TESIS DE PAVIMENTOS

1

“UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES” FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TESIS “DIAGNÓSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE LA VIA: AV. ARGENTINA – AV. 24 DE JUNIO POR EL MÉTODO: ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS-2012”

PRESENTADO POR BACH/ING.: 

CAMPOSANO OLIVERA, Jhessy Elian



GARCIA CARDENAS, Kenny Víctor

PARA OBTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL HUANCAYO, MARZO DEL 2012

2

ASESOR ING. JULIO NAKANDAKARE SANTANA

3

Este

Trabajo

está

dedicado

a

nuestras familias, quienes todo el tiempo

estaban

pendientes

y,

brindándonos apoyo cuando más lo necesitábamos, por ello seguimos y, por ellos salimos adelante.

4

INDICE INTRODUCCION RESUMEN ABSTRACT CAPITULO I……………………………………………………………………………………….10 1.1 TITULO……………………………………………………………………………………...…10 1.2 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN………………………………………………………...10 1.3 OBJETIVOS…………………………………………………………………………………..11 1.4 JUSTIFICACION…………………………………………………………………………...…12 1.5 HIPOTESIS…………………………………………………………………………………...12 1.6 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN……………………………………………….14 CAPITULO II………………………………………………………………………………………17 MARCO TEORICO 2.1 PAVIMENTOS………………………………………………………………………………...17 2.2 TIPOS DE PAVIMENTOS…………………………………………………………………...18 2.3 DISEÑO DE PAVIMENTOS…………………………………………………………………23 2.4 FACTORES DE DISEÑO……………………………………………………………………24 2.5 EVALUACION DE PAVIMENTOS………………………………………………………….26 CAPITULO III……………………………………………………………………………………...29 METODO PCI 3.1 DEFINICION…………………………………………………………………………………..29 3.2 RESEÑA HISTORICA………………………………………………………………………..30 3.3 SIGNIFICADO Y USO……………………………………………………………………….30 3.4 HERRAMIENTAS…………………………………………………………………………….31 3.5 TIPOS DE FALLAS EN UN PAVIMENTO FLEXIBLE……………………………………32 3.6 PROCEDIMIENTO DE EVALUACION……………………………………………………..61 3.7 CALCULO DEL PCI DE LAS UNIDADES DE MUESTREO…………………………….66 3.8 CALCULO DEL PCI DE UNA SECCION DE PAVIMENTO…………………………..…67 3.9 PELIGROS…………………………………………………………………………………….68 CAPITULO IV……………………………………………………………………………………..69 APLICACIÓN DEL METODO PCI EN EL DIAGNOSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE UNA VIA DE PAVIMENTO FLEXIBLE 4.1 ANTESCEDENTES…………………………………………………………………………..69 4.2 GENERALIDADES…………………………………………………………………………...69

5

4.3 DATOS GENERALES DE LA ZONA……………………………………………………….72 4.4 DATOS DE LA VIA…………………………………………………………………………...77 4.5 CARACTERISTICAS DE TRANSITO………………………………………………………79 4.6 METODO DE DISEÑO DE PAVIMENTO……………………………………………….....83 4.7 DATOS DE MECANICA DE SUELOS……………………………………………………..84 4.8 PROCESO…………………………………………………………………………………….86 CAPITULO V………………………………………………………………………………………98 ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE LA INVESTIGACION 5.1 RESULTADOS OBTENIDOS POR NÚMERO DE FALLAS SEGÚN TIPO……………98 5.2 RESULTADOS OBTENIDOS POR UNIDADES DE MUESTRA CON NUMERO DE FALLAS…………………………………………………………………………………………….99 5.3 RESULTADOS OBTENIDOS POR TIPO DE FALLA Y SEVERIDAD………………..100 5.4 RESULTADOS OBTENIDOS POR EL TIPO DE FALLAS EXISTENTES……………102 5.5 RESULTADOS OBTENIDOS POR EL CALCULO DEL PCI………………………......105 CONCLUSIONES……………………………………………………………………..………...106 RECOMENDACIONES………………………………………………………………...……….108 BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………..……..109 ANEXOS

6

INTRODUCCION El

presente

trabajo

de

investigación

“DIAGNÓSTICO

DEL

ESTADO

SITUACIONAL DE LA VIA: AV. ARGENTINA – AV. 24 DE JUNIO POR EL MÉTODO: ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS-2012”, ha sido elaborado con mucho entusiasmo, con la finalidad de entender y aplicar los conceptos y la teoría sobre la evaluación de pavimentos, el cual ponemos a consideración de los jurados para

su

revisión y evaluación. Las carreteras y vías urbanas son un factor muy importante en el desarrollo socio-económico de las regiones y países, a su vez el transporte es un elemento de gran influencia en la economía de las zonas urbanas y rurales, y la serviciabilidad de las carreteras contribuye al desarrollo socio-económico de los sectores de la población, por ello es necesario de una adecuada planificación en los proyectos viales para que puedan garantizar y facilitar el mejoramiento de la calidad de vida de los habitantes. Dicha serviciabilidad es función directa del estado superficial y estructura del pavimento. Por ello es de gran importancia para la región, que se cuente con una red vial eficiente, que permita la comunicación entre sus diferentes núcleos urbanos y rurales. El diseño y la ejecución de un pavimento no es suficiente para garantizar la calidad de vida de este, siendo muchas veces olvidado por los gobiernos locales y regionales, el mantenimiento y rehabilitación de un pavimento debe ser rutinario para la prolongación de su vida útil, para ello es necesario realizar un diagnóstico vial constante. Es por ello

7

que basado en la teoría de evaluación de pavimentos, se realizó la investigación sobre el método PCI y su aplicación en el diagnóstico de la vía en estudio, el cual se basa en la inspección visual por unidades de muestreo del pavimento. En la elaboración del trabajo se hizo uso de recursos humanos y materiales como cámaras fotográficas, de video, hojas de apunte y otros, así como el uso de fuentes bibliográficas que en la actualidad existen en gran cantidad. Agradecemos a nuestro asesor, Ing. Julio Nakandakare Santana,

por las

orientaciones dadas en el transcurso de elaboración de la tesis, ya que gracias a las mismas nacieron en nosotros muchas ganas de investigar y el producto de ello es este trabajo. Los Tesistas.

8

RESUMEN El diseño y el mantenimiento de las estructuras de pavimentos flexibles es un tema de estudio e investigación, como consecuencia de los diversos resultados obtenidos en la construcción y, particularmente, en la recuperación de la estructura de las vías vehiculares pavimentadas. Este trabajo de investigación, realiza un diagnostico visual para el tramo de la vía existente Av. 24 de Junio y Av. Argentina, haciendo uso del método PCI, según el criterio y parámetros de la Norma ASTM 5340-98 Método de Evaluación del PCI, el cual pretende saber las condiciones actuales de la estructura y la superficie de rodadura, con un trabajo de campo, en el cual se realiza el recorrido de la vía anotando las fallas localizadas y determinando la severidad de las mismas, haciendo uso de instrumentos de medición y el catálogo de fallas para pavimentos asfalticos, después del levantamiento de fallas se realiza el trabajo en gabinete con el cálculo final de PCI, siendo este el primer paso para lograr una vía pavimentada de mejor calidad y que cumpla correctamente su tiempo de vida útil. El trabajo se realizó con mucho entusiasmo y dedicación, esperamos que sirva como material de consulta a estudiantes de pregrado o posgrado, esto con el fin de confrontar y comparar los conceptos técnicos, académicos y parámetros empleados para los diferentes tipos de diseño, determinando las diferencias en que ellos se derivan y que al ser aplicados puedan o no desarrollar resultados objetables e inadecuados con respecto a los comportamientos de la situación real de la estructura. Los Tesistas.

9

ABSTRACT The design and maintenance of flexible pavement structures is a subject of study and research, as a consequence of the different results obtained in the construction and particularly in

recovering the vehicle structure paved roads.

This research, make a visual diagnosis for the section of the existing road Av Av June 24 and Argentina, using the PCI method according to the criteria and parameters of the Standard Method ASTM 5340-98 PCI Assessment, which seeks to ascertain the current condition

of the

structure

and tread, with a

done scoringpathway localized failures and using measuring

instruments and

the

field in

which the

tour is

determining

the severity

thereof,

catalog

of failure for

asphalt

pavements after fault removal work is performed in cabinet with the final calculation of PCI, which is the first step toward a paved road better and properly fulfill their lifetime. The work was done with enthusiasm and dedication, we hope to serve as reference material to undergraduate or postgraduate, this in order to confront and compare the technical concepts, academics and parameters used for different types of design, determining the differences in which they are derived and to be applied may or may notdevelop objectionable and inappropriate results regarding the behavior of the real situation of the structure.

The Thesis Students

10

CAPITULO I 1.1

TITULO: “DIAGNÓSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE LA VIA: AV. ARGENTINA – AV. 24 DE JUNIO POR EL MÉTODO: ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS2012”.

1.2

PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN:  Planteamiento del Problema El ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio de pavimento asfaltico se encuentra en proceso de colapso estructural a causas asociadas a su uso, diseño y proceso constructivo llegando a afectar a la población que se traslada entre las ciudades de Huancayo – Chupaca, por motivos de comodidad seguridad y funcionalidad, siendo estas fallas presentes en toda la vía y observadas a simple vista en la carpeta asfáltica como son Piel de cocodrilo, Exudación, Fisuras en bloque, Fisuras longitudinales, Desprendimientos y peladuras, Ahuellamiento, Fisuras Transversales. Los pavimentos asfálticos o flexibles presentan una serie de fallas cuya prevención y/o corrección es abordada por operaciones de mantenimiento, las que suelen agruparse en tres categorías: operaciones rutinarias; operaciones periódicas y operaciones de restauración. Desconociendo el estado actual de la vía por métodos que nos ayuden a determinar el grado de colapso de la estructura vial. 

Formulación del Problema - Problema general

11

¿Cuál es el Diagnostico del Estado Situacional De La Vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio? - Problemas específicos  ¿Cuál es la calidad de desempeño de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio?  ¿Cuál es el deterioro físico de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio?  ¿Cuáles son las alternativas de solución al estado situacional de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio?  ¿Qué nivel de servicio nos da el estado situacional de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio?  ¿El mantenimiento intensivo mejora la condición del pavimento de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio? 1.3

OBJETIVOS: 

Objetivo General Identificar en qué estado situacional se encuentra la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio por el método PCI (índice de condición de pavimentos) haciendo un diagnóstico definitivo.

 -

Objetivos Específicos Verificar la calidad de desempeño de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina-Av. 24 de Junio.

-

Determinar el deterioro físico (fallas de los pavimentos: grietas, deformación, envejecimiento, etc.), de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio.

-

Identificar las alternativas de solución del estado situacional de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio.

12

-

Determinar el nivel de servicio del estado situacional de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio.

-

Determinar si el mantenimiento intensivo mejorara la condición del pavimento de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio.

1.4

JUSTIFICACIÓN: El estudio del estado situacional de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio por el método PCI indicara la acciones a tomar con respecto a los resultados obtenidos de dicho estudio como son el nivel de daño del pavimento su severidad y cantidad. Ya que dada a la gran cantidad de combinaciones de deterioros que se presentan en el estudio de esta vía el método soluciona esta dificultad introduciendo el *valor deducido* para indicar la condición del pavimento y con esto supone un mayor conocimiento de las condiciones operativas y estructurales que permitan deducir el estado situacional de la vía en estudio. Que permitan llegar a un diagnóstico de la vía y así una solución efectiva que contenga los requisitos que exige este tipo de vía.

1.5

HIPÓTESIS: Hipótesis general



La condición actual de la vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca Av. Argentina – Av. 24 de Junio, se encuentra deteriorada mostrando fallas en todo el tramo a causa de un mal diseño estructural, o culminado el tiempo de vida útil. Hipótesis específicas

 -

La calidad de desempeño de la vía son las fallas localizadas en el recorrido que alteran la servicialidad de la vía. Se clasificará los tipos de fallas en función a los valores del método PCI.

-

El deterioro físico de las vía se deben a las fallas encontradas en el pavimento.

13

-

La Alternativa de solución para el estado situacional de la vía es la realización de un mantenimiento intensivo.

-

El nivel de servicio que nos da el estado situacional de la vía es regular.

-

El mantenimiento mejorara la condición del pavimento de la vía, otorgando un buen nivel de servicio.



Operacionalización de las Variables - VARIABLE INDEPENDIENTES: 

X1= ESTADO SITUACIONAL DEL PAVIMENTO INDICADOR: Condición de pavimento INDICE: 0 la peor condición posible y 100 la mejor. UNIDAD: Adimensional INSTRUMENTO: Norma ASTM 5340-98



X2=DESEMPEÑO DE LA VIA INDICADOR: Serviciabilidad INDICE: Deterioro UNIDAD: Adimensional INSTRUMENTO: Observación



X3=DETERIORO FISICO INDICADOR: Serviciabilidad INDICE: Deterioro UNIDAD: Adimensional INSTRUMENTO: Observación



X4=NIVEL DE SERVICIABILIDAD INDICADOR: Índice de serviciabilidad INDICE: Fallas en el pavimento UNIDAD: Adimensional

14

INSTRUMENTO: Formulas. 

X5=MANTENIMIENTO RUTINARIO INDICADOR: Resultado de diagnostico INDICE: Fallas en el pavimento UNIDAD: Adimensional INSTRUMENTO: Cálculos matemáticos.

- VARIABLES DEPENDIENTES:. 

Y1= METODO DE INDICE DE CONDICION DE PAVIMENTOS INDICADOR: En función al valor del PCI. INDICE: Colapsado a Excelente. UNIDAD: Adimensional INSTRUMENTO: Norma ASTM 5340-98



Y2= COMPORTAMIENTO DEL PAVIMENTO INDICADOR: En función al valor del PCI. INDICE: Malo a bueno. UNIDAD: Adimensional INSTRUMENTO: Norma ASTM 5340-98



Y3= FALLAS EN EL PAVIMENTO INDICADOR: Serviciabilidad. INDICE: Deterioro del pavimento. UNIDAD: Adimensional. INSTRUMENTO: Observación.

1.6

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION: 

Métodos con que se resuelven el problema:  Método: Observacional

15

 Diseño: Diseño transversal correlacional (Hernández, Fernández y Baptista, 1998, p.185).1



TOMA DE MUESTRAS

CONCLUSIONES

RECOLECCION DE DATOS

ALTERNATIVAS DE SOLUCION

ANALISIS DE DATOS

EVALUACION DE RESULTADOS

Técnicas de recopilación de datos:  Hojas de datos, o cualquier sistema de almacenamiento de información en campo que permita registrar: fecha, ubicación, componente, sección, tamaño de la unidad de muestra, número y tamaño de losa, tipos de falla, grado de severidad, cantidades, y nombre del encargado de la inspección.  Imágenes Fotográficas  Planos



Muestra y Universo:  Población: Es cualquier conjunto de unidades o elementos como personas, municipios, empresas, etc. claramente definido para el cual se calculan las estimaciones o se busca la información. Como es imposible obtener datos de toda la población

es

conveniente

extraer

una

muestra,

representativa2(Sampieri, pag.65). En el estudio realizado de encuentra la siguiente población: 1 2

Hernández, Fernández y Baptista, 1998, p.185. Hernández Sampieri, Roberto y otros. Metodología de la Investigación pag.65. Editorial McGraw Hill, año 2003

que

sea

16

Sistema vial del Distrito de Chupaca.  Muestra: Es el conjunto de operaciones que se realizan para estudiar la distribución de determinados caracteres en la totalidad de una población universo o colectivo partiendo de la observación de una fracción de la población considerada3 (Ander – Egg, Pág. 115). La muestra en el estudio realizado es: Pavimento flexible de la Vía Ingreso a la Ciudad de Chupaca, Av. Argentina – Av. 24 de Junio.  Tipo y Nivel de investigación 

Tipo: La investigación es de tipo aplicada ya que se aplica en la solución del problema para el mejoramiento y rehabilitación de la vía.



Nivel: El nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con que se aborda un objeto o fenómeno. El tipo de nivel de la investigación es: Descriptivo.

3

Ander – Egg (citado por Tamayo y Tamayo 1998 Pág. 115)

17

CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1 PAVIMENTOS Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. 4 Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, edemas de una adherencia adecuada entre el vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas. Deberá presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del tránsito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas. Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se deberán colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terracerías además de que son los materiales que más comúnmente se encuentran en la naturaleza, y por consecuencia resultan los más económicos. La división en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor económico, ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor 4

ING. ALFONSO MONTEJO FONSECA, Ingeniería de Pavimentos para Carreteras.

18

mínimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior. La resistencia de las diferentes capas no solo dependerá del material que la constituye, también resulta de gran influencia el procedimiento constructivo; siendo dos factores importantes la compactación y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, éste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes. 2.2 TIPOS DE PAVIMENTOS Básicamente existen dos tipos de pavimentos: rígidos y flexibles5.  El pavimento rígido Se compone de losas de concreto hidráulico que en algunas ocasiones presenta un armado de acero, tiene un costo inicial más elevado que el flexible, su periodo de vida varía entre 20 y 40 años; el mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las juntas de las losas. Estos pavimentos difieren mucho de los de tipo flexible. Los pavimentos de concreto reciben la carga de los vehículos y la reparten a un área de la subrasante. La losa por su alta rigidez y alto módulo elástico, tiene un comportamiento de elemento estructural de viga. Ella absorbe prácticamente toda la carga. Estos pavimentos han tenido un desarrollo bastante dinámico. El talón de Aquiles de los pavimentos de concreto, son las juntas que tienen que diseñar y construir para controlar los cambios de volumen, inevitables, que se producen en ellos por cambios temperatura. Los pavimentos de refuerzo continuo y los pre-reforzados, se diseñan y construyen sin juntas transversales de contracción y expansión excepto al llegar a un cruce o a una estructura fija. Sólo se

5

construyen

juntas

de

ING. ALFONSO MONTEJO FONSECA, Ingeniería de Pavimentos para Carreteras.

construcción.

19

El diseño estructural de pavimentos de concreto es eminente racional, a diferencia de los de tipo flexible, que es empírico. En los de concreto, se aplica la teoría

de

elasticidad.

Técnicamente, los pavimentos de concreto deben diseñarse y controlarse para una resistencia a la flexión del concreto usado. Se han obtenido en nuestro país algunas correlaciones entre las resistencias a la compresión y la resistencia a la flexión.

 El pavimento flexible Resulta más económico en su construcción inicial, tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida útil. Este tipo de pavimento está compuesto principalmente de una carpeta asfáltica, de la base y de la sub-base.6

Sobre la capa subrasante se construye el pavimento flexible, que está compuesto por sub - base, base y carpeta asfáltica. El pavimento flexible debe proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, resistente a la acción del tránsito, a la del intemperismo y otros agentes perjudiciales, así como transmitir a las terracerías 6

Rico y Del Castillo (1984).

20

los esfuerzos por las cargas del tránsito. Entre las características principales que debe cumplir un pavimento flexible se encuentran las siguientes: 

Resistencia estructural Debe soportar las cargas impuestas por el tránsito que producen esfuerzos normales y cortantes en la estructura. En los pavimentos flexibles se consideran los esfuerzos cortantes como la principal causa de falla desde el punto de vista estructural. Además de los esfuerzos cortantes también se tienen los producidos por la aceleración, frenaje de los vehículos y esfuerzos de tensión en los niveles superiores de la estructura.7



Durabilidad La durabilidad está ligada a factores económicos y sociales. La durabilidad que se le desee dar al camino, depende de la importancia de este. Hay veces que es más fácil hacer reconstrucciones para no tener que gastar tanto en el costo inicial de un pavimento.



Requerimientos de conservación Los factores climáticos influyen de gran manera en la vida de un pavimento. Otro factor es la intensidad del tránsito, ya que se tiene que prever el crecimiento futuro. Se debe de tomar en cuenta el comportamiento futuro de las terracerías, deformaciones y derrumbes. La degradación estructural de los materiales por carga repetida es otro aspecto que no se puede dejar de lado. La falta de conservación sistemática hace que la vida de un pavimento se acorte.



7

Comodidad

Rico y Del Castillo (1984).

21

Para grandes autopistas y caminos, los métodos de diseño se ven afectados por la comodidad que el usuario requiere para transitar a la velocidad de proyecto. La seguridad es muy importante al igual que la estética. 

Base y Sub - base Aunque las bases y las sub - bases tienen características semejantes, las sub - bases son de menor calidad. La sub - base es la capa de material que se construye directamente sobre la terracería y su función es: • Reducir el costo de pavimento disminuyendo el espesor de la base. • Proteger a la base aislándola de la terracería, ya que, si el material de la terracería se introduce en la base, puede sufrir cambios volumétricos generados al cambiar las condiciones de humedad dando como resultado una disminución en la resistencia de la base. • Proteger a la base impidiendo que el agua suba por capilaridad. • Transmitir y distribuir las cargas a las terracerías. Las características de calidad que se buscan en los materiales de sub – base, se muestran en la tabla 2.18 Tabla 2.1: Materiales de Sub-Base MATERIALES DE SUB-BASE Características Limite liquido máximo Limite plástico máximo Compactación mínima Valor relativo de soporte estándar saturado, en porcentaje Equivalente de arena, en porcentaje

8

Olivera (1994).

Zonas en que se clasifica el material de acuerdo con su granulometría 25% 6% 100% 50 mín. 30 mín.

22

La base es la capa de material que se construye sobre la sub - base. Los materiales con los que se construye deben de ser de mejor calidad que los de la sub – base, la función de la base es: • Tener la resistencia estructural para soportar las presiones transmitidas por los vehículos. • Tener el espesor suficiente para que pueda resistir las presiones transmitidas a la sub - base. • Aunque exista humedad la base no debe de presentar cambios volumétricos perjudiciales. Las características de calidad que se buscan en los materiales para base, se muestran en la tabla 2.2.9 Tabla 2.2: Materiales de Base Materiales de Base Zonas en que se clasifica el Características material de acuerdo con su granulometría 25% Limite líquido, en porcentaje (máx.) 6% Índice plástico máximo Partículas alargadas u 35% lageadas máximo Compactación 100% Valor relativo de soporte estándar saturado, en porcentaje Equivalente de arena, en porcentaje Índice de durabilidad en porcentaje

9

Olivera (1994).

100 min 50 min 40min

23

 Terracería. Se llama terracería al conjunto de obras compuestas de cortes y terraplenes, formadas principalmente por la sub-rasante y el cuerpo del terraplén, constituida generalmente por materiales no seleccionados y se dice que es la subestructura del pavimento. Cuando se va a construir un camino que presente un TPDA (Tránsito Promedio Diario Anual) mayor a 5000 vehículos, es necesario que se construya bajo la sub-rasante una capa conocida como sub-yacente; la cual deberá tener un espesor mínimo de 50 cm. 2.3 DISEÑO DE PAVIMENTOS En el proceso de modelación y diseño de pavimentos flexibles existen criterios subjetivos sobre algunos de los parámetros. Se observa una tendencia a la aplicación de fórmulas empíricas por parte de los diseñadores, derivadas de algunas experiencias particulares, sin tener en cuenta patrones establecidos por entidades como por ejemplo la SHELL, AASTHO y otras que desarrollaron métodos de cálculo de uso común en el medio. El diseño de un pavimento consiste en establecer una estructura para una duración dada, bajo las solicitaciones del tránsito y las características de la subrasante. Para determinar los espesores de las capas de la estructura del pavimento se utilizan tres clases de metodologías las cuales se enuncian a continuación:  Métodos empíricos  Reglas practicas  CBR, Kansas  Esfuerzo cortante limite  Deflexión limite  Método MOPT 75

24

 Método semi-empírico o mecanistico-empirico  Instituto del Asfalto  El método Shell. Fundamentos teóricos  AASHTO 2002  Mecanistico  Soluciones analíticas Westergcard.  Soluciones numéricas(elementos finitos, probabilístico)  Programas mediante metodología racional 

Programa de cómputo Depav. – Weslea 

Determinación de parámetros elásticos admisibles.



Cálculo de parámetros elásticos.



Análisis de resultados.

 Programa UNALCAPA. 2.4 FACTORES DE DISEÑO 

Transito Interesan para el dimensionamiento de los pavimentos las cargas más pesadas por eje (simple, tándem), esperadas en el carril de diseño el más solicitado, que determinara la estructura del pavimento de la carretera) durante el periodo de diseño adoptado. La repetición de las cargas de tránsito y la consecuente acumulación de deformaciones sobre el pavimento (fatiga) son fundamentales para el cálculo. Además, se deben tener en cuenta las máximas presiones de contacto, las solicitaciones tangenciales en tramos especiales (curvas, zona de frenado y aceleración, etc.), las velocidades de operación de los vehículos (en especial las lentas en zonas de estacionamiento de vehículos pesados), la canalización del tránsito, etc.

25



Subrasante De la calidad de esta capa depende, en gran parte, el espesor que debe tener un pavimento, sea este flexible o rígido. Como parámetro de evaluación de esta capa se emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por esfuerzo cortante bajo las cargas de tránsito. Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales variaciones de volumen (hinchamiento-retracción). Los cambios de volumen de un suelo de subrasante de tipo expansivo pueden ocasionar grandes daños en las estructuras que se apoyen sobre éste, por esta razón cuando se construya un pavimento sobre este tipo de suelos deberá tomarse la precaución de impedir las variaciones de humedad del suelo para lo cual habrá que pensar en la impermeabilización de la estructura. Otra forma de enfrentar este problema es mediante la estabilización de este tipo de suelo con algún aditivo, en nuestro medio los mejores resultados se han logrado mediante la estabilización de suelos con cal.



Clima Los factores que en nuestro medio más afectan a un pavimento son las lluvias y los cambios de temperatura. Las lluvias por su acción directa en la elevación del nivel freático influyen en la resistencia, la compresibilidad y los cambios volumétricos de los suelos de subrasante especialmente.

Este parámetro también influye en algunas

actividades de construcción tales como el movimiento de tierras y la colocación y compactación de capas granulares y asfálticas. Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rígidos ocasionan en estos esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser superiores a los generados por las cargas de los vehículos que circulan sobre ellas.

26

En los pavimentos flexibles y dado que el asfalto tiene una alta susceptibilidad térmica, el aumento o la disminución de temperatura puede ocasionar una modificación sustancial en el módulo de elasticidad de las capas asfálticas, ocasionando en ellas y bajo condiciones especiales, deformaciones o agrietamientos que influirían en el nivel de servicio de la vía. 

Materiales Los materiales disponibles son determinantes para la selección de la estructura de pavimento más adecuada técnica y económicamente. Por una parte, se consideran los agregados disponibles en canteras y depósitos aluviales del área. Además de la calidad requerida, en la que se incluye la deseada homogeneidad, hay que atender al volumen disponible aprovechable, a las facilidades de explotación y al precio, condicionado en buena medida por la distancia de acarreo. Por otra parte, se deberá considerar los materiales básicos de mayor costo: ligantes y conglomerantes especialmente. El análisis de los costos de construcción debe complementarse con una prevención del comportamiento del pavimento durante el periodo de diseño, la conservación necesaria y su costo actualizado y, finalmente, una estimación de futuros refuerzos estructurales, renovaciones superficiales o reconstrucciones. Deberá tenerse en cuenta, además, los costos del usuario relacionados con su seguridad y con las demoras que se originan en carreteras relativamente congestionadas por los trabajos de conservación y repavimentación.

2.5 EVALUACION DE PAVIMENTOS La incidencia de factores de diversos orígenes determina alteraciones de la superficie de rodamiento de los pavimentos que afectan la seguridad, comodidad y velocidad con que debe circular el tránsito vehicular presente y futuro.

27

La finalidad fundamental de todo proceso de mantenimiento o refuerzo de los pavimentos en servicio, es corregir los defectos mencionados para alcanzar un grado de transitabilidad adecuado durante un periodo de tiempo suficientemente prolongado que justifique la inversión necesaria. Las causas de los defectos mencionados son de distinto origen y naturaleza; entre las que cabe destacar las siguientes:  Elevado incremento de las cargas circulares y de su frecuencia con respecto a las previstas en el diseño original,  Deficiencias durante el proceso constructivo en la calidad real de los materiales en espesores o en las operaciones de construcción, particularmente en la densificación de las capas.  Diseños deficientes (ejemplos: empleo de métodos de diseño que resultan inadecuados en la actualidad: incorrecta valoración de las características de los materiales empleados, incorrecta evaluación del tránsito existente y previsto durante el periodo de diseño del pavimento).  Factores climáticos regionales desfavorables (ejemplos. Elevación del nivel freático, inundaciones, lluvias prolongadas, insuficiencia de drenaje superficial o profundidad prevista)  Deficiente mantenimiento por escasez de recursos económicos disponibles, equipos, maquinaria especializada y personal capacitado.  Problemas de aprovisionamiento en algunas zonas del país, por agotamiento de materiales adecuados en las proximidades de los puntos de empleo, obligando a mayores distancias de acarreo. A veces la limitante es legal, por razones urbanísticas y aun ambientales. Por los anteriores y otros problemas, existe una necesidad perentoria de optimizar el empleo de materiales (agregados pétreos y ligantes), maquinaria, mano de obra

28

especializada y recursos económicos en las tareas de construcción y conservación de la red de carreteras, poniendo énfasis, además no tanto en construir nuevos tramos como si en conservar la red existente.10

10

ING. ALFONSO MONTEJO FONSECA, Ingeniería de Pavimentos para Carreteras.

29

CAPITULO III METODO PCI 3.1 DEFINICION El pavimento se divide en componentes que a su vez son divididos en secciones. Cada sección es dividida en unidades de muestra. El tipo y grado de severidad de las fallas en el pavimento son establecidos mediante la inspección visual de las unidades de muestra. La cantidad de las fallas se mide según las tablas de muestreo tomadas en campo. La información sobre las fallas es utilizada para calcular el PCI de cada unidad de muestra. El PCI de la sección de pavimento se determina en base a los valores del PCI determinados para cada una de las unidades de muestra.11

Figura 1. Escala de condición de pavimentos

11

TRADUCCIÓN ESPAÑOL. Norma ASTM 5340-98 Método de Evaluación del PCI. Setiembre 2004.

30

3.2 RESEÑA HISTORICA Fue desarrollado entre los años 1974 a 1976 por encargo del Centro de Ingeniería de la Fuerza Aérea de los EE UU y ejecutado por los Ingenieros Srs. Mohamed Y. Shahin, Michael I. Darter y Starr D. Kohn, con el objetivo de obtener un sistema de administración del mantenimiento de pavimentos rígidos y flexibles, a través del Indice Pavement Condition Index P.C.I. El método P.C.I. para pavimentos de aeropuertos, carreteras y estacionamientos ha sido ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandarizado, por diversas agencias como por ejemplo: la Administration (FAA 1982), el

12

Federal Aviation

13

U.S. Department of Defence (U.S. Air Force 1981 y

U.S Army 1982), la 14American Public Work Association (APWA 1984), etc. Además, el PCI para aeropuertos ha sido publicado por la ASTM como método de análisis (ASTM 1983). En 1982 la Federal Aviation Administration FAA, a través de su Circular AC 150/5380-6

de

03/12/1982,

denominada

“Guidelines

and

Procedures

for

Maintenance for Airport Pavement”, recomendó este método, teniendo amplio uso en los aeropuertos de EE UU. 3.3 SIGNIFICADO Y USO El PCI es un indicador numérico que le da una calificación a las condiciones superficiales del pavimento. El PCI proporciona una medición de las condiciones actuales del pavimento basada en las fallas observadas en su superficie, indicando también su integridad estructural y condiciones operacionales (rugosidad localizada y seguridad). El PCI no puede medir la capacidad estructural del pavimento, y tampoco proporciona determinación directa sobre el coeficiente de resistencia a la 12

Administración Federal de aviación(FAA 1982) Departamento de defensa de Estados Unidos 14 American Public Work Association(Asociación Americana de Obras Públicas). 13

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fricción (resistencia al resbalamiento) o la rugosidad general. Proporciona una base objetiva y racional para determinar las necesidades y prioridades de reparación y mantenimiento. Un monitoreo continuo del PCI es utilizado para establecer el ritmo de deterioro del pavimento, a partir del cual se identifican con la debida anticipación las necesidades de rehabilitación mayores. El PCI proporciona información sobre el rendimiento del pavimento para su validación o para incorporar mejoras en su diseño y procedimientos de mantenimiento. 3.4 HERRAMIENTAS Hojas de datos, o cualquier sistema de almacenamiento de información en campo que permita registrar: fecha, ubicación, componente, sección, tamaño de la unidad de muestra, número y tamaño de losa, tipos de falla, grado de severidad, cantidades, y nombre del encargado de la inspección. Un ejemplo de hoja de datos para pavimentos asfálticos se muestra en la Figura 2.15

Figura 2: Ejemplo de hoja para registro de información en inspecciones de Condición de pavimento flexible

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TRADUCCIÓN ESPAÑOL. Norma ASTM 5340-98 Método de Evaluación del PCI. Setiembre 2004.

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3.5 TIPOS DE FALLAS EN UN PAVIMENTO FLEXIBLE La tecnología que se ha desarrollado para pavimentos, tiene como meta evitar deterioros y fallas. Se han logrado establecer relaciones de causa - efecto, para desarrollar normas de criterio de proyecto y conservación. En pavimentos, la palabra falla se utiliza tanto para verdaderos colapsos como deterioros simples. El concepto de deterioro o falla está asociado al nivel de servicio que depende de la exigencia del consumidor. Una falla es algo que se aparta de lo que se consideró perfecto. Las fallas de los pavimentos pueden dividirse en tres grupos:  Falla por insuficiencia estructural Es una deficiencia del pavimento que ocasiona, de inmediato o posteriormente, una reducción en la capacidad de carga de éste. Las fallas por insuficiencia estructural se dan en pavimentos construidos con material inapropiado en cuanto a resistencia. Se pueden utilizar materiales con buena calidad pero espesores insuficientes. Esta falla se produce por la combinación de la resistencia al esfuerzo cortante de cada capa y sus espesores. En su etapa más avanzada, la falla estructural se manifiesta en la obstrucción generalizada del pavimento, a la que se asocia precisamente el índice de servicio, no necesariamente implica una falla estructural inmediata, ya que lo primero es consecuencia de su incapacidad para soportar las cargas del proyecto.16  Falla por defectos constructivos Este tipo de falla se da en pavimentos bien proporcionados y con materiales de buena calidad pero que en su construcción se cometieron errores, como son la baja compactación de la sub rasante, no cumplir con el espesor establecido, falta de afinidad del material pétreo, etc. 16

Rico y Del Castillo (1984).

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 Falla por fatiga Pavimentos que originalmente estuvieron bien proporcionados y construidos, con el paso del tiempo y la continua repetición de cargas sufren efectos de fatiga, degradación estructural, pérdida de resistencia y acumulan deformaciones. Aparte de estos tres grupos, también se agrupan por su origen, es decir por el modo en que suceden y se manifiestan. Se separan en tres nuevos grupos que son: por fracturamiento, por deformación y por desintegración. Se relacionan con el efecto del tránsito, las características y estructuración del pavimento y el apoyo que proporciona la terracería. Las fallas por insuficiencia estructural, defecto constructivo o fatiga pueden ser a fin de cuentas causadas por el fracturamiento, la deformación y la desintegración.17  Causas de fallas en pavimentos flexible Se presenta en forma resumida, las causas que originan fallas en los pavimentos flexibles que son atribuibles a los mismos y de los cuales se ha hecho una descripción según las distintas capas que lo forman.  En la Sub-Base - Mala calidad del material utilizado. - Baja compactación. - Falta de espesor. - Contaminación con el material de las terracerías. - Defectos de construcción o de acabados.  En la Base - Mala calidad del material utilizado. - Baja compactación. - Falta de espesor. 17

Rico y Del Castillo (1984).

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- Falta de afinidad del material pétreo con el asfalto de impregnación. - Falta de limpieza o barrido de la superficie de base al momento de impregnar. - Defectos de construcción o de acabado. - Defecto de la base impregnada por exposición excesiva al tránsito y a los efectos del clima, antes de protegerla con la carpeta.  En las Carpetas de Riego - Mala calidad de los materiales pétreos o granulometría defectuosa de estos. - Falta de afinidad de los materiales pétreos con el asfalto. - Cantidad escasa de materiales pétreos. - Materiales pétreos con exceso de humedad al momento de la aplicación. - Tránsito sobre el riego de asfalto antes de cubrir con el pétreo. - Transito demasiado pronto sobre el material pétreo aplicado, principalmente cuando los vehículos no circulan a velocidades bajas. - Defectos de construcción de la carpeta (falta de rastreo, planchado o barrido de los materiales pétreos, traslapes incorrectos de los riegos, distribución no uniforme de los materiales, etc.)  En la Carpeta de Mezcla Asfáltica en el Lugar - Mala calidad en los materiales pétreos o defectuosos en su granulometría. - Falta de afinidad del material pétreo con el asfalto. - Exceso de asfalto en la mezcla. - Escasez de asfalto en la mezcla. - Materiales pétreos demasiado húmedos al momento de agregar el asfalto. - Tipo de asfalto inadecuado en la mezcla, o mala calidad del producto utilizado. - Contenido elevado de agua o de solventes en la mezcla, al momento de tender. - Falta de uniformidad en la incorporación del asfalto en la mezcla. - Baja compactación de la mezcla.

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- Defectos de construcción en el tendido y de acabados. - Baja resistencia de la mezcla. - Defectos de construcción en el tendido y de acabados. - Baja resistencia de la mezcla. - Mezcla asfáltica muy permeable, sin proteger con algún tratamiento de sellado. - Rigidez relativamente alta de la carpeta.  En la Carpeta de Mezcla Asfáltica en el Caliente - Mala calidad en los materiales utilizados o defectos en su granulometría. - Falta de afinidad del material pétreo con el asfalto. - Exceso de asfalto en la mezcla. - Escasez de asfalto en la mezcla. - Tipo de asfalto inadecuado en la mezcla, o mala calidad del producto utilizado. - Temperatura baja del asfalto o del material al elaborar la mezcla. - Temperatura excesiva de calentamiento del cemento asfaltico y del material pétreo al elaborar la mezcla. - Defectos de tendido o de acabado de la mezcla. - Mezcla relativamente fría al tender o al compactar. - Baja compactación de la mezcla. - Espesor escaso de la capa. - Baja estabilidad de la mezcla. - Mezcla asfáltica muy permeable, sin proteger con algún tratamiento de sellado. - Rigidez relativamente alta de la carpeta.  En el Riego de impregnación - Tipo inadecuado de asfalto o mala calidad del producto. - Cantidad excesiva de asfalto. - Cantidad escasa de asfalto.

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- Tránsito demasiado pronto sobre el riego de asfalto. - Asfalto frío (viscosidad alta) que impide su penetración en la base. - Defectos en la aplicación del asfalto(atribuibles a la petrolizadora o al operador) - Exceso de arena de “poreo”, cuando este se usa.  En los riegos de Liga -

Tipo inadecuado de asfalto o mala calidad del producto.

-

Cantidad excesiva de asfalto.

-

Cantidad escasa de asfalto.

-

Asfalto muy frio, o que ha perdido su poder de aglutinación, al momento de extender la carpeta (de mezcla en el lugar), o cubrirse con los materiales pétreos (carpeta de riego).

-

Defectos en la aplicación del asfalto (atribuibles a la petrolizadora o al operador).

 En el riego de sello -

Mala calidad de los materiales pétreos utilizados o a defectos en su granulometría.

-

Falta de afinidad del material pétreo con el asfalto.

-

Exceso o escasez del material pétreo o del asfalto.

-

Asfalto inadecuado o mala calidad del producto.

-

Materiales pétreos demasiado húmedos al momento de aplicación.

-

Tránsito sobre el riego de asfalto, antes de cubrir con el pétreo.

-

Asfalto muy frio o que ha perdido su poder de aglutinación, al momento de cubrirlo con el material pétreo.

-

Defectos de la aplicación del asfalto (atribuibles a la petrolizadora o al operador).

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-

Tránsito demasiado pronto sobre el material pétreo aplicado, principalmente cuando los vehículos no circulan a bajas velocidades.

-

Defectos de construcción (distribución no uniforme del material pétreo, falta de rastreo, planchado o barrido del material, traslapes incorrectos de los riegos, etc.).

-

Efecto del tránsito pesado en zonas sub-diseñadas o deficientemente construidas del pavimento.

-

Paso del tránsito de vehículos o del equipo de construcción sobre la carpeta recién tendida, o sin la debida compactación.

 Fallas comunes en los pavimentos Existen distintas fallas comunes en los pavimentos, entre ellas, se encuentra el agrietamiento en “piel de cocodrilo”, deformación permanente en la superficie del pavimento, fallas por cortante, agrietamiento longitudinal, consolidación del terreno de cimentación18.  PIEL DE COCODRILO: Descripción: Las grietas de fatiga o piel de cocodrilo son una serie de grietas interconectadas cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de tránsito. El agrietamiento se inicia en el fondo de la capa asfáltica (o base estabilizada) donde los esfuerzos y deformaciones unitarias de tensión son mayores bajo la carga de una rueda. Inicialmente, las grietas se propagan a la superficie como una serie de grietas longitudinales paralelas. Después de repetidas cargas de tránsito, las grietas se conectan formando polígonos con ángulos agudos que desarrollan un patrón que se asemeja

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a una malla de gallinero o a la piel de cocodrilo. Generalmente, el lado más grande de las piezas no supera los 0.60 m. El agrietamiento de piel de cocodrilo ocurre únicamente en áreas sujetas a cargas repetidas de tránsito tales como las huellas de las llantas. Por lo tanto, no podría producirse sobre la totalidad de un área a menos que esté sujeta a cargas de tránsito en toda su extensión. (Un patrón de grietas producido sobre un área no sujeta a cargas se denomina como “grietas en bloque”, el cual no es un daño debido a la acción de la carga). La piel de cocodrilo se considera como un daño estructural importante y usualmente se presenta acompañado por ahuellamiento. Niveles de severidad: B (Low: Bajo): Grietas finas capilares y longitudinales que se desarrollan de forma paralela con unas pocas o ninguna interconectadas. Las grietas no están descascaradas, es decir, no presentan rotura del material a lo largo de los lados de la grieta. M (Medium: Medio): Desarrollo posterior de grietas piel de cocodrilo del nivel L, en un patrón o red de grietas que pueden estar ligeramente descascaradas. A (High: Alto): Red o patrón de grietas que ha evolucionado de tal forma que las piezas o pedazos están bien definidos y descascarados los bordes. Algunos pedazos pueden moverse bajo el tránsito. Medida: Se miden en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. La mayor dificultad en la medida de este tipo de daño radica en que, a menudo, dos o tres niveles de severidad coexisten en un área deteriorada. Si estas porciones pueden ser diferenciadas con facilidad, deben medirse y registrarse separadamente. De lo contrario, toda el área deberá ser calificada en el mayor nivel de severidad presente.

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Opciones de reparación: B: No se hace nada, sello superficial. Sobrecarpeta. M: Parcheo parcial o en toda la profundidad (Full Depth). Sobrecarpeta. Reconstrucción. A: Parcheo parcial o Full Depth. Sobrecarpeta. Reconstrucción.

Figura 3: Piel de cocodrilo.  EXUDACION: Descripción: La exudación es una película de material bituminoso en la superficie del pavimento, la cual forma una superficie brillante, cristalina y reflectora que usualmente llega a ser pegajosa. La exudación es originada por exceso de asfalto en la mezcla, exceso de aplicación de un sellante asfáltico o un bajo contenido de vacíos de aire. Ocurre cuando el asfalto llena los vacíos de la mezcla en medio de altas temperaturas ambientales y entonces se expande en la superficie del pavimento. Debido a que el proceso de exudación no es reversible durante el tiempo frío, el asfalto se acumulará en la superficie. Niveles de severidad: B: La exudación ha ocurrido solamente en un grado muy ligero y es detectable únicamente durante unos pocos días del año. El asfalto no se pega a los zapatos o a los vehículos. M: La exudación ha ocurrido hasta un punto en el cual el asfalto se pega a los zapatos y vehículos únicamente durante unas pocas semanas del año.

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A: La exudación ha ocurrido de forma extensa y gran cantidad de asfalto se pega a los zapatos y vehículos al menos durante varias semanas al año. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Si se contabiliza la exudación no deberá contabilizarse el pulimento de agregados. Opciones de reparación: B: No se hace nada. M: Se aplica arena / agregados y cilindrado. A: Se aplica arena / agregados y cilindrado (precalentando si fuera necesario).

Figura 4: Exudacion.  AGRIETAMIENTO EN BLOQUE: Descripción: Las grietas en bloque son grietas interconectadas que dividen el pavimento en pedazos aproximadamente rectangulares. Los bloques pueden variar en tamaño de 0.30 m x 0.3 m a 3.0 m x 3.0m. Las grietas en bloque se originan principalmente por la contracción del concreto asfáltico y los ciclos de temperatura diarios (lo cual origina ciclos diarios de esfuerzo / deformación unitaria). Las grietas en bloque no están asociadas a cargas e indican que el asfalto se ha endurecido significativamente. Normalmente ocurre sobre una gran porción del pavimento, pero algunas veces aparecerá únicamente en áreas sin tránsito. Este tipo de daño difiere de la piel de cocodrilo en que este último forma pedazos más pequeños, de muchos lados y con

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ángulos agudos. También, a diferencia de los bloques, la piel de cocodrilo es originada por cargas repetidas de tránsito y, por lo tanto, se encuentra únicamente en áreas sometidas a cargas vehiculares (por lo menos en su primera etapa). Niveles de severidad: B: Bloques definidos por grietas de baja severidad, como se define para grietas longitudinales y transversales. M: Bloques definidos por grietas de severidad media A: Bloques definidos por grietas de alta severidad. Medida: Se mide en pies cuadrados (ó metros cuadrados) de área afectada. Generalmente, se presenta un solo nivel de severidad en una sección de pavimento; sin embargo, cualquier área de la sección de pavimento que tenga diferente nivel de severidad deberá medirse y anotarse separadamente. Opciones de reparación: B: Sellado de grietas con ancho mayor a 3.0 mm. Riego de sello. M: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en caliente y sobrecarpeta. A: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en caliente y sobrecarpeta.

Figura 5: Agrietamiento en bloque.  ABULTAMIENTOS Y HUNDIMIENTOS: Descripción: Los abultamientos son pequeños desplazamientos hacia arriba localizados en la superficie del pavimento. Se diferencian de los desplazamientos,

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pues estos últimos son causados por pavimentos inestables. Los abultamientos, por otra parte, pueden ser causados por varios factores, que incluyen: 1. Levantamiento o combadura de losas de concreto de cemento Pórtland con una sobrecarpeta de concreto asfáltico. 2. Expansión por congelación (crecimiento de lentes de hielo). 3. Infiltración y elevación del material en una grieta en combinación con las cargas del tránsito (algunas veces denominado “tenting”). Los hundimientos son desplazamientos hacia abajo, pequeños y abruptos, de la superficie del pavimento. Las distorsiones y desplazamientos que ocurren sobre grandes áreas del pavimento, causando grandes o largas depresiones en el mismo, se llaman “ondulaciones” (hinchamiento: swelling). Niveles de severidad: B: Los abultamientos o hundimientos originan una calidad de tránsito de baja severidad. M: Los abultamientos o hundimientos originan una calidad de tránsito de severidad media. A: Los abultamientos o hundimientos originan una calidad de tránsito de severidad alta. Medida: Se miden en pies lineales (o metros lineales). Si aparecen en un patrón perpendicular al flujo del tránsito y están espaciadas a menos de 3.0 m, el daño se llama corrugación. Si el abultamiento ocurre en combinación con una grieta, ésta también se registra. Opciones de reparación: B: No se hace nada.

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M: Reciclado en frío. Parcheo profundo o parcial. A: Reciclado (fresado) en frío. Parcheo profundo o parcial. Sobrecarpeta.

Figura 6: Abultamientos y Hundimientos.  CORRUGACION: Descripción: La corrugación (también llamada “lavadero”) es una serie de cimas y depresiones muy próximas que ocurren a intervalos bastante regulares, usualmente a menos de 3.0 m. Las cimas son perpendiculares a la dirección del tránsito. Este tipo de daño es usualmente causado por la acción del tránsito combinada con una carpeta o una base inestables. Si los abultamientos ocurren en una serie con menos de 3.0 m de separación entre ellos, cualquiera sea la causa, el daño se denomina corrugación. Niveles de severidad: B: Corrugaciones producen una calidad de tránsito de baja severidad. M: Corrugaciones producen una calidad de tránsito de mediana severidad. A: Corrugaciones producen una calidad de tránsito de alta severidad. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Opciones de reparación: B: No se hace nada. M: Reconstrucción. A: Reconstrucción.

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Figura 7: Corrugación.  DEPRESION: Descripción: Son áreas localizadas de la superficie del pavimento con niveles ligeramente más bajos que el pavimento a su alrededor. En múltiples ocasiones, las depresiones suaves sólo son visibles después de la lluvia, cuando el agua almacenada forma un “baño de pájaros” (bird bath). En el pavimento seco las depresiones pueden ubicarse gracias a las manchas causadas por el agua almacenada. Las depresiones son formadas por el asentamiento de la subrasante o por una construcción incorrecta. Originan alguna rugosidad y cuando son suficientemente profundas o están llenas de agua pueden causar hidroplaneo. Los hundimientos a diferencia de las depresiones, son las caídas bruscas del nivel. Niveles de severidad: Máxima profundidad de la depresión: B: 13.0 a 25.0 mm. M: 25.0 a 51.0 mm. A: Más de 51.0 mm. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) del área afectada. Opciones de reparación: B: No se hace nada. M: Parcheo superficial, parcial o profundo.

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A: Parcheo superficial, parcial o profundo.

Figura 8: Depresión.  GRIETA DE BORDE: Descripción: Las grietas de borde son paralelas y, generalmente, están a una distancia entre 0.30 y 0.60m del borde exterior del pavimento. Este daño se acelera por las cargas de tránsito y puede originarse por debilitamiento, debido a condiciones climáticas, de la base o de la subrasante próximas al borde del pavimento. El área entre la grieta y el borde del pavimento se clasifica de acuerdo con la forma como se agrieta (a veces tanto que los pedazos pueden removerse). Niveles de severidad: B: Agrietamiento bajo o medio sin fragmentación o desprendimiento. M: Grietas medias con algo de fragmentación y desprendimiento. A: Considerable fragmentación o desprendimiento a lo largo del borde. Medida: La grieta de borde se mide en pies lineales (o metros lineales). Opciones de reparación: B: No se hace nada. Sellado de grietas con ancho mayor a 3 mm. M: Sellado de grietas. Parcheo parcial - profundo. A: Parcheo parcial – profundo.

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Figura 9: Grieta de borde.  GRIETA DE REFLEXION DE JUNTA: Descripción: Este daño ocurre solamente en pavimentos con superficie asfáltica construidos sobre una losa de concreto de cemento Pórtland. No incluye las grietas de reflexión de otros tipos de base (por ejemplo, estabilizadas con cemento o cal). Estas grietas son causadas principalmente por el movimiento de la losa de concreto de cemento Pórtland, inducido por temperatura o humedad, bajo la superficie de concreto asfáltico. Este daño no está relacionado con las cargas; sin embargo, las cargas del tránsito pueden causar la rotura del concreto asfáltico cerca de la grieta. Si el pavimento está fragmentado a lo largo de la grieta, se dice que aquella está descascarada. El conocimiento de las dimensiones de la losa subyacente a la superficie de concreto asfáltico ayuda a identificar estos daños. Niveles de Severidad: B: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Grieta sin relleno de ancho menor que 10.0 mm, o 2. Grieta rellena de cualquier ancho (con condición satisfactoria del material llenante). M: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Grieta sin relleno con ancho entre 10.0 mm y 76.0 mm. 2. Grieta sin relleno de cualquier ancho hasta 76.0 mm rodeada de un ligero agrietamiento aleatorio.

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3. Grieta rellena de cualquier ancho rodeada de un ligero agrietamiento aleatorio. A: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Cualquier grieta rellena o no, rodeada de un agrietamiento aleatorio de media o alta severidad. 2. Grietas sin relleno de más de 76.0 mm. 3. Una grieta de cualquier ancho en la cual unas pocas pulgadas del pavimento alrededor de la misma están severamente fracturadas (la grieta está severamente fracturada). Medida: La grieta de reflexión de junta se mide en pies lineales (o metros lineales). La longitud y nivel de severidad de cada grieta debe registrarse por separado. Por ejemplo, una grieta de 15.0 m puede tener 3.0 m de grietas de alta severidad; estas deben registrarse de forma separada. Si se presenta un abultamiento en la grieta de reflexión este también debe registrarse. Opciones de Reparación: B: Sellado para anchos superiores a 3.00 mm. M: Sellado de grietas. Parcheo de profundidad parcial. A: Parcheo de profundidad parcial. Reconstrucción de la junta.

Figura 10: Grieta de reflexión de junta.

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 DESNIVEL CARRIL/BERMA: Descripción: El desnivel carril / berma es una diferencia de niveles entre el borde del pavimento y la berma. Este daño se debe a la erosión de la berma, el asentamiento berma o la colocación de sobrecarpetas en la calzada sin ajustar el nivel de la berma. Niveles de severidad: B: La diferencia en elevación entre el borde del pavimento y la berma está entre 25.0 y 51.0 mm. M: La diferencia está entre 51.0 mm y 102.0 mm. A: La diferencia en elevación es mayor que 102.00 mm. Medida: El desnivel carril / berma se miden en pies lineales (o metros lineales). Opciones de reparación: L, M, H: Renivelación de las bermas para ajustar al nivel del carril.

Figura 11: Desnivel carril/berma.  GRIETAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES: Descripción: Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de construcción y pueden ser causadas por: 1. Una junta de carril del pavimento pobremente construida. 2. Contracción de la superficie de concreto asfáltico debido a bajas temperaturas o al endurecimiento del asfalto o al ciclo diario de temperatura.

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3. Una grieta de reflexión causada por el agrietamiento bajo la capa de base, incluidas las grietas en losas de concreto de cemento Pórtland, pero no las juntas de pavimento de concreto. Las grietas transversales se extienden a través del pavimento en ángulos aproximadamente rectos al eje del mismo o a la dirección de construcción. Usualmente, este tipo de grietas no está asociado con carga. Niveles de Severidad: B: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Grieta sin relleno de ancho menor que 10.0 mm. 2. Grieta rellena de cualquier ancho (con condición satisfactoria del material llenante). M: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Grieta sin relleno de ancho entre 10.0 mm y 76.0 mm. 2. Grieta sin relleno de cualquier ancho hasta 76.0 mm, rodeada grietas aleatorias pequeñas. 3. Grieta rellena de cualquier ancho, rodeada de grietas aleatorias pequeñas. A: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Cualquier grieta rellena o no, rodeada de grietas aleatorias pequeñas de severidad media o alta. 2. Grieta sin relleno de más de 76.0 mm de ancho. 3. Una grieta de cualquier ancho en la cual unas pocas pulgadas del pavimento alrededor de la misma están severamente fracturadas. Medida: Las grietas longitudinales y transversales se miden en pies lineales (ó metros lineales). La longitud y severidad de cada grieta debe registrarse después de su identificación. Si la grieta no tiene el mismo nivel de severidad a lo largo de toda su

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longitud, cada porción de la grieta con un nivel de severidad diferente debe registrase por separado. Si ocurren abultamientos o hundimientos en la grieta, estos deben registrarse. Opciones de reparación: B: No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor que 3.0 mm. M: Sellado de grietas. A: Sellado de grietas. Parcheo parcial.

Figura 12: Grietas longitudinales y transversales.  PARCHEO Y ACOMETIDAS DE SERVICIOS PUBLICOS: Descripción: Un parche es un área de pavimento la cual ha sido remplazada con material nuevo para reparar el pavimento existente. Un parche se considera un defecto no importa que tan bien se comporte (usualmente, un área parchada o el área adyacente no se comportan tan bien como la sección original de pavimento). Por lo general se encuentra alguna rugosidad está asociada con este daño. Niveles de Severidad: B: El parche está en buena condición buena y es satisfactorio. La calidad del tránsito se califica como de baja severidad o mejor. M: El parche está moderadamente deteriorado o la calidad del tránsito se califica como de severidad media. A: El parche está muy deteriorado o la calidad del tránsito se califica como de alta severidad. Requiere pronta sustitución.

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Medida: Los parches se miden en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Sin embargo, si un solo parche tiene áreas de diferente severidad, estas deben medirse y registrarse de forma separada. Por ejemplo, un parche de 2.32 m² puede tener 0.9 m² de severidad media y 1.35 m² de baja severidad. Estas áreas deben registrarse

separadamente. Ningún otro daño (por ejemplo, desprendimiento y

agrietamiento) se registra dentro de un parche; aún si el material del parche se está desprendiendo o agrietando, el área se califica únicamente como parche. Si una cantidad importante de pavimento ha sido reemplazada, no se debe registrar como un parche sino como un nuevo pavimento (por ejemplo, la sustitución de una intersección completa). Opciones de reparación: B: No se hace nada. M: No se hace nada. Sustitución del parche. A: Sustitución del parche.

Figura 13: Parcheo y acometidas de servicios públicos.  PULIMENTO DE AGREGADOS: Descripción: Este daño es causado por la repetición de cargas de tránsito. Cuando el agregado en la superficie se vuelve suave al tacto, la adherencia con las llantas del vehículo se reduce considerablemente. Cuando la porción de agregado que está sobre la superficie es pequeña, la textura del pavimento no contribuye de manera

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significativa a reducir la velocidad del vehículo. El pulimento de agregados debe contarse cuando un examen revela que el agregado que se extiende sobre la superficie es degradable y que la superficie del mismo es suave al tacto. Este tipo de daño se indica cuando el valor de un ensayo de resistencia al deslizamiento es bajo o ha caído significativamente desde una evaluación previa. Niveles de severidad. No se define ningún nivel de severidad. Sin embargo, el grado de pulimento deberá ser significativo antes de ser incluido en una evaluación de la condición y contabilizado como defecto. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Si se contabiliza exudación, no se tendrá en cuenta el pulimento de agregados. Opciones de reparación: L, M, H: No se hace nada. Tratamiento superficial. Sobrecarpeta. Fresado y sobrecarpeta.

Figura 14: Pulimento de agregados.  HUECOS: Descripción: Los huecos son depresiones pequeñas en la superficie del pavimento, usualmente con diámetros menores que 0.90 m y con forma de tazón. Por lo general presentan bordes aguzados y lados verticales en cercanías de la zona superior. El

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crecimiento de los huecos se acelera por la acumulación de agua dentro del mismo. Los huecos se producen cuando el tráfico arranca pequeños pedazos de la superficie del pavimento. La desintegración del pavimento progresa debido a mezclas pobres en la superficie, puntos débiles de la base o la subrasante, o porque se ha alcanzado una condición de piel de cocodrilo de severidad alta. Con frecuencia los huecos son daños asociados a la condición de la estructura y no deben confundirse con desprendimiento o meteorización. Cuando los huecos son producidos por piel de cocodrilo de alta severidad deben registrarse como huecos, no como meteorización. Niveles de severidad: Los niveles de severidad para los huecos de diámetro menor que 762 mm están basados en la profundidad y el diámetro de los mismos, de acuerdo con el Cuadro 13.1. i el diámetro del hueco es mayor que 762 mm, debe medirse el área en pies cuadrados (o metros cuadrados) y dividirla entre 5 pies² (0.47 m²) para hallar el número de huecos equivalentes. Si la profundidad es menor o igual que 25.0 mm, los huecos se consideran como de severidad media. Si la profundidad es mayor que 25.0 mm la severidad se considera como alta. Cuadro 13.1. Niveles de Severidad para Huecos Profundidad máxima del Hueco.

Diámetro medio (mm) 102 a 203 mm

203 a 457 mm

457 a 762 mm

12.7 a 25.4 mm

L

L

M

> 25.4 a 50.8 mm

L

M

H

>50.8 mm

M

M

H

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Medida: Los huecos se miden contando aquellos que sean de severidades baja, media y alta, y registrándolos separadamente. Opciones de reparación: B: No se hace nada. Parcheo parcial o profundo. M: Parcheo parcial o profundo. A: Parcheo profundo.

Figura 15: Huecos.  CRUCE DE VIA FERREA: Descripción: Los defectos asociados al cruce de vía férrea son depresiones o abultamientos alrededor o entre los rieles. Niveles de severidad: B: El cruce de vía férrea produce calidad de tránsito de baja severidad. M: El cruce de vía férrea produce calidad de tránsito de severidad media. A: El cruce de vía férrea produce calidad de tránsito de severidad alta. Medida: El área del cruce se mide en pies cuadrados (ó metros cuadrados) de área afectada. Si el cruce no afecta la calidad de tránsito, entonces no debe registrarse. Cualquier abultamiento considerable causado por los rieles debe registrarse como parte del cruce.

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Opciones de reparación: B: No se hace nada. M: Parcheo superficial o parcial de la aproximación. Reconstrucción del cruce. A: Parcheo superficial o parcial de la aproximación. Reconstrucción del cruce.

Figura 16: Cruce de vía férrea.  AHUELLAMIENTO: Descripción: El ahuellamiento es una depresión en la superficie de las huellas de las ruedas. Puede presentarse el levantamiento del pavimento a lo largo de los lados del ahuellamiento, pero, en muchos casos, éste sólo es visible después de la lluvia, cuando las huellas estén llenas de agua. El Ahuellamiento se deriva de una deformación permanente en cualquiera de las capas del pavimento o la subrasante, usualmente producida por consolidación o movimiento lateral de los materiales debidos a la carga del tránsito. Un ahuellamiento importante puede conducir a una falla estructural considerable del pavimento. Niveles de severidad: Profundidad media del ahuellamiento: B: 6.0 a 13.0 mm. M: >13.0 mm a 25.0 mm. A: > 25.0 mm. Medida:

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El ahuellamiento se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada y su severidad está definida por la profundidad media de la huella. La profundidad media del ahuellamiento se calcula colocando una regla perpendicular a la dirección del mismo, midiendo su profundidad, y usando las medidas tomadas a lo largo de aquel para calcular su profundidad media. Opciones de reparación: B: No se hace nada. Fresado y sobrecarpeta. M: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobrecarpeta. A: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobrecarpeta.

Figura 17: Ahuellamiento.  DESPLAZAMIENTO: Descripción: El desplazamiento es un corrimiento longitudinal y permanente de un área localizada de la superficie del pavimento producido por las cargas del tránsito. Cuando el tránsito empuja contra el pavimento, produce una onda corta y abrupta en la superficie. Normalmente, este daño sólo ocurre en pavimentos con mezclas de asfalto líquido inestables (cutback o emulsión). Los desplazamientos también ocurren cuando pavimentos de concreto asfáltico confinan pavimentos de concreto de cemento Pórtland. La longitud de los pavimentos de concreto de cemento Pórtland se incrementa causando el desplazamiento. Niveles de severidad: B: El desplazamiento causa calidad de tránsito de baja severidad.

57

M: El desplazamiento causa calidad de tránsito de severidad media. A: El desplazamiento causa calidad de tránsito de alta severidad. Medida: Los desplazamientos se miden en pies cuadrados (ó metros cuadrados) de área afectada. Los desplazamientos que ocurren en parches se consideran para el inventario de daños como parches, no como un daño separado. Opciones de reparación: B: No se hace nada. Fresado. M: Fresado. Parcheo parcial o profundo. A: Fresado. Parcheo parcial o profundo.

Figura 18: Desplazamiento.  GRIETAS PARABOLICAS: Descripción: Las grietas parabólicas por deslizamiento (slippage) son grietas en forma de media luna creciente. Son producidas cuando las ruedas que frenan o giran inducen el deslizamiento o la deformación de la superficie del pavimento. Usualmente, este daño ocurre en presencia de una mezcla asfáltica de baja resistencia, o de una liga pobre entre la superficie y la capa siguiente en la estructura de pavimento. Este daño no tiene relación alguna con procesos de inestabilidad geotécnica de la calzada. Nivel de severidad: B: Ancho promedio de la grieta menor que 10.0 mm. M: Existe una de las siguientes condiciones:

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1. Ancho promedio de la grieta entre 10.0 mm y 38.0 mm. 2. El área alrededor de la grieta está fracturada en pequeños pedazos ajustados. A: Existe una de las siguientes condiciones: 1. Ancho promedio de la grieta mayor que 38.0 mm. 2. El área alrededor de la grieta está fracturada en pedazos fácilmente removibles. Medida: El área asociada con una grieta parabólica se mide en pies cuadrados (ó metros cuadrados) y se califica según el nivel de severidad más alto presente en la misma. Opciones de reparación: B: No se hace nada. Parcheo parcial. M: Parcheo parcial. A: Parcheo parcial

Figura 19: Grietas parabólicas.  HINCHAMIENTO: Descripción: El hinchamiento se caracteriza por un pandeo hacia arriba de la superficie del pavimento – una onda larga y gradual con una longitud mayor que 3.0 m. El hinchamiento puede estar acompañado de agrietamiento superficial. Usualmente, este daño es causado por el congelamiento en la subrasante o por suelos potencialmente expansivos. Nivel de severidad:

59

B: El hinchamiento causa calidad de tránsito de baja severidad. El hinchamiento de baja severidad no es siempre fácil de ver, pero puede ser detectado conduciendo en el límite de velocidad sobre la sección de pavimento. Si existe un hinchamiento se producirá un movimiento hacia arriba. M: El hinchamiento causa calidad de tránsito de severidad media. A: El hinchamiento causa calidad de tránsito de alta severidad. Medida: El hinchamiento se mide en pies cuadrados (ó metros cuadrados) de área afectada. Opciones de reparación: B: No se hace nada. M: No se hace nada. Reconstrucción. A: Reconstrucción.

Figura 20: Hinchamiento.  METEORIZACION/DESPRENDIMIENTO DE AGREGADOS: Descripción: La meteorización y el desprendimiento son la pérdida de la superficie del pavimento debida a la pérdida del ligante asfáltico y de las partículas sueltas de agregado. Este daño indica que, o bien el ligante asfáltico se ha endurecido de forma apreciable, o que la mezcla presente es de pobre calidad. Además, el desprendimiento puede ser causado por ciertos tipos de tránsito, por ejemplo, vehículos de orugas. El ablandamiento de la superficie y la pérdida de los

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agregados debidos al derramamiento de aceites también se consideran como desprendimiento. Niveles de severidad: B: Han comenzado a perderse los agregados o el ligante. En algunas áreas la superficie ha comenzado a deprimirse. En el caso de derramamiento de aceite, puede verse la mancha del mismo, pero la superficie es dura y no puede penetrarse con una moneda. M: Se han perdido los agregados o el ligante. La textura superficial es moderadamente rugosa y ahuecada. En el caso de derramamiento de aceite, la superficie es suave y puede penetrarse con una moneda. A: Se han perdido de forma considerable los agregados o el ligante. La textura superficial es muy rugosa y severamente ahuecada. Las áreas ahuecadas tienen diámetros menores que 10.0 mm y profundidades menores que 13.0 mm; áreas ahuecadas mayores se consideran huecos. En el caso de derramamiento de aceite, el ligante asfáltico ha perdido su efecto ligante y el agregado está suelto. Medida: La meteorización y el desprendimiento se miden en pies cuadrados (ó metros cuadrados) de área afectada. Opciones de reparación: B: No se hace nada. Sello superficial. Tratamiento superficial. M: Sello superficial. Tratamiento superficial. Sobrecarpeta. A: Tratamiento superficial. Sobrecarpeta. Reciclaje. Reconstrucción. Para los niveles M y H, si el daño es localizado, por ejemplo, por derramamiento de aceite, se hace parcheo parcial.

61

Figura 21: Meteorización/desprendimiento de agregados. 3.6 PROCEDIMIENTO DE EVALUACION La primera etapa corresponde al trabajo de campo en el cual se identifican los daños teniendo en cuenta la clase, severidad y extensión de los mismos. Esta información se registra en formatos adecuados para tal fin. La Figura ilustra el formato para la inspección de pavimentos asfálticos y de concreto, respectivamente. Las figuras son ilustrativas y en la práctica debe proveerse el espacio necesario para consignar toda la información pertinente.19 (ING. ESP. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA. Pavement Condition Index (PCI) Para Pavimentos Asfalticos y de Concreto en Carreteras).

Figura 22. Formato de exploración de condición de carreteras con superficie asfáltica. 19

ING. ESP. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA. Pavement Condition Index (PCI) Para Pavimentos Asfalticos y de Concreto en Carretera.

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 Unidades de Muestreo: Se divide la vía en secciones o “unidades de muestreo”, cuyas dimensiones varían de acuerdo con los tipos de vía y de capa de rodadura: Carreteras con capa de rodadura asfáltica y ancho menor que 7.30 m: El área de la unidad de muestreo debe estar en el rango 230.0 ± 93.0 m². En el Cuadro 2.1 se presentan algunas relaciones longitud – ancho de calzada pavimentada. Cuadro 2.1 LONGITUDES DE UNIDADES DE MUESTREO ASFÁLTICAS Ancho de calzada(m) Longitud de la unidad de muestreo(m) 5.0 46.0 5.5

41.8

6.0

38.3

6.5

35.4

7.3(máximo)

31.5

Se recomienda tomar el valor medio de los rangos y en ningún caso definir unidades por fuera de aquellos. Para cada pavimento inspeccionado se sugiere la elaboración de esquemas que muestren el tamaño y la localización de las unidades ya que servirá para referencia futura.  Determinación de las Unidades de Muestreo para Evaluación: En la “Evaluación De Una Red” vial puede tenerse un número muy grande de unidades

de

muestreo

cuya

inspección

demandará

tiempo

y

recursos

considerables; por lo tanto, es necesario aplicar un proceso de muestreo. En la “Evaluación de un Proyecto” se deben inspeccionar todas las unidades; sin embargo, de no ser posible, el número mínimo de unidades de muestreo que

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deben evaluarse se obtiene mediante la Ecuación 1, la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con una confiabilidad del 95%.

Dónde: n: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar. N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento. e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e = 5%) s: Desviación estándar del PCI entre las unidades. Durante la inspección inicial se asume una desviación estándar (s) del PCI de 10 para pavimento asfáltico (rango PCI de 25) y de 15 para pavimento de concreto (rango PCI de 35). En inspecciones subsecuentes se usará la desviación estándar real (o el rango PCI) de la inspección previa en la determinación del número mínimo de unidades que deben evaluarse. Cuando el número mínimo de unidades a evaluar es menor que cinco (n < 5), todas las unidades deberán evaluarse.  Selección de las Unidades de Muestreo para Inspección: Se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección de pavimento y que la primera de ellas se elija al azar (aleatoriedad sistemática) de la siguiente manera: a. El intervalo de muestreo (i) se expresa mediante la Ecuación 2:

64

Dónde: N: Número total de unidades de muestreo disponible. n: Número mínimo de unidades para evaluar. i: Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior (por ejemplo, 3.7 se redondea a 3) b. El inicio al azar se selecciona entre la unidad de muestreo 1 y el intervalo de muestreo i. Así, si i = 3, la unidad inicial de muestreo a inspeccionar puede estar entre 1 y 3. Las unidades de muestreo para evaluación se identifican como (S), (S + 1), (S + 2), etc. Siguiendo con el ejemplo, si la unidad inicial de muestreo para inspección seleccionada es 2 y el intervalo de muestreo (i) es igual a 3, las subsiguientes unidades de muestreo a inspeccionar serían 5, 8, 11, 14, etc. Sin embargo, si se requieren cantidades de daño exactas para pliegos de licitación (rehabilitación), todas y cada una de las unidades de muestreo deberán ser inspeccionadas.  Selección de Unidades de Muestreo Adicionales: 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, la inspección deberá establecer cualquier unidad de muestreo inusual e inspeccionarla como una “unidad adicional” en lugar de una “unidad representativa” o aleatoria. Cuando se incluyen unidades de muestreo

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adicionales, el cálculo del PCI es ligeramente modificado para prevenir la extrapolación de las condiciones inusuales en toda la sección.  Evaluación de la Condición: El procedimiento varía de acuerdo con el tipo de superficie del pavimento que se inspecciona. Debe seguirse estrictamente la definición de los daños de este manual para obtener un valor del PCI confiable. La evaluación de la condición incluye los siguientes aspectos: a. Equipo. 

Odómetro manual para medir las longitudes y las áreas de los daños o Wincha.



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.

b. 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. c. 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.

66

3.7 CALCULO DEL PCI DE LAS UNIDADES DE MUESTREO Al completar la inspección de campo, la información sobre los daños se utiliza para calcular el PCI. El cálculo puede ser manual o computarizado y se basa en los “Valores Deducidos” de cada daño de acuerdo con la cantidad y severidad reportadas. Etapa 1. Cálculo de los Valores Deducidos: 1. a. Totalice cada tipo y nivel de severidad de daño y regístrelo en la columna TOTAL del formato PCI-01. El daño puede medirse en área, longitud ó por número según su tipo. 1. 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 unidad en estudio. 1. c. Determine el VALOR DEDUCIDO para cada tipo de daño y su nivel de severidad mediante las curvas denominadas “Valor Deducido del Daño” que se adjuntan al final de este documento, de acuerdo con el tipo de pavimento inspeccionado. Etapa 2. Cálculo del Número Máximo Admisible de Valores Deducidos (m) 2. a. Si ninguno ó tan sólo uno de los “Valores Deducidos” es mayor que 2, se usa el “Valor Deducido Total” en lugar del mayor “Valor Deducido Corregido”, CDV, obtenido en la Etapa 4. De lo contrario, deben seguirse los pasos 2.b. y 2.c. 2. b. Liste los valores deducidos individuales deducidos de mayor a menor. 2. c. Determine el “Número Máximo Admisible de Valores Deducidos” (m), utilizando la Ecuación 3:

67

Dónde: mi: Número máximo admisible de “valores deducidos”, incluyendo fracción, para la unidad de muestreo i. HDVi: El mayor valor deducido individual para la unidad de muestreo i. 2. d. El número de valores individuales deducidos se reduce a m, inclusive la parte fraccionaria. Si se dispone de menos valores deducidos que m se utilizan todos los que se tengan. Etapa 3. Cálculo del “Máximo Valor Deducido Corregido”, CDV. El máximo CDV se determina mediante el siguiente proceso iterativo: 3. a. Determine el número de valores deducidos, q, mayores que 2.0. 3. b. Determine el “Valor Deducido Total” sumando TODOS los valores deducidos individuales. 3. c. Determine el CDV con q y el “Valor Deducido Total” en la curva de corrección pertinente al tipo de pavimento. 3. d. Reduzca a 2.0 el menor de los “Valores Deducidos” individuales que sea mayor que 2.0 y repita las etapas 3.a. a 3.c. hasta que q sea igual a 1. 3. e. El máximo CDV es el mayor de los CDV obtenidos en este proceso. Etapa 4. Calcule el PCI de la unidad restando de 100 el máximo CDV obtenido en la Etapa 3. 3.8 CALCULO DEL PCI DE UNA SECCION DE PAVIMENTO Una sección de pavimento abarca varias unidades de muestreo. Si todas las unidades de muestreo son inventariadas, el PCI de la sección será el promedio de los PCI calculados en las unidades de muestreo. Si se utilizó la técnica del muestreo, se emplea otro procedimiento. Si la selección de las unidades de muestreo para inspección se hizo mediante la técnica aleatoria sistemática o con base en la representatividad de la sección, el PCI será el

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promedio de los PCI de las unidades de muestreo inspeccionadas. Si se usaron unidades de muestreo adicionales se usa un promedio ponderado calculado de la siguiente forma:

PCIS: PCI de la sección del pavimento. PCIR: PCI promedio de las unidades de muestreo aleatorias o representativas. PCIA: PCI promedio de las unidades de muestreo adicionales. N: Número total de unidades de muestreo en la sección. A: Número adicional de unidades de muestreo inspeccionadas. 3.9 PELIGROS  El tráfico es un peligro para los inspectores ya que deben caminar por el pavimento para realizar la inspección de sus condiciones. Las inspecciones deben ser aprobadas por y coordinadas con el personal de operación de la empresa o de los gobiernos locales a cargo del estudio.  El polvo y el ruido producido por los vehículos pueden ser un peligro. Protectores auditivos y mascarillas deben estar disponibles para el inspector en todo momento en que se realicen trabajos de inspección.20

20

ING. ESP. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA. Pavement Condition Index (PCI) Para Pavimentos Asfalticos y de Concreto en Carretera.

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CAPITULO IV APLICACIÓN DEL METODO PCI EN EL DIAGNOSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE UNA VIA DE PAVIMENTO FLEXIBLE 4.1 ANTECEDENTES: El estudio técnico se basa en la aplicación del método PCI, realizando la inspección de la vía seleccionada. El trabajo de campo, fue realizado en tres días debido a factores climáticos, en la zona de Chupaca, tramo: Av. Argentina-24 de Junio, conformado por 2km de longitud. Para la inspección de la vía se tomó en cuenta los siguientes requerimientos: 

Se realizó un cronograma de trabajo, dividiéndolo en 3 partes principales: 1. Preparación de los trabajos en gabinete para realizar el modelo de las fichas de inspección y su analisis.2. Trabajo de campo: Inspección de la vía

en la zona

establecida. 3. Organización del trabajo final. 

La inspección se realizó el día viernes 10,11 y 13 de febrero del Presente año.



Se identificó las distintas fallas que existen en todo el tramo del pavimento.



Se tomaron muestras del trabajo realizado, haciendo uso de diferentes recursos como son cámaras fotográficas, anotaciones de datos, etc.

4.2 GENERALIDADES: Para un buen estudio siempre es necesario revisar algunos conocimientos teóricos, de tal forma se mencionará algunos conceptos y definiciones más usados para el desarrollo de la inspección en campo:

70

 Muestra adicional: Una unidad de muestra inspeccionada adicionalmente a las seleccionadas aleatoriamente para incluir unidades de muestra no representativas en la determinación de la condición del pavimento. Estas unidades presentan condiciones extremas, muy pobres o excelentes, que no son típicas de la sección, y fallas poco comunes, como los cortes en el pavimento para instalaciones. Si una unidad de muestra con fallas inusuales es seleccionada aleatoriamente debe ser contabilizada como una Muestra Adicional y otra muestra aleatoria debe ser elegida. Si todas las unidades de muestra son inspeccionadas no existen Muestras Adicionales.  Superficie de concreto asfáltico (AC): Mezcla de agregados con cemento asfáltico actuando como aglomerante. Para fines de este método, este término también se refiere a superficies construidas con asfaltos derivados del carbón y asfaltos naturales.  Índice De Condición De Pavimento (PCI): Es una calificación numérica asociada a la condición del pavimento que varía entre 0 y 100, siendo 0 la peor condición posible y 100 la mejor.  Clasificación de la condición del pavimento: Es una descripción verbal de la condiciones del pavimento en función al valor del PCI, varía de colapsado a excelente.  Fallas del pavimento: Indicadores externos del deterioro del pavimento causado por cargas, factores atmosféricos, deficiencias en su construcción, o una combinación de estas. Fallas típicas son las fisuras, el ahuellamiento, y peladura superficial del pavimento. Los tipos de falla y sus niveles de severidad detallados en el apéndice X1 para

71

pavimentos Asfálticos (AC) y apéndice X2 para pavimentos de hormigón (PCC), deben ser utilizados para lograr valores de PCI precisos.  Unidad de muestra del pavimento: Es una subdivisión de la sección del pavimento que tiene un rango estandarizado de tamaño. Para pavimentos de hormigón, se constituye de 20 losas continuas (+/- 8 si el total de losas de la sección no es divisible por 20, o para ajustar condiciones de campo específicas) y para pavimentos de concreto asfáltico, y superficies con capas Porosas de alto grado de Fricción, se constituye de una superficie continua de 5000 ft2 (+/- 2000 ft2 (450 +/- 180 m2) si el pavimento no es divisible por 5000, o para ajustar condiciones de campo específicas).  Sección de pavimento: Es un área dentro del pavimento que presenta una construcción uniforme y continua, mantenimiento, historial de uso y condiciones uniformes. Una sección también debe tener el mismo volumen de tránsito e intensidad de carga.  Superficies porosas de alto grado de fricción: Pavimentos asfálticos con una mezcla de agregados de granulometría abierta y asfalto actuando como aglomerante. Este es un subgrupo dentro las superficies pavimentadas con concreto asfáltico. 

Muestra aleatoria: Una unidad de muestra de la sección de pavimento seleccionada para la inspección utilizando técnicas aleatorias de muestreo como la tabla de número aleatorio o procedimiento sistemático aleatorio.

 Tránsito vehicular: El tránsito vehicular (también llamado tráfico vehicular, o simplemente tráfico) es el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía, calle o autopista. Se

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presenta también con muchas similitudes en otros fenómenos como el flujo de partículas (líquidos, gases o sólidos) y el de peatones.  Vehículo: Un vehículo es un medio que permite el traslado de un lugar a otro. Cuando traslada a personas u objetos es llamado vehículo de transporte, como por ejemplo el tren, el automóvil, el camión, el carro, el barco, el avión, la bicicleta y la motocicleta, entre otros.  Índice medio diario: Representa el día de máximo tráfico durante un mes y el mes de máximo transito durante el año.  Aforo vehicular: Denominado también conteo de tránsito, consiste en establecer uno o varios puntos de control para contar la cantidad de vehículos que circulan en ambos sentidos según su tipo. Lo ideal es realizar estos trabajos durante periodos largos de tiempo, sin embargo esto se realiza sólo en vías principales, en los peajes. Por lo cual cuando se diseña una vía secundaria o menor sólo se cuenta con un aforo elaborado a corto plazo. 4.3 DATOS GENERALES DE LA ZONA: 

Descripción: La Provincia de Chupaca es una de las provincias del Departamento de Junín. Limita al norte con la Provincia de Concepción, al este con la Provincia de Huancayo, al sur con el Departamento de Huancavelica y al oeste con el Departamento de Lima. Se encuentra travesado por el Río Cunas. Se encuentra ubicada geográficamente a 3.263 m.s.n.m. y 297 Km. de Lima. Destacan la Laguna de Ñahuimpuquio, a 15 Km. al oeste de la ciudad de Huancayo, con un espejo de agua de 7 Hectáreas y crianza de truchas, donde

73

se pueden realizar paseos en acémilas y bote, la cual tiene un alto índice de visitas durante todo el año y una afluencia de vehículos alta. 

Densidad y superficie: En la actualidad, la provincia de Chupaca cuenta en su mayor parte con viviendas unifamiliares, amplias calles y avenidas, y un aproximado de 51400 habitantes, y una extensión de 3 067,52 km2. La vía en estudio comprende el Ingreso a la ciudad de Chupaca, hasta la Av. Argentina, siendo la que más transito tiene en la provincia.



Vías de acceso: La vía en estudio tiene dos rutas de acceso: - Huancayo-Pilcomayo-Chupaca, carretera pavimentada. - Sicaya-Chupaca, carretera pavimentada.



Ubicación:  Ubicación Geográfica:

CUADRANTE

NORTE

ESTE

INICIO

8667600

468700

FINAL

8667500

470500

 Ubicación Política:

74

 Departamento : JUNIN

 Provincia

: CHUPACA

 Distrito

: HUANCAYO

75



Localización:

AV. 24 DE JUNIO-AV. ARGENTINA

76







Límites: 

NORTE: Provincia de Concepción



SUR



ESTE : Provincia de Huancayo



OESTE: Región Lima



ALTITUD: 3263 m.s.n.m.

: Región Huancavelica

Altitud:

Condiciones climáticas: La temperatura mínima media es de 5°C y 24°C máxima media. Tiene una precipitación más de 760mm aproximadamente en promedios anuales, con lluvias frecuentes en los meses de Enero a Abril.



Geología y sismicidad:  Antecedentes Geológicos: De acuerdo al mapa geológico de Perú la zona de la Provincia de Chupaca pertenece a la era Paleozoica del Sistema Siluriano, Ordaviciano y Cambriano. El área de la obra, se encuentra al ingreso a la Población donde se encuentran suelos del tipo de grava, arena y limos, gravas limo arcillosos compactos, dolomíticas, calcáreas que corresponden a depósitos aluvionicos y glaciales con características de formación metamórfica, que encuentra en constante estado de descomposición por erosiones físico químicos cuyos materiales se han venido depositando formando capas sedimentarias de, arenas, esquistos albiticos derivados de la dolomita, clarita, basáltica y

77

material calcáreo predominantes en las partes altas produciendo gravas, limos, limos arcillosos, características de esa zona. En algunas partes capas de más de 5.0 metros de espesor.  Sismicidad: El suelo en estudio se encuentra en la zona 2 de mediana sismicidad, según el “Mapa de Zonificación sísmica del Perú” de acuerdo a las normas de diseño SismoResistente del Reglamento Nacional de Edificación. Las fuerzas sísmicas horizontales se pueden calcular de acuerdo a la siguiente relación:

H= (ZxUxCxSxP)/Rd

Donde S, es el factor de suelo con un valor de 1.4, para un periodo predominante de Ts=0.9seg. 

Actividades económicas: La provincia de Chupaca, se dedica, principalmente a las actividades agropecuarias (productos como: papa, zanahoria, maíz) y de turismo (Lugares turísticos como: La iglesia Copón, La laguna de Ñahuimpuquio, Zona agrícola del Distrito de Ahuac, Cani Cruz, Restos arqueológicos).21 FUENTE: Dirección Regional de Agricultura - Junín, Oficina de Informática y Estadística (2005).

4.4 DATOS DE LA VIA:  Tipo de terreno: o El terreno recorrido dentro de los estudios realizados se define de la siguiente manera:

21

FUENTE: Dirección Regional de Agricultura - Junín, Oficina de Informática y Estadística (2005).

78

o Se inicia en la Av. Argentina-Av.24 de Junio. El cual ofrece un terreno de material compuesto de gravas limosas y gravas limo arcillosos poco plástica, cuya clasificación SUCS: G.M., G.C. de color marrón rojizo con características de formación glaciar y/o pluvial. Relativamente compacta. Hasta la profundidad de 1.50m. o Se hace notar que las características físicas y geológicas en ambos extremos (Este-Oeste) son similares por pertenecer a un manto de formación glaciar.  Radio mínimo: o La vía en estudio cuenta con un radio mínimo de 30m, y un radio máximo de: 200m.  Ancho de carril: o El ancho del carril es de 4m y 3.50m cada uno.  Ancho de calzada: o El ancho de calzada de la vía en estudio es variable y son: 12m. a 15m. el detalle de la calzada se puede observar en el plano de secciones típicas.  Longitud de la vía en estudio: o Se tomó una muestra de 2km de longitud para la realización del diagnóstico.  Velocidad directriz: o La velocidad directriz comprende 40km/h.  Clasificación de la vía: o La vía se clasifico en base al

22

Manual de Diseño Geométrico de Carreteras

DG-2001, por: -

22

Su función:

Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG-2001.

79

Según su función la vía en estudio se clasifica como Red Vial Secundaria o Sistema Departamental, ya que pertenece a la red vial circunscrita dentro de un departamento y en una zona de influencia económica. -

De acuerdo a la demanda: De acuerdo a la demanda se puede clasificar como Carretera de 2da. Clase, ya que tiene una calzada de dos carriles (DC) que soporta entre 2000-400 veh/día.

-

Por sus condiciones orográficas: Se clasifica como Carretera tipo 1, ya que permite a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de los vehículos ligeros. La inclinación transversal del terreno, normal al eje de la vía es menor o igual a 10%. RESUMEN DE CARACTERISTICAS DE LA VIA Ancho de carril

4.00 m

Ancho de berma

0.00 m

Ancho de calzada

8.00 m

Longitud del sector

2km-2000m.

Radio mínimo y máximo

30m/200m

Velocidad directriz

40km/h

4.5 CARACTERISTICAS DE TRANSITO: 

Categoría De La Vía Parámetros De Diseño Vinculados A La Clasificación De Vías Urbanas Según el cuadro de parámetros de diseño vinculados a la clasificación de vías urbanas, del

23

23

Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas-2005,

Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas-2005.

80

podemos definir la categoría de la vía en estudio que pertenece a la de Vías Colectoras. 

Conteos Vehiculares El trabajo del conteo manual de transito se realizó, en el período comprendido entre el 24 de enero, el 28 de enero y 01 de marzo del año 2012, en jornadas de 24 horas, información que nos ayudara a determinar la cantidad, tipo y clase de vehículos que pasan en ambos sentidos, por la entrada a la Ciudad de Chupaca, Av. Argentina, Av. 24 de Junio, durante cada una de las horas que conforman el conteo, con la confiabilidad de los datos recolectados, se procederá al diagnóstico del pavimento, con el fin de generar las recomendaciones y conclusiones que al respecto tenga lugar, de acuerdo a los resultados que los métodos en referencia arrojen.



Composición Vehicular La información recolectada con relación al conteo vehicular y el análisis en forma precisa y detallada de la bibliografía presentada permitió evidenciar, la composición del tránsito en la red vial del proyecto, lo que nos proporciona una idea del tipo de vehículo que predomina en el sector. - Los volúmenes de combis presentan una participación del 44 % del tráfico promedio diario. - Los volúmenes de autos por su parte, disminuyen sustancialmente y representan el 42% del tráfico promedio diario. - Los volúmenes de buses por su parte, disminuyen sustancialmente y solo representan el 4% del tráfico promedio diario. - En cuanto a los volúmenes de camionetas o pick up, su tendencia es más elevada que el de los buses y representan el 9 % del tráfico promedio diario.

81

- En cuanto a los volúmenes de camiones, su tendencia es baja y representan el 2 % del tráfico promedio diario. En síntesis se puede concluir que el comportamiento en la zona se encuentra bien definido, en el cual la proporción de vehículos livianos es significativa y la participación de buses refleja la presencia de asentamientos urbanos, cuya localización y tamaño están asociados al carácter del sector, se aprecia además que la participación de camiones es muy baja. La vía en estudio es una vía colectora, y su composición vehicular es la siguiente:  Vehículos por tracción de sangre: - Bicicletas - Triciclos  Vehículos automotores: - Vehículos menores automotores - Automóviles - Station wagon - Camioneta Pick Up - Camioneta rural - Ómnibus - Camión - Remolcador - Remolque - Semiremolque 

Nivel De Servicio

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Para medir la calidad del flujo vehicular se usa el concepto de nivel de servicio. Que según el Manual de Diseño geométrico de Vías Urbanas – 200524, es una medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo vehicular, y de su percepción por los motoristas y/o pasajeros. Estas condiciones se describen en términos de factores tales como la velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de maniobras, la comodidad, la conveniencia y la seguridad vial. Para la vía en estudio se puede ver que está dentro de un nivel de servicio B, que está dentro del rango del flujo estable, aunque se empiezan a observar otros vehículos integrantes de la circulación. La libertad de selección de las velocidades deseadas sigue relativamente inafectada, aunque disminuye un poco la libertad de maniobra en relación con la del nivel de servicio A. El nivel de comodidad y conveniencia es algo inferior a los del nivel de servicio A, porque la presencia de otros vehículos comienza a influir en el comportamiento individual de cada uno. Nivel de Servicio

Vista de las diferencias de los niveles de servicio.

24

Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas-2005.

83

Vista de la Idea General de la Relación entre los niveles de servicio y la velocidad.

4.6 METODO DE DISEÑO DE PAVIMENTO: El método de diseño usado en la vía en estudio fue Empírico y se hizo uso del método ASSHTO, el cual es el más usado en el país. Este procedimiento es de amplia aceptación para el diseño de pavimentos flexibles y se presenta en la guía AASTHO, se publicó por primera vez en 1972 y existen revisiones hasta 1993. La información de pruebas fue incluida en el desarrollo del método fue recolectada en el ensayo Vial AASTHO de 1958 a 1960. El método no ha sido convertido a unidades del sistema internacional. El ensayo Vial AASTHO se llevó a cabo en Ottawa, Illinois, a unos 128 Km de Chicago. Tanto en el clima como en el suelo son típicos de una gran parte de los Estados Unidos. Los ensayos sobre pavimentos se hicieron sobre seis secciones separadas dobles, con pistas de doble vía en forma de dos tramos rectos paralelos con secciones curvas para retorno.

84

La guía conserva los algoritmos originales del Ensayo Vial AASTHO correspondientes a un grupo reducido de materiales,, un solo tipo de subrasante, tránsito homogéneo y el medio ambiente del sitio del ensayo. Debido a este panorama limitado se han realizado investigaciones para ampliar la aplicación del Método. Éste método de diseño es aplicable para vías con tránsito superior a 0.05x10E6 ejes equivalentes de 8.2 toneladas y la ecuación utilizada para el diseño de pavimentos flexibles, derivada de la información obtenida empíricamente en la AASHTO ROAD TEST. El SN es un número abstracto, que expresa la resistencia estructural de un pavimento requerido, para una combinación dada de soporte del suelo (MR), del tránsito total (W18), de la serviciabilidad terminal, y, de las condiciones ambientales. Una vez determinado el número estructural se busca un conjunto de espesores que convenientemente combinados proporcionen la capacidad portante correspondiente a ese número estructural (SN), calculado por la fórmula ya descrita. Sin embargo, en el manual de diseño de la AASHTO se encuentran los espesores mínimos de carpeta asfáltica y base granular relacionados con el número de ejes equivalentes. 4.7 DATOS DE MECANICA DE SUELOS: De acuerdo a los ensayos realizados, se ha encontrado suelos de la clasificación A-24(0) hasta A-2-5(0) teniendo las categorías sobre el comportamiento de suelos, tenemos:

85

CATEGORIA

C.B.R. %

SUELO TIPO Y CALIFICACION

-

BUENA

13-35

GRAVA, GRAVA ARENOSA, ARENA A-1,A-2,A-3

-

REGULARES

6-12

LIMOS Y ARCILAS POCO PLASTICAS A-4,A-5,A-6

-

POBRES

3-5

ARCILLAS MUY PLASTICAS, LIMOS, ARCILLAS ORGANICAS.A-7 Y PT.

Conforme a las características halladas en los ensayos, debemos indicar que es un suelo Bueno perteneciente según SUCS a la clasificación G.C., suelo, GRAVALIMO ARCILLOSO, por tanto la Sub rasante que otorga la capacidad de soporte es de 27.0%, por lo tanto es una Sub rasante aceptable para esta clase de obras. Para luego colocar material de cantera del tipo A-1-A (0)-A-1-b (0) y compactar mínimo 100% de la densidad seca (Proctor Modificado T-180-C), para la capa base25. CALICATA N°01 Resultado 32.00%

Ensayo Limite Liquido

Resultado 40.00%

Limite Plástico

28.00%

Limite Plástico

28.00%

Índice de Plasticidad

4.00%

Índice de Plasticidad

12.00%

C.B.R al 100%

61.2%

C.B.R al 100%

39.8%

Ensayo Limite Liquido

25

CALICATA N°02

Palpa-Valencia Ingenieros S.A.C PAVING| S.A.C, Informe Técnico de Mecánica De Suelos

86

4.8 PROCESO: La evaluación superficial del pavimento a la vía en estudio del distrito de Chupaca se realizó mediante el método del PCI. Se evaluaron el 100% de la vía del Ingreso a la ciudad hasta la plaza principal del distrito de Chupaca, mediante la evaluación del PCI. La evaluación de esta vía se realizó para tener una visión general del estado total de la vía del distrito, ya que evaluar el 100% de las vías por el método del PCI hubiera requerido una mayor cantidad de personal y tiempo. La aplicación del método se llevó a cabo con la ayuda bibliografía seleccionada y la orientación de nuestro asesor, que con la experiencia que tiene nos ayudó a seguir el proceso. Con ayuda de planos de la zona y una libreta de campo se recolectó información sobre el metrado de fallas de la vía. Se dividió la vía en estudio en componentes y unidades de muestra. Luego se procesó toda la información a unas tablas en Excel, donde se calculó el valor del PCI para cada unidad de muestra, donde se puede observar el estado del pavimento. A continuación se muestra el cuadro Nº 3.1 que resume el metrado de fallas. Como se puede ver el tipo de falla que más se presenta en la zona en estudio es la es "10", Grietas longitudinales y transversales en el pavimento, seguida de la falla tipo "13", Huecos. Por otro lado se observa que lo que existe en menor cantidad es el desprendimiento de agregados. El cuadro completo de metrado de fallas y valores del PCI se presenta en el Anexo # 1.

FALLA 1 2

CUADRO N°3.1 N° DE FALLAS SEGÚN SU TIPO TIPO DE FALLA EN PAVIMENTO FLEXIBLE PIEL DE COCODRILO EXUDACION

N° DE FALLAS 116 0

87

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

AGRIETAMIENTO EN BLOQUE ABULTAMIENTO Y HUNDIMIENTO CORRUGACION DEPRESION GRIETA DE BORDE GRIETA DE RELEXION DE JUNTA DESNIVEL CARRIL/VERMA GRIETA LONG. Y TRANSVERSAL PARCHEO PULIMIENTO DE AGREGADO HUECOS CRUCE DE VIA FERREA AHUELLAMIENTO DESPLAZAMIENTO GRIETA PARABOLICA(SLIPPAGE) HINCHAMIENTO DESPRENDIMIENTO DE AGREGADOS

121 97 40 0 4 0 0 657 198 13 403 0 12 0 0 0 2

 ETAPA 1: REALIZACION DE LAS TABLAS DE MUESTREO

La realización de las tablas de muestreo, se basa en la bibliografía usada, siendo la principal la norma AASHTO, esta está conformada por las 19 fallas que caracterizan a un pavimento asfaltico, su densidad en porcentaje, su severidad, y su valor de deducción ya explicados en el capítulo anterior. Esta tabla se realizó en hojas de cálculo de Excel, el trabajo fue de gabinete.

88  ETAPA 2: TRABAJO DE CAMPO INSPECCION Y LEVANTAMIENTO DE DATOS

Esta etapa corresponde al trabajo de campo en el cual se identifican los daños teniendo en cuenta la clase, severidad y extensión de los mismos. Esta información se registrara en las tablas de muestreo ya adecuados para tal fin. Realizamos el recorrido desde la progresiva 0+000 a 2+000, marcando los componentes y unidades de muestreo de la vía, además de anotar los tipos de falla encontrados, y su severidad. Para el trabajo de campo es necesario contar con equipos y herramientas como son: 

EQUIPOS: - Cámara fotográfica y de video.



HERRAMIENTAS: - Fichas de inspección - Wincha - Regla o flexometro - 2 Latas de pintura (roja: para los componentes, blanca,

para las unidades de

muestreo), con brocha. - Estacas - Yeso  ETAPA 3: CALCULO DEL PCI

Siendo el valor de deducción reducido a emplear de las metodologías AASHTO, hemos visto necesario el cálculo del mismo, y de esta forma obtener el valor del PCI, y concluir en el resultado del diagnóstico final de la vía en estudio. Para llegar al valor de deducción se hizo un análisis completo de la metodología PCI, realizando el siguiente procedimiento de cálculo: a) Calculo de las Unidades de Muestreo:

89

Para el cálculo de las unidades de muestreo se basa en el cuadro 3.2, pero este abarca solo hasta un 7.3 ancho de calzada máximo al que le corresponde una longitud de unidad de muestreo igual a 31.5, para nuestro cálculo se realizó una interpolación de los datos de la tabla para un ancho de calzada de 8.0m. Teniendo así un resultado cercano a la realidad el valor que se tomo fue el menor consecutivo: Cuadro 3.2 LONGITUDES DE UNIDADES DE MUESTREO ASFÁLTICAS Ancho de calzada(m) Longitud de la unidad de muestreo(m) 5.0 46.0 5.5

41.8

6.0

38.3

6.5

35.4

7.3(máximo)

31.5

Realizamos la interpolación: (6.5-7.3)/(6.5-8.0)=(35.4-31.5)/(31.5-x) Despejando “x” X=28.11 Del resultado la longitud mínima consecutiva que se tomó para las unidades de muestra fue de 28m., para así poder obtener mayor exactitud en los resultados. b) Determinación de las unidades de Muestreo para Evaluación: Como ya se había mencionado la determinación de las unidades de muestreo se realiza para un número grande de unidades de muestreo cuya inspección demandará tiempo y recursos, en nuestro estudio se realizó la inspección a todas las unidades de muestra de la vía, pero para una mejor compresión del método se realizó el cálculo del método:

90

Dónde: n: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar. N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento. e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e = 5%) s: Desviación estándar del PCI entre las unidades. Reemplazando en la fórmula: n=(72x102)/(((0.052)/4)x(72-1)+102) n= 71.968 Este valor obtenido significa que se realizaran 72 unidades de muestreo, lo que verifica el total de unidades de muestreo inspeccionadas. c) Selección de las Unidades de Muestreo para inspección: Con la obtención del número mínimo de unidades de muestreo a evaluar, se procede a la selección de las unidades, para ello se procederá a reemplazar en la siguiente formula:

Dónde: N: Número total de unidades de muestreo disponible. n: Número mínimo de unidades para evaluar. i: Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior (por ejemplo, 3.7 se redondea a 3) Reemplazando: I= 72/71.968

91

I= 1.00 Las muestras a analizar se harán consecutivamente de uno en uno. d) Calculo de los valores deducidos: Ya completada la inspección de campo, se procede al cálculo del PCI, el cual se basa en el cálculo de los valores deducidos. El cálculo se realizó en las fichas realizadas en Hojas Excel, para un mejor desarrollo y obtención de resultados. Totalizando cada tipo y nivel de severidad de daño se registró en las fichas, para así poder calcular su densidad individual de cada falla. Aquí se muestra una de las 72 fichas realizadas como el ejemplo del procedimiento a seguir:

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD INGENIERIA-INGENIERIA CIVIL TESIS:

"DIAGNOSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DEL INGRESO A LA CIUDAD DE CHUPACA AV. ARGENTINA-AV. 24 DE JUNIO, POR EL METODO PCI(INDICE DE CONDICION DE PAVIMENTOS)"

EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO

ZONA

PROG. INICIAL CHUPACA

UNIDAD DE MUESTREO

0+028

TIPO DE VIA

UM-2

PROG. FINAL

AREA MUESTREO(M2)

0+056

251.14

INSPECCIONADO POR:

FECHA:

KENNY GARCIA , JHESSY CAMPOSANO No.

DAÑO

10.02.2012 No.

DAÑO

1

Piel de cocodrilo.

11

Parcheo.

2

Exudación.

12

Pulimento de agregados.

3

Agrietamiento en bloque.

13

Huecos.

4

Abultamientos y hundimientos.

14

Cruce de vía férrea.

5

Corrugación.

15

Ahuellamiento.

6

Depresión.

16

Desplazamiento.

7

Grieta de borde.

17

Grieta parabólica (slippage).

8

Grieta de reflexión de junta.

18

Hinchamiento.

9

Desnivel carril/berma.

19

Desprendimiento de agregados.

10

Grietas long. Y transversal.

ESQUEMA

92

DAÑO

SEVERIDAD

CANTIDADES PARCIALES

TOTAL

13 10 10 13 11 1

A M A B M M

6 5 3 5 2 1

6.00 5.00 3.00 5.00 2.00 1.00

DENSIDAD (%)

VALOR DEDUCIDO

2.39 1.99 1.19 1.99 0.80 0.40 TOTAL

El cálculo de la densidad se da de la división del total individual de cada falla entre el área total de la muestra en porcentaje. El valor deducido, se realizó el cálculo con las curvas denominadas “Valor deducido del daño”, al igual que las hojas de cálculo, las cuales se presentan en los anexos. En la siguiente imagen se puede observar la forma de uso de las tablas:

De las fichas de inspección obtenidas anteriormente se tiene el valor de la densidad que en nuestro caso es 2.39, para la falla o daño 13, con una severidad Alta(A), estos valores se identificaran en la tabla N° 13 Huecos:

93

Entonces el valor deducido ser 68 para una falla 13 de severidad alta. Después de obtener todos los valores de las fallas individuales tendremos el total de valores deducidos por cada unidad d muestra:

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD INGENIERIA-INGENIERIA CIVIL TESIS:

"DIAGNOSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DEL INGRESO A LA CIUDAD DE CHUPACA AV. ARGENTINA-AV. 24 DE JUNIO, POR EL METODO PCI(INDICE DE CONDICION DE PAVIMENTOS)"

EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO

ZONA

PROG. INICIAL CHUPACA

UNIDAD DE MUESTREO

0+028

TIPO DE VIA

UM-2

PROG. FINAL

AREA MUESTREO(M2)

0+056

251.14

INSPECCIONADO POR:

FECHA:

KENNY GARCIA , JHESSY CAMPOSANO No.

ESQUEMA

DAÑO

10.02.2012 No.

DAÑO

1

Piel de cocodrilo.

11

Parcheo.

2

Exudación.

12

Pulimento de agregados.

3

Agrietamiento en bloque.

13

Huecos.

4

Abultamientos y hundimientos.

14

Cruce de via férrea.

5

Corrugación.

15

Ahuellamiento.

6

Depresión.

16

Desplazamiento.

7

Grieta de borde.

17

Grieta parabólica(slippage).

8

Grieta de reflexión de junta.

18

Hinchamiento.

9

Desnivel carril/berma.

19

Desprendimiento de agregados.

10

Grietas long. Y transversal.

DAÑO

SEVERIDAD

CANTIDADES PARCIALES

TOTAL

13 10 10 13 11 1

A M A B M M

6 5 3 5 2 1

6.00 5.00 3.00 5.00 2.00 1.00

DENSIDAD (%)

VALOR DEDUCIDO

2.39 1.99 1.19 1.99 0.80 0.40 TOTAL

68.00 4.00 10.00 30.00 9.00 15.00 136.00

En esta unidad de muestreo el valor total de valores deducidos es de 136.

94

e) Calculo del PCI de la unidad. El cálculo del PCI se realizó con dos métodos, el primero se realizó por el equipo de trabajo, y el segundo haciendo uso del programa UnalPci del Ing. Luis Ricardo Vásquez Valera para pavimentos flexibles.  Calculo del PCI:

Continuando con el procedimiento anterior para el cálculo del PCI se procedió a seleccionar el mayor valor deducido de cada unidad de muestra, en una hoja de cálculo y así obtener el valor del PCI de cada unidad de muestreo:

Podemos observar una parte de la hoja de cálculo (Anexos: Hojas de cálculo, Hoja de cálculo PCI) en la que se muetsra la ubicación del mayor valor deducido y el cálculo del PCI, realizado con la siguiente formula: PCI = 100-VMD

95

Al ubicar todos los mayores deducidos y con la obtención de los valores de PCI de cada sección, se procedió a realizar el promedio de los valores de PCIs, obteniendo el resultado siguiente: PCI = 57 Bueno  Calculo del PCI con el programa UNALPCI:

Para el uso del programa se realizó una hoja de cálculo en Excel ubicando la cantidad de las fallas según su tipo y su severidad:

Colocando todas las cantidades de fallas según su tipo y severidad se guardó el archivo en el formato CSV (valores delimitados por comas), para así poder proceder a ejecutar el programa UnalPci para pavimentos asfalticos:

96

En la pantalla que se muestra se hace click en la pestaña Abrir y Procesar Archivo y nos mostrará la pantalla siguiente:

En la cual se seleccionará la hoja de cálculo realizada y guardada en el formato csv, se le hace click en abrir y el programa procederá a ejecutar y en la carpeta donde se guardó el archivo de la hoja Excel, se guardarán todos los resultados. Los resultados salen por cantidades individuales de las unidades de muestreo, podemos observar en la imagen siguiente la hoja de resultados de la primera unidad de muestreo:

97

Teniendo el valor del PCI de todas las secciones, según la norma ASTM, que nos dice que si se realizará la inspección a todas las unidades de muestreo el resultado final del PCI será el promedio de todas las secciones; siendo nuestro resultado final el siguiente: Promedio de PCIs de todas las Secciones:

PCI = 45 Regular

98

CAPITULO V ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE LA INVESTIGACION 5.1 RESULTADOS OBTENIDOS POR NUMERO DE FALLAS SEGÚN TIPO: De ahí se pudieron obtener los siguientes resultados: N° DE FALLAS SEGÚN SU TIPO FALLA TIPO DE FALLA EN PAVIMENTO FLEXIBLE N° DE FALLAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

PIEL DE COCODRILO EXUDACION AGRIETAMIENTO EN BLOQUE ABULTAMIENTO Y HUNDIMIENTO CORRUGACION DEPRESION GRIETA DE BORDE GRIETA DE RELEXION DE JUNTA DESNIVEL CARRIL/VERMA GRIETA LONG. Y TRANSVERSAL PARCHEO PULIMIENTO DE AGREGADO HUECOS CRUCE DE VIA FERREA AHUELLAMIENTO DESPLAZAMIENTO GRIETA PARABOLICA(SLIPPAGE) HINCHAMIENTO DESPRENDIMIENTO DE AGREGADOS

TOTAL

116 0 121 97 40 0 4 0 0 657 198 13 403 0 12 0 0 0 2

1663

Estos resultados nos da un total de 1663 fallas en todo el recorrido de la vía, y la falla que se presenta en mayor cantidad son las Grietas longitudinales y transversales con un número de 657 en total.

99

En el grafico siguiente se puede observar las siguientes fallas según su tipo y su cantidad existente en la vía en estudio.

Se pueden observar en los graficos que los picos mas altos se dan en las fallas de Grietas Longitudinales y Transversales, como en la falla Huecos.

5.2 RESULTADOS OBTENIDOS POR UNIDADES DE MUESTRA CON NÚMERO DE FALLAS: El tramo en estudio se clasifico en 72 unidades de muestra cada una de 28 m., siendo cada una inspeccionada se obtuvieron un número total de fallas existentes, los cuales se especifican en los anexos.

100

Según el cuadro podemos decir que en UM-43 existen 49 fallas, y en la UM-24 tiene la menor cantidad de fallas que es un total de 2, en los cuadros siguientes se pueden observar con detalle las cantidades de fallas por cada unidad de muestra:

Los picos mas altos se muestran en las UM-43 y en la UM-41, y el pico mas bajo se da en la UM-24.

5.3 RESULTADOS OBTENIDOS POR TIPO DE FALLA Y SEVERIDAD: Podemos obtener que según la severidad de la falla, el grado de severidad que existe en mayor cantidad es la severidad media.

101

102

5.4 RESULTADOS OBTENIDOS POR EL TIPO DE FALLAS EXISTENTES: Finalmente en el cuadro siguiente se pueden obtener solo las fallas existentes en la vía en estudio, como son:

FALLAS EXISTENTES 1 3 4 5 7 10 11 12 13 15 19

PIEL DE COCODRILO AGRIETAMIENTO EN BLOQUE ABULTAMIENTO Y HUNDIMIENTO CORRUGACION GRIETA DE BORDE GRIETA LONG. Y TRANSVERSAL PARCHEO PULIMIENTO DE AGREGADO HUECOS AHUELLAMIENTO DESPRENDIMIENTO DE AGREGADOS TOTAL

116 121 97 40 4 657 198 13 403 12 2 1663

En el siguiente grafico basado en el cuadro anterior se puede obtener que el 40% de fallas son de grietas longitudinales y transversales, el 24% es de Huecos, el 12% es de parcheo y el 7% de piel de cocodrilo y agrietamiento en bloque.

103

RESUMEN DE FALLAS N°

1

TIPO DE FALLA

PIEL DE COCODRILO

IMAGEN

CAUSAS

AREA AFECTADA

MEDIDA

Falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de tránsito.

Áreas sujetas a cargas repetidas de tránsito totales como las huellas de las llantas.

m2

B: Sello superficial M: Parcheo parcial o full depth A: Full depth o Reconstrucción

m2

B: Sellado de grietas con ancho mayor a 3.0mm. Riego de sello. M: Sellado de grietas, reciclado superficial. A: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en Caliente y sobrecarpeta.

m

B: No se hace nada. M: Reciclado en frio, parcheo profundo o parcial. A: Reciclado (fresado) en frio. Parcheo profundo o parcial.

2

AGRIETAMIENTO EN BLOQUE

Contracción del concreto asfaltico y los ciclos de temperatura diarios.

Ocurre en una gran porción del pavimento, pero algunas veces aparecerá solo en áreas sin tránsito.

3

ABULTAMIENTO Y HUNDIMIENTO

1. Expansión por congelación. 2. Infiltración y elevación del material en una grieta en combinación con las cargas de tránsito.

Grandes áreas pavimento.

CORRUGACION

Acción del tránsito combinada con una carpeta o una base inestable.

Serie con menos de 3.0m.

4

5

6

GRIETA DE BORDE

GRIETA LONG. Y TRANSVERSAL

1. Se acelera por las cargas de tránsito. 2. Debilitamiento. 3. Condiciones climáticas. 1. Una junta de carril del pavimento pobremente construida. 2. Contracción de la superficie de concreto asfáltico debido a bajas temperaturas o al endurecimiento del asfalto o al ciclo diario de temperatura.

de

Cualquier parte del pavimento.

Se extienden a través del pavimento

m2

m

m

OPCIONES DE REPARACION

B: No se hace nada. M: Reconstrucción. A: Reconstrucción.

B: No se hace nada. Sellado de grietas con ancho mayor a 3 mm. M: Sellado de grietas. Parcheo parcial - profundo. A: Parcheo parcial – profundo.

B: No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor que 3.0 mm. M: Sellado de grietas. A: Sellado de grietas. Parcheo parcial.

104

7

8

9

10

11

PARCHEO

PULIMIENTO DE AGREGADO

HUECOS

AHUELLAMIENTO

DESPRENDIMIENTO DE AGREGADOS

Un área de pavimento la cual ha sido remplazada con material nuevo.

Repetición de cargas de tránsito.

Cuando el tráfico arranca pequeños pedazos de la superficie del pavimento.

Por consolidación o movimiento lateral de los materiales debidos a la carga del tránsito.

El ligante asfáltico se ha endurecido de forma apreciable, o que la mezcla presente es de pobre calidad.

Partes dañadas acometidas.

y

Áreas especificas

Bordes agudizados y lados verticales.

Áreas especificas

Áreas especificas

m2

m2

Ø

m2

m3

B: No se hace nada. M: No se hace nada. Sustitución del parche. A: Sustitución del parche. L, M, H: No Tratamiento Sobrecarpeta. sobrecarpeta.

se

hace nada. superficial. Fresado y

B: No se hace nada. Parcheo parcial o profundo. M: Parcheo parcial o profundo. A: Parcheo profundo. B: No se hace nada. Fresado y sobrecarpeta. M: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobrecarpeta. A: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobrecarpeta. B: No se hace nada. Sello superficial. Tratamiento superficial. M: Sello superficial. Tratamiento superficial. Sobrecarpeta. A: Tratamiento superficial. Sobrecarpeta. Reciclaje. Reconstrucción.

En el cuadro presentado se puede observar el resumen final de las fallas encontradas y sus medidas de reparación.

105

5.5 RESULTADOS OBTENIDOS POR EL CALCULO DEL PCI: En base a los métodos de cálculo realizados se optó por tomar el resultado del promedio de cálculo del programa UnalPci, y del cálculo realizado por nosotros, el cual nos dice que el diagnóstico del estado situacional de la vía en estudio es Regular debido a un PCI de 51. CATEGORIA DE MANTENIMIENTO SUGERIDO SEGÚN CONDICION ACTUAL DE LAS VIAS

106

CONCLUSIONES  Las fallas localizadas en el diagnóstico de la vía fueron: Piel de Cocodrilo, Agrietamiento en bloque, Abultamiento y hundimiento, corrugación, grieta de borde, grieta longitudinal y transversal, parcheo, pulimiento de agregado, huecos, ahuellamientos, y desprendimientos de agregados.  Las causas principales de las fallas localizadas en el diagnóstico de la vía son principalmente: la condición climática de la zona, las cargas de tránsito, materiales de baja calidad y una base inestable.  Se puede concluir que el día Sábado corresponde al día donde se evidencia más flujo vehicular y que estos se registran entre 8 y 3pm. Presentando vehículos de alto tonelaje en un 2% que exceden en la carga máxima permisible generando una de las fallas más frecuentes que son los huecos.  En cuanto a las fallas longitudinales y transversales son producidas por proceso constructivo incorrecto y alto transito; las grietas longitudinales han sido originadas contracción de la mezcla asfáltica por endurecimiento del bitumen y por acción de transito seccionada, las grietas transversales han sido originadas por insuficiente espesor de pavimento, falta de sobre ancho de las capas inferiores de los bordes, perdida de flexibilidad debido al exceso de filler y envejecimiento del asfalto.  En la inspección visual y diagnostico vial realizado al tramo en estudio, mediante el procedimiento PCI (Índice de condición del Pavimento), se concluyó que el estado actual del pavimento en la Entrada a la Ciudad de Chupaca, Av. Argentina, Av.24 de Junio, se encuentra en un estado REGULAR debido a un valor de PCI de 51, según

107

los rangos de clasificación anteriormente enunciados y confirmados al realizar un recorrido por la vía.  Debido al resultado de PCI de la vía y con su Diagnostico Regular, podemos indicar que el pavimento se encuentra en condiciones de circulación normal, pero que perjudican el tránsito de los vehículos, y no brinda un adecuado confort a los mismos y a los conductores y pasajeros.  Según la categoría de mantenimiento sugerido según condición actual de las vías, para un INDICE DE CONDICION DE PAVIMENTOS REGULAR, se debe de realizar un MANTENIMIENTO INTENSIVO.  El método PCI, se realiza para poder determinar las vías que requieren mantenimiento, rehabilitación, o cambio total de la vía, y así poder plantear los estudios siguientes con un buen análisis de costos y tiempo.

108

RECOMENDACIONES  Al obtener como resultado un Índice de Condición de Pavimento Regular, se recomienda realizar una Rehabilitación Integral de la Vía en estudio, ya que se necesita hacer que nuestra vía vuelva a tener las mismas o mejores condiciones de servicio que las que tenía cuando comenzó su vida útil.  Teniendo en cuenta el nivel de tráfico de la vía n estudio, se debe realizar un ensanche de vía de 2m. aproximadamente a cada lado correspondiente a la berma o plantear un mejoramiento de las bermas, para así evitar la presencia de grietas de borde.  Se debe plantear obras de drenaje, para evitar la colmatación y sedimentación a lo largo de la vía como son cunetas, Badenes, alcantarillas.  Realizar un buen proceso constructivo en la rehabilitación de la vía, para así evitar las fallas longitudinales y transversales.  Para una mayor precisión en los resultados se recomienda tomar todas las unidades de muestra en el cálculo del PCI.  Se recomienda un monitoreo continuo del PCI, que sirve para establecer el ritmo de deterioro del pavimento, a partir del cual se identifica con la debida anticipación las necesidades de rehabilitación y mantenimiento de la vía.  Es necesario utilizar equipo de seguridad en el trabajo de campo como son chalecos reflectantes, cascos, mascarillas, cintas de seguridad, ya que la inspección visual es un trabajo con peligro de transito constante y polvo.

109

BIBLIOGRAFÍA 1. ING. ALFONSO MONTEJO FONSECA,

Ingeniería de Pavimentos para

Carreteras. Tercera Edición. Colombia: Universidad Católica de Colombia; 2006. 2. ING. EDUARDO MBA LOZANO, ING. RICARDO TABARES GONZALES. Diagnóstico de vía existente y diseño de pavimento flexible mediante parámetros obtenidos del estudio en Fase I de la Vía acceso al Barrio Ciudadela del Café-Vía La Badea. [Monografía]. Colombia: Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ingeniería y Arquitectura especialización en Vías y Transportes; 2005. 3. ING. ESP. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA. Pavement Condition Index(PCI) Para Pavimentos Asfalticos y de Concreto en Carreteras. Colombia: Universidad nacional de Colombia; Febrero 2002. 4. TRADUCCIÓN ESPAÑOL. Norma ASTM 5340-98 Método de Evaluación del PCI. Setiembre 2004. 5. BETANZO QUEZADA, E. Y ZAVALA PELAYO, R. El Mantenimiento de Pavimentos en Vialidades Urbanas: El caso de la Zona Metropolitana de Querétaro (México). Ingeniería, revista Académica de la FI-UADY (México) 2008; 65-75, ISSN: 1665-529X. 6. SAÉZ ALVÁN, LUCIA DEL PILAR. Mantenimientos de Pavimentos flexibles de Aeropuertos Mediante Arboles de decisión para la Indagación de Estrategias de Mantenimiento. Santa Cruz de la Sierra – Bolivia: MANPAV; 2002.

110

7. DEL AGUILA, P.M. Proyecto de Rehabilitación de la Carretera Central, Sector Huayre-Huánuco, Estudio de Evaluación de la Rugosidad. Lima: Asociación EICAHOB Ingenieros Consultores; Octubre 1993. 8.

BOOZ-ALLEN&HAMILTON/BARRIGA DALL’ORTO/WILBUR SMITH. Manual de Identificación, Clasificación y Tratamientos de Fallas en pavimentos Urbanos. Distritos de Lima y Callao: Estudios de Transporte Urbano de la Municipalidad Metropolitana de Lima; Febrero 1999. Volumen VII.

9. PALPA-VALENCIA INGENIEROS S.A.C PAVING° S.A.C. Informe Técnico de Mecánica de Suelos Tratamiento Paisajístico y Drenaje Pluvial del ingreso a la Ciudad Chupaca, Av. Argentina-Av. 24 de Junio, Provincia de Chupaca-Junín. Chupaca; 2011. 10. MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. Manual de Diseño Geométrico para Carreteras DG-2001. Segunda Edición. Lima; 2001. 11. ING. VICTOR CHÁVEZ LOAIZA. Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas2005-VCHI. Cuarta Edición. Lima: Instituto de la Construcción y Gerencia; 2005. 12. ROBERTO HERNANDEZ SAMPIERI, CARLOS FERNÁNDEZ –COLLADO, PILAR BAPTISTA LUCIO, Metodología de la Investigación. Cuarta Edición. México: Mc Graw Hill; 2006. 13. HECTOR LUIS AVILA BARAY, Introducción a la Metodología de la Investigación. Edición Electrónica. México; 2006.

111

ANEXOS

112

MATRIZ DE CONSISTENCIA

113

ESTUDIOS REALIZADOS 

ESTUDIO DE AFORO VEHICULAR

114

HOJAS DE CÁLCULO 

CUADRO DE FALLAS



FICHAS DE RECOLECCION DE DATOS



FICHAS DE FALLAS, DENSIDAD Y VALORES DEDUCIDOS



CURVAS DE VALORES DEDUCIDOS



HOJA DE CALCULO DE PCI

115

CUADRO DE FALLAS

116

FICHAS DE RECOLECCION DE DATOS

117

FICHAS DE FALLAS, DENSIDAD Y VALORES DEDUCIDOS

118

CURVAS DE VALORES DEDUCIDOS

119

HOJA DE CALCULO DE PCI

120

PLANOS

121

RELACION DE PLANOS 1) LOCALIZACION Y UBICACIÓN…………………………….....L-01 2) TOPOGRAFICO..............................................................T-01 3) CLASIFICACION POR COMPONENTES………………..…...C-01 4) CLASIFICACION POR UNIDADES DE MUESTRA….…....UM-01 5) SECCIONES Y DETALLES DE PAVIMENTOS……………...S-01 6) EVALUACION DE PAVIMENTO………………………...……..E-01