso. El daño puede medirse en área, longitud o por número según la falla considerada. b. Divida la CANTIDAD de cada clase de daño, en cada nivel de severidad, entre el ÁREA TOTAL de la unidad de muestreo y exprese el resultado como porcentaje. Esta es la DENSIDAD del daño, con el nivel de severidad especificado, dentro de la sección en estudio. c. Determine el VALOR DE DEDUCCIÓN para cada tipo de daño y su nivel de severidad mediante las curvas denomin adas “Valor de Deducción” que se adjuntan en el Manual, de acuerdo con el tipo de falla medida.  Así, para la Falla Tipo 3 (Grietas en bloque), con una densidad de 2.38% y una severidad baja, mediante el Gráfico 3, se obtiene un “valor de deducción” de 2.

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Continuando con este mismo procedimiento para la otra severidad de la grieta 10, y para las densidades y severidades de las fallas 1 (piel de cocodrilo), 7 (grietas de borde) y 13 (huecos), con las gráficas correspondientes, se tiene el siguiente resum en de “valores de deducción” para el ejemplo que estamos adelantando. 1.2.4. Paso 4: Cálculo del valor de deducción total (VDT), que es igual a la sumatoria de todos los valores de deducción de cada tipo de falla individual.

1.2.5. Paso 5: Cálculo del valor de deducción corregido (VDC), en función del VDT y del número de valores de VDT que sean mayores que cinco (5) (valor “q”).

En el ejemplo q=6 porque hay seis (06) valores de deducción mayores que dos (2). El valor de VD > 2 se emplea en la versión PCI de Colombia y en Venezuela se emplea el valor de VD > 5, muy probablemente en función del momento en que cada versión fue DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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publicada (la versión de Colombia parece ser mas reciente), y es la que seguimos en nuestro ejemplo. 1.2.6. Paso 6: Cálculo del Índice de Condición del Pavimento (PCI). Para ello se utiliza la gráfica de “VALOR DE DEDUCCIÓN CORREGIDA”, a la cual se accede con el VDT y se intercepta la Curva con el “q” correspondiente, leyendo a la izquierda el “Valor de Deducción Corregido (VDC)”, el cual será finalmente restado a 100.

En nuestro ejemplo, se obtiene VDC = 30 DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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PCI = 100 - 30 = 70 Es decir que la condición funcional de este pavimento es de “bueno a muy bueno”

2. Evaluación funcional de pavimentos Las características superficiales o funcionales de los pavimentos afectan directamente a los usuarios de la vía, ya que durante el rodaje condicionan su:   

  Seguridad.   Comodidad.   Economía.

 Adicionalmente, el rodaje genera un impacto ambiental por el ruido del contacto neumático pavimento, el cual afecta a usuarios y vecinos. En consecuencia, las principales características superficiales de un pavimento están dirigidas a controlar los siguientes aspectos:    

Resistencia al Deslizamiento (Seguridad). Regularidad Superficial (Comodidad). Costo Usuario (Economía). Impacto ambiental.

Existen otros aspectos que afectan la calidad del rodaje de los vehículos, como por ejemplo las propiedades reflexivas de la pintura empleada para la demarcación vial, la calidad del drenaje superficial y la limpieza. 2.1.Resistencia al Deslizamiento (Seguridad)

El deslizamiento de un vehículo se produce en dos direcciones, cada una de las cuales son diferentes en cuanto a las leyes que lo rigen: 

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Deslizamiento en dirección longitudinal o en la dirección de marcha del vehículo. Ocurre cuando se aplica un esfuerzo de frenado. En la resistencia al deslizamiento longitudinal intervienen fundamentalmente dos componentes: (a) el rozamiento por adherencia neumático-pavimento y (b) la pérdida de energía debido a la histéresis del neumático, es decir, el neumático no absorbe toda la energía aplicada; siempre existe pérdida de energía que se transforma en "calor", esto ocurre con materiales elásticos como el caucho. (Histéresis: tendencia de un material a conservar una propiedad en ausencia del estímulo que la ha generado). Deslizamiento en dirección transversal al eje de la vía. Se producen esfuerzos tangenciales que deben ser compensados con las fuerzas de rozamiento transversal.

La fricción o adherencia entre el neumático y la superficie del pavimento presenta respuestas diferentes según la influencia de factores tales como: 

La película de agua sobre la superficie del pavimento. Actúa como lubricante y disminuye el contacto neumático-pavimento.

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Los neumáticos. Influye significativamente la presión de inflado, el material, el dibujo y la profundidad de la banda de rodamiento. Ésta última contribuye en la pronta eliminación de la película de agua. La velocidad de circulación. A mayor velocidad menor adherencia neumáticopavimento en presencia de agua, aunque el dibujo del neumático cuente con una buena profundidad de dibujo. Época del año.  Además de los cambios de humedad estacional (veranoinvierno) que condicionan la presencia de agua en la calzada o superficie del pavimento, se tiene que la variación de la temperatura ambiente puede modificar las características del material del neumático. Adicionalmente, la característica termoplástica del ligante asfáltico (cemento asfáltico) condiciona su viscosidad o grado de fluidez en función la temperatura, haciéndolo menos fluido (aumentando su rigidez) a bajas temperaturas y haciéndolo más fluido a medida que aumenta la temperatura. Estas circunstancias afectan la adherencia neumático-pavimento. La textura de la superficie del pavimento. Es el único factor que puede ser controlado por el Ingeniero de pavimentos, ya que el mismo está relacionado con el origen mineralógico de la fuente de agregados (préstamos) y con la composición porcentual de los diferentes agregados seleccionados para la producción de las mezclas a ser empleadas en la capa de rodamiento. La textura se sub-divide en dos elementos:

La Microtextura. Depende de la naturaleza mineralógica de los áridos, de su textura superficial, aspereza y resistencia al pulimento. La longitud de onda ( λ) de las irregularidades superficiales originadas por la microtextura oscila entre 0 y 0,5 mm. y la amplitud (A) o altura de onda o profundidad, oscila entre 0 y 0,2 mm., aproximadamente. La microtextrura gruesa o áspera aumenta la resistencia al deslizamiento, ya que facilita el rompimiento de la película fina de agua remanente en la superficie, luego que el neumático, por su paso especialmente a bajas velocidades, ha eliminado el exceso de agua (capa gruesa). La microtextura influye significativamente en el desgaste en los neumáticos y en alguna medida en la generación de ruido en las altas frecuencias del espectro acústico. Por su parte la Macrotextura depende de la composición de la mezcla de agregados y ligante y está definida por el espaciamiento entre las partículas de agregado superficial. La longitud de onda ( λ) de las irregularidades superficiales originadas por la macrotextura oscila entre 0,5 y 50 mm. y la amplitud (A) oscila entre 0,2 y 10 mm., aproximadamente. La macrotextura favorece la resistencia al deslizamiento a velocidades superiores a 60 Km/hora en el caso de pavimentos mojados. 2.2.Capas de Rodamiento Antideslizantes

Tomando en cuenta las alternativas tecnológicas disponibles hoy en día, se pueden lograr superficies de rodamiento seguras ante la posibilidad de deslizamiento controlando aspectos relacionados con :  

Mezclas asfálticas. Texturizado superficial de la capa de rodamiento. 2.2.1. Mezclas Asfálticas

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En capas de rodamiento con adecuadas propiedades de resistencia al deslizamiento, son convenientes mezclas asfálticas con: 

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Granulometría abierta para facilitar la evacuación del agua del lluvia. Esta característica se contrapone con la recomendación sobre producción de mezclas asfálticas densamente gradadas orientadas a logro de adecuada estabilidad, durabilidad y resistencia a la fatiga, sin embargo, se debe lograr un compromiso entre la capacidad estructural de un pavimento y su capacidad funcional, a fin de reconocer al tema de seguridad la importancia que le corresponde. Agregados de alta dureza, textura mínima y alta resistencia al pulimento. recomienda que los agregados a ser empleados cumplan, además de lo especificado por la Norma COVENIN 2000-87 Parte I-Carreteras, Capítulo V: Pavimentos, Sección 12.10, con recomendaciones especiales como las que se transcriben a continuación: a) La fracción gruesa, retenida en el Tamiz Nº4, deberá ser 100% triturada. No se permitirá el uso de material cernido y/o canto rodado. b) El material deberá ser de origen silíceo. Se permitirá el uso parcial (máximo 50% en volumen) de agregados artificiales, arcilla expandida, etc., siempre y cuando éstos produzcan una mezcla que cumpla con las especificaciones técnicas exigidas, no presenten problemas ni peligros tanto en su producción, construcción y uso, y hayan sido aprobados por el Ingeniero Inspector. No se permitirá el uso de agregados calizos o de origen calcáreo. El resultado del Ensayo de Desgaste de Los Ángeles del agregado natural empleado en la mezcla no deberá ser mayor del 30%. c) El resultado del Ensayo para la determinación del Coeficiente de Pulimento Acelerado (CPA) de los agregados a ser utilizados en la mezcla no deberá ser mayor de 0,45 de acuerdo con la Norma NLT (España). d) La textura de la superficie una vez concluido el proceso de compactación de la mezcla no debe ser menor de 0,45 mm. al ser determinada mediante el Método del “Parche de Arena” utilizando arena pasante del tamiz Nº50 y retenida en el tamiz Nº100.

En general en caso de requerirse agregados de origen calcáreo, es recomendable mezclarlo con otro agregado de diferente origen, por ejemplo grava, ya que se irán desgastando en proporciones diferentes y siempre existirá un contacto entre grano y neumático. 



Bajo contenido de cemento asfáltico para evitar la exudación que puede contribuir a condiciones de rodaje resbaladizas. Uso de tratamientos superficiales con gravilla, microaglomerados, etc .

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2.2.2. Texturizado Superficial de la Capa de Rodamiento

El caso de capas asfálticas de rodamiento construidas con mezclas densamente gradadas, es posible la escarificación superficial de bajos espesores (5-10 mm.), mediante el empleo de maquinaria de alta tecnología disponible hoy en día, configuradas con tambores de fresado fino, con las cuales es posible dejar una superficie micro acanalada por la cual es posible la rápida evacuación del agua de lluvia con el paso de los neumáticos. 2.3.Ensayos y/o Equipos para la Determinación de la Resistencia al Deslizamiento (Seguridad)

En la actualidad se dispone de varios procedimientos de evaluación de la resistencia al deslizamiento basados en ensayos puntuales o en mediciones continuas. A continuación describen los procedimientos de evaluación de uso generalizado a nivel mundial. 2.3.1. Evaluación Puntual Determinación del parámetro representativo en un sector localizado. 2.3.1.1. Parámetro a determinar: Macrotextura

Nombre del Ensayo: Parche o Círculo de Arena (Ensayo ASTM E965).   Descripción:

 

El ensayo consiste en extender en forma circular sobre la superficie del pavimento un volumen conocido (normalmente 50 cm3) de arena fina de granulometría uniforme o esferas de vidrio (90% en peso pasante por el Tamiz Nº60 y retenido en el Tamiz Nº80), cubriendo todas las irregularidades de la superficie (rellenando todas las depresiones) quedando enrasada la arena con los “picos” o “proyecciones” de la superficie. Finalmente es medido el diámetro del círculo logrado a fin de evaluar la siguiente expresión:

Donde: T: Macrotextrura superficial (mm.). Profundidad media del marco de textura superficial. V: Volumen de arena utilizado (mm3). D: Diámetro medio del círculo de arena (mm). El Ensayo del Parche de Arena proporciona la Profundidad Media de la Textura o Mean Texture Depth (MTD).

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Valores Referenciales:

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2.3.1.2. Parámetro a determinar: Resistencia al Deslizamiento (Fricción)

Equipo: Portable Pendulum Tester o Portable Resístanse Tester (Ensayo ASTM E303).



Principio de Funcionamiento:

El ensayo consiste en la medición de la pérdida de energía de un péndulo -provisto en su extremo de una zapata de caucho- cuando ésta última roza la superficie del pavimento a ensayar, la cual ha sido previamente humedecida. Dicha pérdida de energía se mide por el ángulo suplementario de la oscilación del péndulo. El ensayo puede ser ejecutado en campo (pavimento) o en laboratorio, en caso de disponer de muestras preparadas para estudiarlas con ensayos complementarios como por ejemplo el ensayo con rueda para medición de pulimento acelerado. El resultado del ensayo (valor medido en el aparato) se reporta como “Número de Péndulo Británico” o British Pendulum Number (BPN) o Skid Number (SN): BPN = LECTURA EFECTIVA Con el resultado del ensayo se debe reportar su ubicación (identificación), la temperatura de la superficie ensayada así como su tipo, edad y condición del pavimento.  Adicionalmente se debe indicar el tipo y edad de la goma utilizada en el “patín o zapata” ubicado al final del brazo del péndulo (rubber slider), el cual hace contacto con la superficie a evaluar. 

Valores Referenciales:

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2.3.2. Evaluación Continua La medición del parámetro representativo se realiza a lo largo de la vía a evaluar. 2.3.2.1. Parámetro a determinar: Coeficiente de Fricción Longitudinal  



Principio de Funcionamiento: Rueda Bloqueada. Equipo Ejemplo: Equipo Grip Tester (Velocidad Circulación = 65 Km/hora; Rueda Boloqueada=15%). Principio de Funcionamiento:

Simula una situación de frenado de emergencia con lo que se produce el resbalamiento del neumático sobre la calzada pero continúa su trayectoria longitudinal a la vía, es decir, no pierde el alineamiento recto. Los equipos utilizados para la determinación del Coeficiente de Fricción Longitudinal consisten en hacer rodar el equipo de medición con tres ruedas, luego de un momento determinado la rueda central “es bloqueada”, es decir, se interrumpe su circulación - dependiendo del equipo- hasta en un 100%. Tal interrupción o bloqueo origina el resbalamiento del neumático sobre la calzada, induciendo un momento torsor sobre la rueda, en base al cual se determina la fuerza tangencial desarrollada, que aunada al peso (fuerza) transmitido a la rueda permiten determinar el Coeficiente de Fricción Longitudinal (CFL): CFL = Fuerza Tangencial entre el neumático y el pavimento / Fuerza Vertical sobre la rueda

Hoy en día existen numerosos equipos que registran éste valor. A continuación se muestran imágenes ilustrativas del Equipo Grip Tester.

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2.3.2.2. Parámetro a determinar: Coeficiente de Fricción Transversal  

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Principio de Funcionamiento: Rueda Oblicua. Equipos de Ejemplo: Mu-Meter ( μ-Meter) / SCRIM (Sideway-Force Coefficient Routine Investigation Machine) Principio de Funcionamiento:

Permite evaluar la pérdida del alineamiento recto (paralelo al eje longitudinal) que experimenta el vehículo luego del frenado de emergencia en un pavimento húmedo (situación de derrape del vehículo), así como durante el rodaje en curvas cerradas o trayectorias curvas en intersecciones. Los equipos de este tipo hacen circular el neumático de ensayo formando un ángulo (Ángulo de deriva) respecto a la dirección de marcha, sin aplicar ninguna condición de frenado. El Coeficiente de Fricción Transversal (CFT) es la relación entre la componente de la fuerza tangencial, normal al plano de la rueda y la fuerza vertical que incide sobre la rueda: CFT = Componente Normal de la Fuerza Tangencial entre el neumático y el pavimento / Fuerza Vertical sobre la rueda  Al igual que en el caso del CFL, Hoy en día existen numerosos equipos que registran el CFT. A continuación se describen dos de éstos.

EQUIPO: SCRIM (Sideway-Force Coefficient Routine Investigation Machine) Desarrollado por el Transport Research Laboratory de Inglaterra. Un neumático o rueda de medida es incorporada a un camión que además lleva un dispositivo para riego de agua antes del paso de dicha rueda, la cual es lisa y puede ser inclinada con respecto a la dirección de marcha mediante un “Ángulo de Deriva, esviaje o Divergencia (α)” de 20º. La velocidad relativa de la rueda (S) de medición es igual a: S = V Sen α DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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Donde: V: Velocidad de Circulación del Vehículo (60 Km/hora). En vista que la velocidad de la rueda de ensayo es menor que la del vehículo, el coeficiente de fricción determinado está básicamente asociado a la microtextura del pavimento, por lo que su resultado se debe complementar con una medida de la macrotextura, lo cual el SCRIM realiza mediante un dispositivo que emite una radiación láser que es detectada luego de su reflejo en la superficie del pavimento.

Características: - Rueda lisa de medida de 76*508 mm, inflada a 350kPa y con resilencia y dureza normalizadas. - Peso que carga sobre la rueda: 200 kp - Ángulo de deriva de la rueda: 2º° - Capacidad de la cisterna: 10.000 l - Texturómetro laser de 32 KHz - Posicionamiento mediante GPS - Rendimiento aproximado: 260 km/día

Aplicaciones: - Medida y registro del Coeficiente de Rozamiento Transversal en todo tipo de pavimentos

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- Por ser un equipo de alto rendimiento se utiliza para la auscultación sistemática de redes de carreteras. 

Valores Referenciales:

Los valores de CFT no es habitual que se establezcan en los Pliegos de Condiciones de Proyectos de nueva construcción ya que recién construido el pavimento, el valor siempre supera el umbral deseable. El valor de CFT de un pavimento nuevo suele situarse entre 0.70 y 0.80” 

La siguiente tabla ilustra sobre el Coeficiente de Rozamiento o Fricción Transversal de pavimentos en funcionamiento:

2.3.2.3. Parámetro a determinar: Coeficiente de Fricción Transversal

EQUIPO: μ-Meter 

Principio de Funcionamiento: Rueda Oblicua. Equipo de Ejemplo: μ-Meter. Trailer o remolque de tres ruedas, dos de las cuales están dispuestas con un ángulo de deriva -respecto a la dirección de marcha- de 7º 30’, mientras que la tercera rueda (central) funciona como od ómetro. El μMeter es operado a velocidad constante de 60 Km/hora y la superficie a evaluar es humedecida -a través de dispositivo incluido en el equipo- desde aproximadamente un segundo antes de iniciar el ensayo hasta aproximadamente un segundo después que el ensayo es completado. El equipo registra valores denominados “Mu Number” en la sección de prueba. El promedio de dichos valores representa la condición del mismo. Debido a lo bajo del ángulo de deriva, su uso es mas generalizado para evaluación de pavimentos de aeropuertos.

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Principio de Funcionamiento: Similar al SCRIM.

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Valores Referenciales (Argentina. Dirección Nacional de Vialidad):

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2.4.Índice de Fricción Internacional (IFI)

Dada la gran cantidad de equipos y ensayos para la determinación de la adherencia neumático-pavimento, las características propias de cada uno y las condiciones de ensayo particulares -por ejemplo la velocidad en el caso de equipos de evaluación continua- la comparación de resultados ofrecidos por éstos no es directa, es decir, los valores no son compatibles entre sí, lo cual limitaba la comparación de experiencias y por ende el establecimiento de valores admisibles en un ámbito internacional. Ésta situación motivó que la Asociación Internacional Permanente de los Congresos de Carreteras (AIPCR) iniciara en el año 1992 un experimento internacional en España y Bélgica, a fin de armonizar los métodos para la medición de la fricción y textura de los pavimentos. En la experiencia participaron 47 equipos de medición procedentes de 16 países, los cuales efectuaron medidas en aproximadamente 70 tramos experimentales. Inicialmente todos los equipos realizaron mediciones sobre los tramos experimentales, obteniéndose para cada equipo la respectiva curva fricción-deslizamiento. Las diferentes curvas podían estar próximas o alejadas entre sí, pero como no se disponía de valores conocidos de la fricción de un pavimento, para solucionar el problema y armonizar o estandarizar todas las medidas se estableció el procedimiento que permite ajustar las curvas de cada equipo alrededor de una curva de referencia conformada por los “Golden Values” que representan la función friccióndeslizamiento “real” de un pavimento. De esta forma cada tramo vial resultó con dos parámetros que caracterizaban su adherencia neumático-calzada: GF60 y GSp

Donde: es una constante de referencia ( G olden) de la F ricción que se desarrolla entre el pavimento y el neumático a una velocidad de 60 Km/hora. Éste valor depende de la microtextura y la macrotextura del pavimento. GSp: es una constante de velocidad. Está relacionada únicamente con la macrotextura. Valores bajos de GSp indican bajas macrotexturas y viceversa. Los valores de las constantes GF60 y GSp son en definitiva el promedio de los valores FR60 y Sp obtenidos en todos los tramos experimentales con todos los equipos de medición utilizando neumáticos lisos, que son mas sensibles a la macrotextura del pavimento y los mismos permiten calcular el valor de fricción que se considera “real” GF(S) a cualquier velocidad de deslizamiento (S) mediante la expresión: GF60:

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Donde: e = Número exponencial “e”=2,71 (Base del Logaritmo Neperiano) Los parámetros de la curva de referencia fueron correlacionados con cada uno de los equipos de medición que participaron en el experimento.

Como producto del experimento se define el índice de Fricción Internacional (IFI), el cual relaciona la fricción con la velocidad de deslizamiento. Se expresa mediante dos números: el primero representa la fricción -adimensional, con rango entre 0 (deslizamiento perfecto, sin adherencia) y 1 (máxima adherencia)- y el segundo representa la velocidad, asociada con la macrotextura, su magnitud no tiene rango definido. En definitiva el IFI se expresa en base a los siguientes valores: 



La fricción a 60 km/h (F60) de un pavimento. Es una constante de referencia de la Fricción que se desarrolla entre el pavimento y el neumático a una velocidad de 60 Km/hora. Éste valor es dependiente de la microtextura y la macrotextura del pavimento. La constante de referencia de velocidad (Sp). Está relacionada únicamente con la macrotextura. Valores bajos de Sp indican bajas macrotexturas y viceversa.

Los valores F60 y Sp permiten calcular el valor de fricción F(S) a cualquier velocidad de deslizamiento (S) mediante la ecuación siguiente:

2.5.Regularidad Superficial (Comodidad) 2.5.1. Perfil Transversal

Las deformaciones del perfil transversal ocasionado por fallas como el ahuellamiento, afectan la calidad de rodaje. Éste tipo de deformaciones puede ser detectada mediante el empleo de la “Regla de 3 m.” que consiste en un listón de madera de la longitud indicada, el cual es posicionado de manera transversal al eje de la vía, pudiéndose medir la distancia entre la superficie del pavimento y la base de la regla.

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 A continuación se presentan algunos valores referenciales-informativos de calificación de la profundidad de la deformación tomados del docume nto: “Calidad ante la Rodadura” presentado por el Ing. R. Crespo en las Jornadas sobre la Calidad en el Proyecto y la Construcción de Carreteras, celebrado en Barcelona-España (1999):

2.5.2. Perfil Longitudinal 2.5.3. Regularidad Superficial. Concepto de “Serviceabilidad o Servicapacidad” Introducido en el Método AASHTO para medir la “Calidad de Servicio”

El índice de Serviceabilidad Presente del Pavimento o Present Serviceability Index (PSI) tal como su nombre lo indica, se refiere a la condición actual del pavimento. Se trata de un parámetro que correlaciona -mediante análisis de regresión matemática- (1) la opinión de un panel de expertos en lo referente a la calidad del rodaje, la cual sirvió para generar el concepto de Pavement Serviceability Rating (PSR) basado en encuestas como la que se muestra en la figura; (2) la condición superficial del pavimento definida en términos de la rugosidad del pavimento (utilizando rugosímetros y/o perfilómetros) y (3) evaluaciones visuales que reportan sobre la presencia de grietas, baches y ahuellamiento. Es por ello que el PSI representa la condición del Pavimento en el momento en que se realiza su evaluación, por lo que el mismo varía con el paso del tiempo. El PSI varía en una escala que se desarrolla entre 0 (pavimento con condición superficial muy pobre) y 5 (pavimento con condición superficial “perfecta”); es un indicador de gran utilidad, ya que dentro de esquemas de gerencia de pavimentos permite la definición de prioridades y programas de mantenimiento a nivel red, razón por la cual el mismo fue incorporado por la AASHTO en los años ochenta en los procedimientos de diseño de nuevos pavimentos y de la rehabilitación de los mismos, DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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mediante la incorporación de la variable ΔPSI con la cual es posible considerar la variación de la serviceabilidad de un pavimento desde el inicio de su vida de servicio hasta el nivel de serviceabilidad que el proyectista considera de falla (o inaceptable) dependiendo de la importancia de la vía. De la experiencia se determinó que la rugosidad o deformaciones longitudinales, es el parámetro que tiene mayor incidencia en la determinación del PSI, razón por la cual han surgido varios procedimientos para su determinación, basados en mediciones topográficas y/o en el empleo de equipos que registran dichas deformaciones longitudinales.

2.5.3.1. Índice de Rugosidad Internacional (IRI)

La irregularidad o rugosidad de la superficie de una vía es una medida de su serviceabilidad, es decir, refleja el grado de comodidad del usuario. Se han desarrollado una gran variedad de equipos para medir la regularidad superficial de los pavimentos y se ha adoptado mundialmente un índice único conocido como “Índice de Rugosidad Internacional” (IRI), desarrollado como medida estándar por el Banco Mundial entre finales de los años ochenta y comienzo de las años noventa, luego de un ensayo internacional realizado en Brasil, encaminado a su determinación. Conceptualmente el IRI relaciona la acumulación de desplazamientos del sistema de suspensión de un vehículo modelo, divididos entre la distancia recorrida por el vehículo a una velocidad de 80 km/hr. Se expresa en mm/m ó m/km. Para caminos pavimentados el rango de la escala del IRI es de 0 a 12 m/km, donde 0 representa una superficie perfectamente uniforme y 12 un camino intransitable; para vías no pavimentados la escala se puede extender hasta un valor de 20. La Figura 1 presenta la escala de clasificación que hace el Banco Mundial de las Carreteras y Autopistas del IRI dependiendo del tipo de vía (pavimentada o no), su edad y condición superficial.

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2.5.3.2. Equipo MERLÍN

Hoy en día existen numerosos equipos de alta tecnología y rendimiento para la adquisición de la información necesaria para definir el perfil longitudinal o rugosidad de una vía, no obstante sus elevados costos representan una limitación para muchas agencias viales de países en desarrollo. Es por ello que aún se mantiene en uso el equipo -de bajo rendimiento en el caso de evaluaciones de redes viales- diseñado en 1990 por el TRANSPORTATION ROAD RESEARCH LABORATORY (TRRL) de Inglaterra para la medición de la rugosidad en pavimentos asfálticos, de hormigón y de tierra conocido como Equipo MERLÍN ( M ACHINE FOR E VALUATING R OUGHNESS USING L OW COST IN STRUMENTATION).  Dicho equipo guarda alta precisión y repetibilidad en los datos que suministra, lo cual se ha evidenciado luego de la comparación de valores IRI determinados en base a su uso y los obtenidos por la metodología estandarizada (ASTM: E 1364-90) basada en procedimientos de nivelación topográfica para la determinación del IRI. Esta circunstancia ha servido para que el Equipo MERLÍN sea utilizado como referencia en la calibración del resto de los equipos empleados para la medición de la rugosidad o regularidad superficial. El MERLIN es un equipo de aplicación manual cuyo principio se basa en usar la distribución de las desviaciones de la superficie respecto a una cuerda promedio. Según el procedimiento se ha definido que es necesario medir 200 desviaciones respecto a la cuerda promedio en forma consecutiva a lo lago de la vía y considerar un intervalo constante entre cada medición. Para dichas condiciones se tiene que a mayor rugosidad de la superficie, mayor es la variabilidad de los desplazamientos.

1. Descripción del Equipo MERLÍN. Procedimiento de Medición

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2. Procedimiento de campo

a) Calibración inicial del equipo MERLIN

b) Personal requerido   

Un (01) Operador del Equipo. Un (01) Ayudante (para anotar lecturas). Personal de Seguridad

c) Medición “...Para la ejecución de los ensayos se debe seleccionar un tramo de aproximadamente 400 m. de longitud, sobre un determinado canal de la vía. Se deben efectuar 200 mediciones estacionando el equipo a intervalos regulares, generalmente cada 2 m. de separación. En la práctica esto se realiza tomando como referencia la circunferencia del la rueda del MERLIN, que es aproximadamente esa dimensión, es decir, cada ensayo se realiza al concluir una vuelta de la rueda. Para ello se coloca una señal o marca llamativa sobre la rueda, la cual debe quedar siempre en contacto con el piso. Ello facilita la labor del operador quién, una vez hecha la lectura, levanta el equipo y controla que la llanta gire una vuelta haciendo coincidir nuevamente la marca sobre el piso... ...La prueba empieza estacionando el equipo al inicio del trecho de ensayo, el operador espera que el puntero se estabilice y observa la posición que adopt a respecto a la escala colocada sobre el tablero, realizando así la lectura. Paso seguido, el operador toma el instrumento por las manijas, elevándolo y desplazándolo la distancia constante seleccionada para usarse entre un ensayo y otro (una vuelta de la rueda). En la nueva ubicación se repite la operación y así sucesivamente hasta completar las 200 lecturas. El espaciado entre los ensayos no es un factor crítico, pero es recomendable que las lecturas se realicen siempre estacionando la rueda en una misma posición...

d) Posicionamiento de Equipo

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e) Detalle del Tablero de Medición incorporado al Equipo:

2.5.3.3. Interpretación de los Datos según MERLÍN (Criterio Ecuación Original)

La siguiente ecuación corresponde a la originalmente definida por el TRANSPORTATION ROAD RESEARCH LABORATORY (TRRL) de Inglaterra cuando desarrolló el Equipo MERLÍN:

Donde:

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D: Representa la Dispersión de los datos obtenidos con el equipo MERLÍN (Valor Merlín), agrupados en intervalos de frecuencia y analizados en base a la distribución de frecuencias de las lecturas o posiciones adoptadas por el puntero. Dichos datos originalmente fueron representados en un histograma de frecuencia. A continuación citamos algunas referencias que ilustran sobre la elaboración e interpretación del citado histograma. 2.5.4. Otros Equipos Multifunción

EQUIPO: Perfilógrafo Láser de Alto Rendimiento

CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO: •15 cámaras láser de 16 kHz para medida de la regularidad. •Cámara láser de 64 kHz para medida de la textura. •Unidad inercial compuesta por dos giróscopos y tres acelerómetros. •Sistema de posicionamiento G.P.S.

Aplicaciones: •Medida y registro del perfil longitudinal. •Medida y registro de perfiles transversales. •Cálculo de índices de regularidad superficial (IRI;PSI). •Medida y registro de la textura de los pavimentos. EQUIPO: Analizador de Regularidad Superficial (ARS)

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CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO: •Velocidad de ensayo de 22; 55 ó 90 km/h. •Lecturas a cada 25 cm. •Proceso de captación de datos basado en un microp rocesador que trabaja en tiempo real. •El equipo es capaz de medir las ondulaciones correspondientes a longitudes de onda entre 0,6 y 30 m. •Amplitud máxima de los movimientos relativos medibles del brazo: ± 10 cm.

Aplicación: El equipo permite la obtención del Índice de Regularidad Internacional (IRI). 3. Evaluación estructural de pavimentos Existe una gran diferencia entre el proceso de diseño de un pavimento nuevo y el proceso de diseño de la rehabilitación de un pavimento existente. En lo que se refiere a éste último, se dispone de un conjunto de materiales que ya están colocados y que han sufrido un deterioro por efecto del tránsito, de los agentes climáticos y el tiempo. Dichos materiales presentan un cierto valor estructural remanente, el cual es necesario considerar como aporte a los fines del diseño de la rehabilitación del pavimento, por lo tanto se impone como tarea previa en estos casos, a diferencia del diseño de un pavimento nuevo, la valoración o evaluación del pavimento en cuestión, la cual sólo es posible a través de procedimientos específicos. 3.1.Generalidades

La evaluación del pavimento existente tiene como objetivo el análisis y estimación del valor estructural remanente, adicionalmente esta evaluación debe proporcionar la información necesaria para la investigación de las causas que originaron la falla del pavimento a rehabilitar, es decir, debe aportar los elementos de juicio necesarios para el diagnóstico de las fallas observadas con la finalidad de definir las acciones de mantenimiento y/o rehabilitación a ejecutar según las deficiencias encontradas. La evaluación estructural de un pavimento existente abarca necesariamente los siguientes trabajos:  

Evaluación superficial de la condición del pavimento. Evaluación del sistema de drenaje.

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

Determinación de espesores y tipos de materiales constituyentes de la estructura de pavimento. Medición de deflexiones superficiales del pavimento. 3.2.Deflexiones en Pavimentos

La deflexión en los pavimentos no es más que la respuesta de los mismos ante un estímulo, en general cargas impuestas por el tráfico. La deflexión en los pavimentos es la deformación vertical bajo el punto de aplicación de la carga. En definitiva la deflexión es la integración matemática de las deformaciones verticales con la profundidad. Dependiendo de la estructura de pavimento considerada, la sub-rasante contribuye entre un 70 a 95% de la deflexión medida en la superficie del pavimento. Por esta razón se puede afirmar que la mayor deflexión en los pavimentos es causada por la compresión elástica de la subrasante. Este es un aspecto determinante en el desarrollo de distintas metodologías para caracterizar las propiedades elásticas de los suelos de la fundación del pavimento en base a la medición de deflexiones. Entre las principales propiedades elásticas de la sub rasante se encuentra el Módulo Resiliente, el cual corresponde al principal parámetro a determinar por diferentes modelos de cálculo. 3.2.1. Medición de Deflexiones con la Viga Benkelman

La Viga Benkelman es probablemente el mas popular y económico equipo de medición de deflexiones superficiales del pavimento y el mismo permite medir el rebote de la deflexión estática de un pavimento asfáltico bajo la aplicación de una carga. Funciona según el principio de palanca: los dos brazos de la viga rotan alrededor de un eje horizontal, de manera tal que cualquier movimiento del extremo de la viga en contacto con el pavimento, produce un movimiento proporcional en el extremo opuesto, el cual es registrado por un dial extensómetro. La carga de medición es de 18000 libras y la proporciona un camión con un eje trasero simple, llantas dobles y presión de inflado entre 80 y 90 lb/pulg 2. Existen distintos tipos de Vigas Benkelman para realizar mediciones de deflexiones de pavimentos. Las más comunes son: 



Viga Simple: Corresponde a la viga que cuenta con un solo palpador o brazo de medición y por ende un solo dial extensómetro para la medición de la máxima deflexión (D0). Viga Múltiple: Corresponde a la viga que cuenta con mas de un brazo palpador articulado en una misma base de referencia y por ende mas de un dial extensómetro para la medición de la máxima deflexión (D0) y subsecuentes deflexiones alejadas una dista ncia “r” del punto de máxima carga “0”. El caso mas común corresponde a la Viga Doble que cuenta con dos brazos de medición. Este tipo de medición también es posible realizarlo utilizando varias Vigas Benkelman Simples simultáneamente.

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Los recursos materiales requeridos y procedimiento de campo para ejecutar el ensayo se indican a continuación:

1) Equipo requerido para las mediciones en campo: • Viga Benkelman. • Camión volteo Tipo 2RD con carga de 8.2 ton en eje trasero. • Cauchos tamaño 10-00-20 u 11.00.20 (en buen estado). • Presión de inflado de los cauchos entre 80 y 90 psi. • Carga balanceada. • Medidor de presiones de inflado. • Termómetro (de dial o infrarrojo) para medir temperatura del pavimento. • Termómetro de bulbo, para medir temperatura ambiental. • Martillo y destornillador. • Recipiente con aceite (o agua). • Camioneta pick-up. • Utensilios menores. • Conos de seguridad. • Chalecos de seguridad. • Banderas de seguridad.

2) Personal requerido para las mediciones en campo: • Chofer del camión. • Técnico de laboratorio. • Ayudantes (3). • Bandereros (2). Recomendable 4 en vías de montaña. 3) Patrones estándar de medición en Venezuela: Rendimientos promedios: 100 mediciones por día. Medición corrida a cada 100 m., al tresbolillo por canal en vías troncales o secundarias. En autopistas se recomienda mediciones en canal rápido y en canal lento. Medición a cada 20 m. en un solo sentido, en tramos representativos.  



3.2.2. Medición de Deflexiones Deflectometer (FWD)

con

Equipo

Falling

Weight

El FWD es un equipo de medición de deflexiones de alto rendimiento, basado en impulsos de carga, las cuales son transmitidas al pavimento por una masa que golpea desde una cierta altura un plato de ensayo colocado sobre el pavimento. El equipo cuenta con sensores (geófonos o sismógrafos según el modelo) que recogen los DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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impulsos generados por la caída de la carga. Los sensores están colocados tanto en el punto de máxima carga como a ciertas distancias de dicho punto, esto con la finalidad de modelar el “cuenco” de defle xiones generado por el impacto de la carga sobre el pavimento. La transmisión de la carga a la estructura es similar a la que produce el eje de un vehículo circulando a una cierta velocidad sobre el pavimento.

3.2.3. Evaluación Estructural. Toma de Muestras de Pavimento Existente (Evaluación Destructiva)

Éste tipo de evaluación se fundamenta en la t oma de muestras representativas de los materiales que conforman las diferentes capas del pavimento en una vía. En el programa de ubicación del muestreo debe tomarse en cuenta el patrón de fallas identificadas en el pavimento con el objeto de asegurar que las condiciones significativas del pavimento sean consideradas, lo cual no implica que serán los sitios problemáticos los únicos a ser muestreados, ya que como se indicó el objeto de la exploración es conocer, a lo largo de la vía, cuál es la estructura característica. En el caso de las capas asfálticas, las mismas son normalmente extraídas a través de equipos de perforación para la toma de núcleos de capas (asfálticas y concreto hidráulico), conocidos por su denominación en inglés con el nombre de Core-drill , de aspecto similar al de la figura adjunta. A través de la extracción de muestras de capas asfálticas es posible conocer el espesor de la(s) carpeta(s) o sub-capas que conforman el espesor de total de la(s) capa(s) asfáltica(s), además se puede identificar los diferentes tipos de mezcla empleados en la construcción y en eventuales trabajos de mantenimiento y rehabilitación ejecutados, así como su condición, siendo posible identificar la presencia de fallas como por ejemplo los agrietamientos y detectar problemas asociados con la durabilidad (envejecimiento) de las mezclas.

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Las siguientes fotos ilustan acerca del trabajo de campo relacionado con la toma de núcleos de capas asfálticas:

EVALUACION DE PAVIMENTOS Y REFORZAMIENTO DE PAVIMENTOS RIGIDOS FISURADOS 4. Reforzamiento de Pavimentos Rígidos Fisurados: 4.1.Refuerzo de pavimentos rígidos

El refuerzo podrá realizarse con mezcla asfáltica en caliente o con concreto hidráulico. En determinados casos, puede ser necesario romper el pavimento existente en bloques de tamaño inferior a 0,2 m2 que, deben ser adecuadamente apisonados y asentados con el rodillo, Además, de lo indicado con la aplicación del refuerzo en los pavimentos aparecen algunos problemas constructivos, cuyo detenido estudio debe ser la base para la adopción de la solución más correcta en cada caso; por ejemplo, considerar: DOCENTE: ING. OMAR CORONADO

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

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

El mantenimiento del tráfico durante la ejecución de los trabajos en condiciones aceptables, puede ser causa determinante de la elección del tipo de refuerzo. El aumento de espesor de la calzada crea un desnivel con las bermas, que por seguridad vial deben ser también niveladas. Debe tenerse en cuenta las posibles mejoras de drenaje. La solución de los eventuales problemas que puedan presentarse en ensanches del pavimento, en pequeñas correcciones de trazado y en la ejecución de bermas. Plano de distribución de juntas longitudinales y transversales.

4.2.Principales consideraciones para el diseño de una sobrecapa de refuerzo

Reparaciones previas  Antes de proceder a la colocación del refuerzo, deberán repararse todos los desperfectos graves, tales como grietas de trabajo (aquellas que experimentan desplazamientos verticales entre sí), losas inestables, asentamientos, punzonamiento de pavimentos de concreto armado continuo y en especial todos los problemas derivados de un mal funcionamiento del sistema de drenaje o de la falta de capacidad de soporte de las capas subyacentes, con el fin de proporcionar al refuerzo una superficie de apoyo estable, uniforme, no erosionable y sin problemas de drenaje. Entre las principales técnicas de reparación tenemos:        

Estabilización de losas. Reparación en todo el espesor. Reparación de espesor parcial. Colocación de barras de traspaso de carga. Colocación de barras en cruz. Cepillado de la superficie. Reparación de juntas y grietas. Instalación de drenes de borde

Estas técnicas, incrementan la vida útil de éste. 4.3.Estabilización de losas

Los pasos a seguir en el procedimiento de estabilización de losas son: Detección de vacíos en forma precisa. Selección de materiales aceptables de estabilización. Estimación correcta de la cantidad de material. Ejecutar pruebas posteriores. El proceso consiste en el bombeo de una lechada de cemento a través de agujeros perforados en la losa. 4.4.Reparación en todo el espesor

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La reparación de espesor completo implica la remoción y reemplazo de una porción de la losa en todo su espesor, con el propósito de restaurar áreas con un alto grado de deterioro o preparar el pavimento para una sobre capa. Según la experiencia AASHTO4, esto no ha dado buenos resultados puesto que aparecen manchas en el refuerzo.  Además, se recomienda que éstas sean de un largo de 1.80 m como mínimo. La ejecución considera los siguientes pasos:  Corte de espesor completo mediante aserrado alrededor del área dañada.  Extracción de la losa de concreto en mal estado por medio de pequeñas grúas, con el fin de evitar dañar la sub-base o el pavimento adyacente.  Colocación de las barras de transferencia de carga, perfectamente alineadas.  En la colocación debe utilizarse un concreto premezclado, que alcance la resistencia adecuada antes de la apertura al tránsito.  El concreto debe ser vibrado y curado en la misma manera que al construir un pavimento nuevo. Si dentro de la zona deteriorada existiera una junta de contracción se procede de la misma forma. 4.5.Reparación de espesor parcial

Típicamente los descascaramientos mayores de 3 cm de ancho o de 8 cm de largo deben ser parchados ya que crean una superficie muy irregular y aceleran el proceso de deterioro general en el pavimento. La ejecución considera los siguientes pasos:      

Aserrado del perímetro de la zona a reparar, con una profundidad de corte apropiada (no puede ser mayor a un tercio del espesor de la losa). Remoción del concreto a reemplazar con martillos neumáticos livianos. Limpieza del área preparada mediante barrido a presión. Colocación de un formador de juntas flexible (separador compresible). Relleno del parche con mortero premezclado de alta resistencia. Debe evaluarse el uso de puentes de adherencia. Puesto que normalmente los parches presentan una gran superficie en relación al volumen por rellenar, la humedad se pierde con rapidez, por lo que el sistema de curado por utilizar debe ser el adecuado para esta situación. 4.6.Colocación de barras de transferencia de carga

Se colocan en juntas o grietas transversales. Su colocación se efectúa de acuerdo a la siguiente secuencia:     

Corte de ranuras a través de la junta o grieta para almacenar a los pasadores. Demolición, remoción del concreto de las ranuras y arenado de las caras internas de la ranura. Limpieza de las ranuras mediante hidro lavado. Colocación y alineación de las barras de transferencia con su respectivo separador de poliestireno expandido alineado con la grieta o junta. Relleno con ranuras con nuevo concreto.

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4.7.Colocación de barras en cruz

La colocación de barras en cruz es una técnica para grietas y juntas longitudinales que se hallan relativamente en buenas condiciones. El propósito de las barras en cruz es el de mantener entrelazado el conjunto y proveer refuerzo y resistencia adicional a la grieta o junta. 4.8.Cepillado

Una manera de alisar y dar textura al pavimento de concreto es mediante el cepillado superficial. Este proceso tiene por finalidad eliminar las imperfecciones superficiales, mediante el desbaste de los escalonamientos, alabeos y rugosidades otorgándole extrema suavidad, confort y seguridad para el usuario.

Reparación de juntas y grietas Esto se logra empleando cualquiera de los siguientes métodos: 

Limpieza de chorro de arena (sandblasting).Consiste en la aplicación de arena a presión para eliminar cualquier residuo del sello antiguo, aceite u otro material extraño depositado en las juntas que impida la adherencia del nuevo material de sellado.

Chorro de agua a alta presión (waterblasting). Consiste en la aplicación de agua a alta presión. 4.9.Instalación de drenes de borde

Esta tarea se refiere a la colocación de drenes longitudinales co n el propósito de evacuar rápidamente las aguas que llegan a la sub base y así evitar un colapso prematuro de las losas de pavimento.

5. Recomendaciones: 









Evaluar las vialidades y determinar el grado de severidad de los diferentes deterioros para implementar reparaciones menores y garantizar la vida útil de la estructura de pavimento rígido. Conocer las diferentes técnicas constructivas que garanticen un nivel de serviciabilidad de la vía. Realizar pruebas de laboratorio de los suelos que se encuentren en el lugar, de tal manera que se verifique que si son apropiados para la cimentación de la estructura o que si se requiere de suelos de mejores propiedades. Realizar el sellado de las juntas longitudinales y transversales con materiales compresibles (silicón) para evitar la filtración de agua y materiales incompresibles. Antes de iniciar las reparaciones de una vía determinada, en un tiempo de antelación de 60 días se debe de realizar una investigación en el campo, con el fin de definir los límites de las áreas a reparar y plasmar esa información en los planos de la vía.

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