Patologías Estructurales de Un Pavimento

Patologías Estructurales de un Pavimento

Brayan Stevenn Bermúdez Díaz

Universidad Antonio Nariño Docente Ingeniera Alexandra Morales Asignatura: Pavimentos Facultad de ingeniería civil

Tabla de contenido

Resumen ................................................................................................................................. 5 ................................................ ................................................................................... ............................. 6  Abstract ...................................................................................................... Introducción .................................................. ........................................................................................................ .......................................................................... .................... 7 Justification ................................................... ........................................................................... ........................ Error! Bookmark not defined. Objetivos.............................................. .................................................................................................... ................................................................................... ............................. 9 Objetivo General................................................................................................................. 9 Objetivos Específicos ......................................................................................................... ................................................................... ...................................... 9 Fundamento Teórico Teó rico .............................................. ................................................................................................... ............................................................... .......... 10 Pavimentos ....................................................................................................................... 10 Clasificación de los Pavimentos ....................................................................................... 10 Pavimento rígido .............................................................................................................. 11 Pavimento flexible f lexible ............................................. .................................................................................................. ............................................................... .......... 11 Pavimento articulado ........................................................................................................ ............................................................................. ........................... 11 Patologías de los pavimentos rígidos ............................................................................... 12 Juntas ................................................................................................................................ ............................................................................................ .................................... 12 Causas de deficiencia del d el sellado ..................................................................................... ................................................................. .................... 13 Causas de juntas saltadas ...................................................... .................................................................................................. ............................................ 13 Causas de separación juntas longitudinales .................................................... ...................................................................... .................. 13 Deterioro superficial ....................................................................................... .................. 13 Causas de Fisuramiento por po r Retracción ........................................................................... ......................................................... .................. 14 Causas de desintegración ...................................................... .................................................................................................. ............................................ 14 Causas de baches ............................................................................................................. ......................................................... ...................................................... 14 Causas de Agrietamiento por Durabilidad........................................................................ 14 Grietas .............................................. .................................................................................................... ................................................................................. ........................... 15 Patologías de los pavimentos flexibles .................................................. ............................................................................. ........................... 15 Fisura y grietas ................................................................................................................. 16 Causas de fatiga miento ........................................................ .................................................................................................... ............................................ 16 Causas de grietas en bloque ................................................. .............................................................................................. ............................................. 17 Causas de grietas de borde................................................................................................ 17

Causas de grietas longitudinales y trasversales ................................................................ 17 Deterioro superficial ....................................................................................... .................. 17 Causas de baches .............................................................................................................. 18 Causas de ahuellamiento .................................................................................................. 19 Causas de deformación trasversal..................................................................................... 19 Causas de exudación ......................................................................................................... 19 Conclusiones ......................................................................................................................... 20 Referencias ........................................................................................................................... 21

Tabla de ilustraciones

Ilustración 1. Clasificación de pavimentos ................... Error! Bookmark not defined.  Ilustración 2 . Deficiencias  Ilustración 3 .

del Sellado ......................... Error! Bookmark not defined.

Juntas Saltadas ....................................... Error! Bookmark not defined.

Ilustración 4. Separación de Junta Longitudinal .......... Error! Bookmark not defined. Ilustración 5.separacion de juntas en losa .................... Error! Bookmark not defined. Ilustración 6. Fisuramiento por Retracción .................. Error! Bookmark not defined. Ilustración 7. Desintegración de Áridos ....................... Error! Bookmark not defined. Ilustración 8. Baches..................................................... Error! Bookmark not defined. Ilustración 9. Agrietamiento por Durabilidad .............. Error! Bookmark not defined. Ilustración 10. Grietas de Esquina ................................ Error! Bookmark not defined. Ilustración 11. Grietas Longitudinales ......................... Error! Bookmark not defined. Ilustración 12. Grietas Transversales............................ Error! Bookmark not defined. Ilustración 13. Fatiga miento ........................................ Error! Bookmark not defined. Ilustración 14. Grietas en bloque .................................. Error! Bookmark not defined. Ilustración 15. Grietas borde ........................................ Error! Bookmark not defined. Ilustración 16. Grietas longitudinales y trasversales .... Error! Bookmark not defined. Ilustración 17. Parches deteriorados ............................. Error! Bookmark not defined.  Ilustración 18 . baches ................................................... Error!

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Ilustración 19. Ahuellamiento ...................................... Error! Bookmark not defined. Ilustración 20. Deformación trasversal ......................... Error! Bookmark not defined. Ilustración 21. Exudaciones .......................................... Error! Bookmark not defined.

Resumen El objetivo de este trabajo es identificar los daños que se generan en los pavimentos de acuerdo a su clasificación, ya sean flexibles o rígidos, comúnmente estas patologías que ocurren en los pavimentos son ocasionados por diferentes factores, el transito que es el flujo continuo de los vehículos sobre la rodadura lo cual generan daños a la estructura, otra de las variables que generan deterioro o malformaciones en el pavimento es la calidad de los materiales empleados en su construcción, la calidad de la subrasante es una de las variables que se presentan como hundimientos o deformaciones en los pavimentos y el factor climático es un fenómeno que afecta la vida útil y calidad de esta estructura, Es por esta razón que en el presente trabajo se evidencia las causas, consecuencias y  posibles soluciones de las anomalías que se presentan en los pavimentos y se evidencian estas  patologías en sectores de la ciudad de Bogotá, para tener más claridad de los daños que se generan en los pavimentos.

 Abstract

The objective of this work is to identify the damages that are generated in the  pavements according to their classification, whether flexible or rigid, commonly these  pathologies that occur in the pavements are caused by different factors, the traffic that is the continuous flow of the vehicles on the road which generate damage to the structure, another of the variables that generate deterioration or malformations in the pavement is the quality of the materials used in its construction, the quality of the subgrade is one of the variables that appear as subsidence or deformations in the pavements and the climatic factor is a  phenomenon that affects the useful life and quality of this structure. It is for this reason that in the present work is evident the causes, consequences and  possible solutions of the anomalies that occur in the pavements and these pathologies are evidenced in sectors of the city of Bogotá, to have more clarity of the damages that are generated on the pavements.

Introducción El pavimento es la capa o base que constituye el suelo de una construcción o de una

“

superficie no natural. El pavimento funciona como sustento de los seres vivos y de las cosas Es importante tener en cuenta que el pavimento puede revestirse con diferentes materiales, como piedras o maderas. El término, sin embargo, suele asociarse en algunos países al asfalto, el material utilizado para construir calles, rutas y otras vías de comunicación2 según (Copyright © 2008-2018 ) En este trabajo de investigación consistió en evidenciar las patologías que se generan en la estructura de los pavimentos, de acuerdo a su clasificación como pavimentos rígidos, flexibles o articulados, así mismo investigar y establecer las causas por las cuales se generan estos daños, observar la posibles soluciones de estas problemáticas en la estructura.

Justificación

Los daños en las estructuras viales son un problema que afecta de manera directa el tránsito o flujo vehicular, ocasionando daños en los vehículos y atentando con la seguridad de los usuarios como en la salud debido al incremento de las partículas contaminantes, disminución en los tiempos y movimientos de los servicios públicos de transporte, estancamiento de aguas entre otros El objetivo principal de este proyecto de investigación es identificar las patologías que se presentan en los pavimentos con el fin de analizar de manera general el estado de la malla vial de Bogotá y qué tipo de daños son los causantes de las anomalías en las calles y  posteriormente dar un diagnóstico preciso para finalizar con una posible solución definitiva.

Objetivos Objetivo General Determinar el estado de deterioro de un pavimento (rígido o flexible) en base a la información recolectada.

Objetivos Específicos



Observar minuciosamente las posibles patologías del pavimento flexible y  pavimento rígido y determinar sus posibles causas.



Evaluar el estado superficial y posibles daños estructurales generados por el  paso de los vehículos.

Fundamento Teórico Pavimentos Un pavimento consiste en un conjunto de capas, relativamente horizontales, que están diseñadas y construidas con materiales granulares y debidamente compactados. Estas estructuras en capas se admiten sobre la sub-rasante que es una cota o línea de diseño generada por el movimiento de tierra en el proceso de construcción y deben resistir adecuadamente las limitaciones de las cargas de tráfico con el objetivo de transferir las cargar de una adecuada forma durante la vida útil de la estructura (Montejo Fonseca, 2002, pág. 2)

Clasificación de los Pavimentos Los pavimentos se clasifican de acuerdo a las especificaciones que se requieran en el  proyecto vial, forma del terreno o topografía, y uso de la vía y se pude clasificar en: 

Pavimento rígido



Pavimento flexible



Pavimento articulado

Ilustración 1. Clasificación de pavimentos

Pavimento rígido Estos tipos de pavimentos están compuestos por una placa o losa de concreto hidráulico, la alta rigidez de este hace que la placa o losa absorba los esfuerzos de las cargas vehiculares y disminuya de forma considerable los esfuerzos a la sub-rasante debido a las cargas vehiculares. Además se puede considerar no tener una base granular, el comportamiento del  pavimento rígido es muy aceptable inclusive cuando la sub-rasante presente zonas débiles en su construcción. (ING. Alfonso Montejo, 2002, p.5).

Pavimento flexible Estos pavimentos están constituidos por una rodadura o capa bituminosa soportada comúnmente sobre dos capas granulares, conocidas como base y sub-base. Sin embargo de acuerdo a las especificaciones técnicas en determinadas obras se puede excluir cualquiera de estas dos capas en la obra. (Montejo Fonseca, 2002, pág. 3)

Pavimento articulado Se denomina pavimentos flexibles a aquellos cuya estructura total se deflecta o flexiona dependiendo de las cargas que transitan sobre él. El uso de pavimentos flexibles se realiza fundamentalmente en zonas de abundante tráfico como puedan ser vías, aceras o  parkings. (Montejo Fonseca, 2002, pág. 3) La construcción de pavimentos flexibles se realiza a base de varias capas de material. Cada una de las capas recibe cargas por encima de la capa. Cuando las supera la carga que  puede sustentar traslada la carga restante a la capa inferior. De ese modo lo que se pretende es que poder soportar la carga total en el conjunto de capas. Las capas de un pavimento flexible que conforman un suelo se colocan en orden descendente en capacidad de carga. La capa superior es la que mayor capacidad de soportar cargas tiene de todas las que se disponen. Por lo tanto la capa que menos carga puede soportar es la que se encuentra en la base. La durabilidad de un pavimento flexible no debe ser inferior a 8 años y normalmente suele tener una vida útil de 20 años.

Patologías de los pavimentos rígidos Los daños que se generan frecuentemente en este tipo de pavimentos son: 

Las juntas



Deterioro superficial



Grietas

Juntas El daño de juntas en los pavimentos rígidos se puede dar de la siguiente manera, deficiencia en el sellado de juntas, juntas saltadas, separación de junta longitudinal.

I lustración 2.

Deficiencias del Sellado

Ilustración 3. Separación de Junta Longitudinal

I lustración 2.

Juntas Saltadas

Ilustración 5.separacion de juntas en losa

Causas de deficiencia del sellado Fluencia fuera de la caja 



carencia Producto de mala calidad, procedimiento de colocación deficiente



endurecimiento despegado de las paredes de la junta

Causas de juntas saltadas Penetración de partículas incomprensibles dentro de la caja de una junta o dentro de 

una grieta activa. 

Debilitamiento de los bordes de la junta debido a un acabado excesivo u otro defecto de construcción.

Causas de separación juntas longitudinales 

Desplazamiento lateral de las losas motivado por un asentamiento diferencial en la sub-rasante.



Carencia de bermas.



Ausencia de barras de acero de amarre entre pistas adyacentes.

Deterioro superficial

Ilustración 64. Fisuramiento por Retracción

Ilustración 7. Desintegración de Áridos

Ilustración 8. Baches

Ilustración 9. Agrietamiento por Durabilidad

Causas de Fisuramiento por Retracción Curado del hormigón inapropiado. 



Exceso de amasado superficial y/o adicción de agua durante el aislado de la superficie.



En zonas de clima frio; acción del clima

Causas de desintegración Hormigón mal dosificado. 



Curado inapropiado



Hormigón con exceso de mortero.

Causas de baches Materiales deleznables (terrones de arcilla, cal viva, etc.) en el interior del 

hormigón. 

Mortero poco homogéneo.

Causas de Agrietamiento por Durabilidad Reactividad álcali-sílice de los agregados que conforman el hormigón, cuando estos 

se congelan y expanden

Grietas Grietas predominantemente paralelas al eje de la calzada o que se extienden desde una junta transversal hasta el borde de la losa, pero la intersección se produce a una distancia. Son generadas por Espesor de la losa insuficiente para soportar los esfuerzos, Retracción térmica que origina alabeos., Losas de longitud excesiva., Junta de contracción aserrada o formada tardíamente.

Ilustración 10. Grietas de Esquina

Ilustración 11. Grietas Longitudinales

Ilustración 12. Grietas Transversales

Patologías de los pavimentos flexibles Los tipos de fallas que se presentan en los pavimentos flexibles son fisuras y grietas, y deterioro superficial.

Fisura y grietas

Ilustración 13. Fatiga miento

Ilustración 14. Grietas en bloque

Ilustración 15. Grietas borde

Ilustración 16. Grietas longitudinales y trasversales

Causas de fatiga miento Problemas de drenaje que afectan los materiales granulares 



Espesor de estructura insuficiente.



Deformaciones de la sub-rasante.



Rigidización de la mezcla asfáltica en zonas de carga (por oxidación del asfalto o envejecimiento).



Compactación deficiente de las capas granulares asfálticas.



Reparaciones mal ejecutadas, juntas mal elaboradas e implementación de reparaciones que no corrigen el daño.

Causas de grietas en bloque Combinación del cambio volumétrico del agregado fino de la mezcla asfáltica con 

el uso de un asfalto de baja penetración. 

Espesor del pavimento inadecuado para el nivel de solicitaciones.



Baja capacidad de soporte de la sub-rasante.



Es causada principalmente por la contracción del pavimento asfaltico debido a la temperatura.

Causas de grietas de borde Son grietas con tendencia longitudinal ubicadas cerca del borde de la calzada, se  presentan habitualmente por la ausencia de berma o por la diferencia de nivel de la  berma y la calzada

Causas de grietas longitudinales y trasversales Puede corresponder a zonas de contacto entre corte y terraplén por la diferencia de 

rigidez de los materiales de la sub-rasante. 

Riego de liga insuficiente o ausencia total.



Espesor insuficiente de la capa de rodadura

Deterioro superficial

Ilustración 17. Parches deteriorados

I lustración 18.

baches

Ilustración 19. Ahuellamiento

Ilustración 20. Deformación trasversal

Ilustración 21. Exudaciones

Causas de parches deteriorados Solo se recubrió la zona deteriorada sin solucionar las causas que lo originaron. 



Deficiencia de las juntas.



Procesos constructivos deficientes

Causas de baches Defecto de construcción. 



Derrame de solventes (bencina, aceite, etc.) o quema de elementos sobre el  pavimento.



Pavimento estructuralmente insuficiente para el nivel de solicitaciones y características de la sub-rasante.



Drenaje inadecuado o insuficiente

Causas de ahuellamiento Es una concavidad de la zona localizada sobre la trayectoria de la llanta de los vehículos. Con frecuencia se encuentra acompañado de una elevación de las áreas adyacentes de la zona deprimida y de fisuracion

Causas de deformación trasversal 

Estructura insuficiente para el nivel de solicitaciones y características de la subrasante.



Drenaje inadecuado o insuficiente.



Defecto de construcción



Derrames de solventes (bencina, diésel, etc.) o quema de elementos sobre el  pavimento.

Causas de exudación La exudación se genera cuando la mezcla tiene cantidades excesivas de asfalto haciendo que el contenido de vacíos con aire de mezcla sea bajo, sucede especialmente durante épocas o en zonas calurosas. También puede darse por el uso de asfaltos muy blandos o por derrame de ciertos solventes. (Rebolledo, 2010).

Conclusiones Se logró identificar los tipos de daños que se presentan en los pavimentos de acuerdo a su clasificación, se mostró las diversas causas que generan estas patologías en su estructura, y se puede asegurar que las fallas que se generan en los pavimentos se debe a una anomalía de las cuatro variables fundamentales en la construcción de los pavimentos    

Calidad de los materiales Calidad de la sub rasante Trafico Factores climáticos

Referencias Argos. (2016). Tipos de Deterioros en Pavimentos de Concreto. Bogota: Argos. Arkiplus. (2014). Patologias del Pavimento. Consejo de Directores de Carreteras de Iberia . (2002). Catalogo de Deterioros de Pavimentos rígidos. Estado, J. d. (1988). Carreteras BOE. España. Inveas, & Jugo B, A. (s.f.). Concepto Básico de Pavimentos. Miranda Rebolledo, R. J. (2010). Deterioros en Pavimentos Flexibles y Rigidos. Santiago, Valdivia, Chile. .