Patologias en pavimentos

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO

Facultad de Ingeniería

Escuela Profesional de Ingeniería Civil y Ambiental

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:

PATOLOGIAS EN LOS PAVIMENTOS DEL DISTRITO DE LA VICTORIA-

CHICLAYO-PERU

AUTORES:

RIOJAS GALLARDO LARISA

PEREZ SANCHEZ LEYDI

OLIVERA MUNDACA ROSMERY

CHUMIOQUE UCEDA KEVIN

DELGADO DELGADO ANDY

FECHA:

CHICLAYO, MAYO DE 2016

I. INFORMACIÓN GENERAL

1. TITULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:

PATOLOGÍAS EN PAVIMENTOS DEL DISTRITO DE LA VICTORIA-

CHICLAYO-PERÚ

2. AUTORES:

RIOJAS GALLARDO LARISA

PEREZ SANCHEZ LEYDI

OLIVERA MUNDACA ROSMERY

CHUMIOQUE UCEDA KEVIN

3. DOCENTE:

AQUINO TRUJILLO, JURY YESENIA

4. TIPO DE INVESTIGACIÓN:

INVESTIGACION

EXPLICATIVA

5. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN:

Análisis y diseño de Ingeniería – Ambiental

6. LOCALIDAD E INSTITUCIÓN DONDE DESARROLLARÁ EL PROYECTO:

El proyecto se desarrollará en el distrito de la Victoria-Chiclayo,

Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo

7. DURACIÓN DEL PROYECTO:

8. PERÍODO QUE DURARÁ EL PROYECTO: 3 meses

9. FECHA DE INICIO: Abril 2016

FIRMA DEL AUTOR DEL PROYECTO:

1. FIRMA DEL ASESOR DEL PROYECTO:

2. FECHA DE PRESENTACIÓN

Ciclo académico 2016-I

II. PLAN DE INVESTIGACION

1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

1.1. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA

Desde que el hombre tuvo la necesidad de trasladarse de un lugar a otro, este se

ha preocupado por valerse de los medios que les proporcione rapidez y

comodidad creando el vehículo que lo transportara y el camino el que circule,

para el caso del transporte terrestre, es así que el problema de la Ingeniería civil

es la ejecución de obras de pavimentos que garanticen la posibilidad de

transporte. (Moreno 2015)

En los Estados Unidos, en 1920, se inició la investigación en el área de

pavimentos, con el fin de mejorar el diseño, el mantenimiento y la

construcción de carreteras. En 1959 y 1960, la American Association of state

Highway Officials AASHO, llevó a cabo varios estudios teóricos y empírico.

A partir de esta investigación se han desarrollado programas de

mantenimiento que aun en la actualidad se ejecutan, variando solo en su nivel

de detalles y formalidad, así como en el nivel de tecnología empleada, el cual

ha ido avanzando aceleradamente. (Sandoval 2012)

En el Perú las vías de comunicación más utilizadas dentro del territorio son las

terrestres. Dentro de estas se encuentran los caminos, carreteras, etc. Las

carreteras permiten optimizar los tiempos de recorrido de los vehículos debido

al diseño de capa de rodadura. Es así como un buen diseño de estas carreteras

es necesario para garantizar su correcto desempeño y durabilidad. (Arakaki

2014)

En el distrito La Victoria –Chiclayo actualmente se presentan problemas de

deterioro en las calles, causadas por la fatiga que sufren las capas asfálticas al

ser sometidas a las cargar repetidas del tránsito. Es de suma importancia

sistematizar a las fallas, detectar las causas que las producen y los

mecanismos requeridos para evitarlas y dar a conocer a todos los usuarios

soluciones para reducir o eliminar las patologías a edad temprana.

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Qué tipo de patologías existen en los Pavimentos del distrito de la Victoria-

Chiclayo y de qué manera podemos ayudar al mejoramiento de estas?

1.3. JUSTIFICACIÓN

CONVENIENCE:

El estudio del tema servirá a los habitantes del distrito la Victoria- Chiclayo

para tener conocimiento sobre los actuales problemas de patologías en

pavimentos que se están dando, además de analizar las diferentes variables

que lo ocasionan, Otorgar soluciones para la conservación y rehabilitación de

los mismos, al mínimo costo y con el más eficiente resultado posible. Y

plantear tipos de técnicas de reparación aplicadas en obras de pavimentación.

RELEVANCIA SOCIAL:

El desarrollo de la viabilidad del tránsito es una importante necesidad

nacional para romper el aislamiento de los pueblos, su integración es una

necesidad y una meta nacional desde el punto de vista social y económico

(Manual de Carreteras 2014).

Al conocer en qué estado se encuentran los pavimentos del distrito de la

Victoria en la actualidad se tomaran medidas frente a la situación.

Los beneficiados serán todos los habitantes del distrito ya que si se dan

soluciones o se previenen los problemas de patologías tendrán mejores

pavimentos, sin patologías, y de esta manera se evitarán accidentes, tráfico,

una ciudad contaminada, etc.

IMPLICACIONES PRÁCTICAS :

La evaluación de un pavimento a nivel mundial se realiza para obtener una serie de

indicadores de servicio a fin de alimentar un sistema de Gestión. Con el objetivo de

identificar los trabajos que requieran atención inmediata. (Bautista 2016)

Nuestros datos obtenido es campo ayudara a clasificar cada calle del distrito del

victoria como Muy buenas, Buenas, Regular, Mala, Muy malo, Intransitable, para así

tomar las medidas respectivas, y determinar qué tipo de rehabilitación necesita el

pavimento.

VALOR TEORICO:

Se analizan los problemas ocasionados en patologías de pavimentos para obtener un

resultado ya sea por su causa que se puede producir como falla en pavimento,

pudiendo evitar cualquier tipo de falla o deterioro en dicho pavimento.

Posteriormente se analiza los problemas con el fin de obtener parámetros por la cual se

pueda mejorar y prevenir los diseños existentes en pavimentos.

2. MARCO DE REFERENCIA:

2.1. Aspectos Generales

2.2. Definiciones

2.2.1 Patologías.

Labrador (2013) Indica que la patología de pavimento se define como el estudio sistemático

de los procesos y características de las “enfermedades” o los “defectos y daños” que puede

sufrir el concreto, sus causas, sus consecuencias y remedios.

2.2.2. Pavimentos:

El concreto puede sufrir, durante su vida, defectos o daños que alteran su estructura interna

y comportamiento. Algunos pueden ser congénitos por estar presentes desde su concepción

y/o construcción; otros pueden haberlo atacado durante alguna etapa de su vida útil; y otros

pueden ser consecuencia de accidentes. Los síntomas que indican que se está produciendo

daño en la estructura incluyen deterioros, ondulaciones, bacheos, hinchamientos, fisuras u

otros.

Labrador (2013) afirma que el hombre comenzó a vivir en comunidad y en asentamientos

estables, busco material y procesos constructivos para conseguir una pavimentación que

fuera confortable y duradera. Desde piedras naturales pasando por adoquines etc. han sido

muchos los tipos de materiales empleados en la pavimentación a lo largo de tiempo. Al

principio, los criterios eran fundamentalmente prácticos pero posteriormente fueron

completados con otros donde la belleza y el diseño fueron más relevantes.

Con la aparición del cemento fue posible la fabricación de piedra artificial como pavimento

con piezas de diversas formas y tamaños. La tecnología de la piedra artificial dio paso al

mosaico hidráulico antecedente del terrazo muy utilizado desde el último cuarto del siglo

XIX.

a) Pavimentos flexibles:

Consiste una carpeta asfáltica proporciona la superficie de rodamiento, las cargas de los

vehículos hacia las capas inferiores se distribuyen por medio de las características de

fricción y cohesión de las partículas de los materiales; y la carpeta asfáltica se pliega en

pequeñas deformaciones de las capas inferiores sin que su estructura se rompa.

(Gonzales 2016)

b) Pavimentos rígidos:

La superficie de rodamiento de un pavimento rígido es proporcionada por losas de

concreto hidráulica, las cuales distribuyen las cargas de los vehículos hacia las capas

inferiores por medio de toda la superficie de la losa y de las adyacentes, que trabajan en

conjunto con la que recibe directamente las cargas. Este tipo de pavimento no puede

plegarse a las deformaciones de las capas inferiores sin que se presente la falla

estructural. Aunque en teoría, las losas de concreto hidráulico pueden colocarse en forma

directa sobre la subrasante, es necesario construir una capa de sub-base para evitar que

los finos sean bombeados hacia la superficie de rodamiento al pasar los vehículos, lo

cual puede provocar fallas de esquina o de orilla en la losa (Gonzales 2016)

2.3. Construcción de los Pavimentos

2.3.1. Procesos constructivos

Base.

Rebolledo (2010) indica que la base es la capa situada debajo de la carpeta. Su

función es eminentemente ser resistente, absorbiendo la mayor parte de los

esfuerzos verticales y su rigidez o su resistencia a la deformación bajo las

solicitaciones repetidas del tránsito suele corresponder a la intensidad del tránsito

pesado. Así, para tránsito medio y ligero se emplean las tradicionales bases

granulares, pero para tránsito pesado se emplean ya materiales granulares tratados

con un cementante.

Subbase

Gonzalez y Huaman (2006) afirma que la sub base, es una capa que según el diseño

puede o no colocarse. Se apoya sobre la subrasante y los requisitos de calidad de los

materiales que la conforman son menos rigurosos, la razón de esto es que los

refuerzos verticales que se transmiten a través de las capas de pavimentos son

mayores en la superficie y van disminuyendo a medida que se profundizan. La sub

base es la capa de material seleccionado, más profunda de la estructura del

pavimento, razón por la que los materiales que la conforman cumplen requisitos

menos rigurosos.

Subrasante

Rebolledo (2010) esta capa debe ser capaz de resistir los esfuerzos que le son

transmitidos por el pavimento. Interviene en el diseño del espesor de las capas del

pavimento e influye en el comportamiento del pavimento. Proporciona en nivel

necesario para la subrasante y protege al pavimento conservando su integridad en

todo momento, aún en condiciones severas de humedad, proporcionando

condiciones de apoyo uniformes y permanentes.

2.3.2. Materiales

A. HORMIGÓN:

El hormigón ha experimentado una continua evolución a lo largo de la historia debido

siempre al material conglomerante que también ha ido variando a través del tiempo a los

áridos, aditivos etc. (Labrador 2013)

B. ASFALTO:

La palabra “asfalto” deriva del acadio lengua hablada en Acadia (Asiria en el valle de

Éufrates que significa “lo que hace caer”. El asfalto es uno de los materiales más antiguo

que el hombre ha utilizado (Labrador 2013).

El asfalto está compuesto por betún, finos minerales, es una sustancia negra, pegajosa,

sólida o semisólida según la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del

agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad. Se utiliza para el

revestimiento de carreteras (Labrador 2013).

C. TIERRA:

La tierra como material de construcción se ha empleado a lo largo de la historia por

todas las civilizaciones en pequeñas edificaciones, murallas, castillos, etc. Su uso en la

actualidad está limitado al no disponer de una normativa de aplicación, haciendo

imposible un estudio y clasificación correctos y delegando la predominancia a materiales

más estandarizados (Labrador 2013).

2.4. Daños en los pavimentos flexibles

a) Asentamiento transversal:

Son hundimientos en sentido perpendicular al eje de la vía.

b) Asentamiento Longitudinal:

Son hundimientos que se presentan principalmente a lo largo de las huellas debida a la

canalización del tránsito.

c) Abultamientos:

Protuberancias sucesivas de la superficie del pavimento.

d) Desplazamiento de borde:

Distorsiones y corrimientos de la capa asfáltica localizados en los bordes del pavimento.

e) Depresiones:

Hundimientos del pavimento, localizados generalmente en forma circular o semejante a

ella, sin pérdida de material.

2.4.1. Ondulaciones:

Es un daño caracterizado por la presencia de ondas en la superficie del

pavimento, generalmente perpendiculares a la dirección del tránsito, con longitudes

entre crestas usualmente menores a 1.0 m.

2.4.2. Fisuras:

En este tipo de falla la superficie del asfalto es dividida en bloques de forma más

o menos rectangular. Este deterioro difiere de la piel de cocodrilo en que este aparece

en áreas sometidas a carga.

2.4.3. Desprendimientos:

Son pérdidas de material que afectan pequeñas áreas del pavimento.

2.4.4. Bacheo:

Cavidad, normalmente redondeada, que se forma al desprenderse mezcla

asfáltica. Para considerarla como bache al menos una de sus dimensiones un mínimo

debe tener de 150 mm.

2.4.5. Hinchamiento:

Este levantamiento es debido a la saturación de agua en la subrasante e de alguna

otra capa de la estructura del pavimento.

2.5. Daños en pavimentos rígidos2.5.1. Deformaciones:

Es el movimiento localizado hacia arriba de la superficie del pavimento en zona

de juntas o fisura por lo general acompañado de una fragmentación.

2.5.2. Fisuras:

Fracturamiento que subdividen generalmente una porción de la losa en planos o bloque

pequeños del área inferior 1 metro cuadrado.

2.5.3. Otros daños:

Existen otros tipos de fallas por la cual no se presenta muy constante, por las cuales en

pocas veces encontramos fallas como la llamada malla de cocodrilo.

2.6. Equipo para la evaluación de pavimentos

En México, durante muchos años se realizó la evaluación de pavimentos mediante equipos

y herramientas tradicionales que determinaban resultados de forma puntal pero que

ocasionaban molestias a los usuarios de la red. Fue a partir del año 2000 que esto cambio

pues se comenzaron a utilizar equipos dotados de mejor tecnología y mayor eficiencia, por

lo cual se requirió actualizar la normativa, así como las técnicas de conservación y

rehabilitación de los caminos de todo el país.

La evaluación de un pavimento, se puede realizar mediante pruebas de tipo puntual y

continuo, siendo estas últimas las que recientemente se han fomentado en nuestro país pues

se pueden realizar de forma rápida y a velocidades de operación, obteniendo mayores

resultados de la red en poco tiempo sin embargo, en algunas zonas en las cuales se tiene la

necesidad de explorar un tramo pequeño, se continúan realizando evaluaciones con equipo

tradicional. (Gonzales 2016)

2.6.1. Equipo de Alto Rendimiento para el Levantamiento de Deterioros, Índice

Internacional de Rugosidad (IRI), Profundidad de Roderas (PR), Macrotextura

(MAC). Las innovaciones tecnológicas en el mundo, han permitido construir

equipos muy avanzados para la evaluación de pavimentos que permiten por

ejemplo: realizar un levantamiento de las condiciones de la superficie de

rodadura, recorriendo un tramo carretero a la velocidad de operación del

mismo.Tal es el caso del equipo denominado: “Gerpho” que obtiene el estado

superficial del pavimento a velocidad de operación o se puede utilizar un

vehículo configurando con los distintos equipos que existen para la evaluación

superficial del pavimento, denominándose vehículo “multifunción” el cual es

capaz de obtener levantamiento de deterioros. (Gonzales 2016)

2.6.2. Equipos tradicionales para la evaluación de profundidad de rodera y regularidad

superficial Cuando se deben realizar trabajos de evaluación de profundidad de

roderas en tramos cortos de carretera en México se utiliza la denominada “regla

de tres metros” la cual, es una regla metálica de aluminio con longitud de tres

metros, que se coloca en el sentido transversal de la carretera, midiendo la

depresión en la zona de mayor profundidad, con un micrómetro de vernier, en

centímetros con aproximación de un milímetro (Gonzales 2016)

2.6.3. Equipos para determinar la Capacidad Estructural de un Pavimento en el

Sitio

Para evaluar la capacidad estructural de un pavimento en México se utiliza el

“Deflectómetro de Impacto”, FWD (Falling Weight Deflectometer) o HWD

(Heavy Weight Deflectometer), el primer modelo consta de una placa de 300 mm

y se usa para realizar mediciones sobre autopistas mientras que el segundo

cuenta con una placa de 450 mm y se emplea en la evaluación sobre aeropistas.

En la actualidad, el Deflectómetro de Impacto se emplea en la evaluación de

pavimentos ya que es eficiente, económica y no afecta la estructura del

pavimento. Este sistema define la capacidad estructural del pavimento a través de

la “cuenca” de deflexiones generada mediante la puesta en marcha del dispositivo

que permite levantar masas determinadas y soltarlas en caída libre, generando

una onda por el impacto que es transmitida al pavimento. La placa de carga, en la

parte inferior del sistema, es capaz de distribuir uniformemente la carga sobre la

superficie del pavimento; además, permite la medición de las cargas y esfuerzos

aplicados sobre la superficie y debe ser resistente al agua y a los impactos durante

el desarrollo de los trabajos. (Gonzales 2016)

2.7. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓNLa evaluación de un pavimento tanto en nuestro país como a nivel mundial se realiza para

obtener una serie de indicadores de servicio, a fin de “alimentar” un Sistema de Gestión

que utilice una entidad privada o gubernamental para administrar una red, con el objetivo

de identificar los trabajos que requieren atención inmediata, así como la programación de

recursos.

Cuando la evaluación de un pavimento se realiza en un tramo específico se revisan sus

condiciones de servicio y su capacidad estructural, para formular medidas de conservación

que aumenten su nivel de servicio o corrijan alguna deficiencia.

Los principales indicadores del estado de un pavimento son: capacidad estructural,

comportamiento, deterioro, fricción, costos de mantenimiento y costos de operación, cada

uno de estos indicadores se comporta de manera diferente por lo que cada uno de ellos

alcanza un nivel de rechazo distinto respecto al tiempo, siendo la rehabilitación el factor

común que ayudará al pavimento a incrementar el ciclo de vida de la estructura, durante la

vida de diseño del pavimento estos factores alcanzarán más de una vez niveles de rechazo,

requiriéndose programar diversas acciones de rehabilitación que ayuden al pavimento a

seguir prestando un servicio cómodo para el usuario. (Gonzales 2016)

2.7.1. Índice de Servicio Actual (ISA)

El concepto de Índice de Servicio Actual o “Serviciabilidad” de un pavimento fue

introducido por la American Association of State Highway Officials (AASHO) en

el año de 1961, a partir de los resultados obtenidos de las investigación realizadas

en los tramos de pruebas construidos por dicho organismo con el objetivo de

conocer en escala real el comportamiento de los pavimentos.

La metodología empleada para la evaluación del ISA, consiste en reunir a un grupo

de personas que calificarán de acuerdo a su juicio el grado de confort y seguridad

que perciben al transitar por un camino, para ello el grupo deberá recorrer a la

velocidad de operación y en un mismo tipo de vehículo, el tramo a evaluar,

anotando su calificación por cada kilómetro recorrido, conforme la escala que se

indica a continuación:

Calificació

n

Nivel de

Servicio5 Muy bueno4 Bueno3 Regular2 Malo1 Muy malo0 Intransitable

2.8. CAUSAS QUE ORIGINAN PATOLOGÍAS

2.8.1. La repetición de la carga

Los principales agentes solicitantes de los pavimentos son las cargas generadas por el

tráfico y las condiciones ambientales a las que está expuesto el pavimento durante su

puesta en servicio. El tráfico solicitante es un factor de primera importancia a la hora

de determinar o predecir el daño en el tiempo que sufrirá un pavimento en un periodo

dado. Sin embargo, la caracterización de las solicitaciones producidas por el tráfico

sobre los pavimentos es bastante compleja, debido no solo a la variabilidad y

periodicidad de los vehículos que lo solicitan, sino también a las interacciones

vehículo-pavimento y velocidades de circulación que producen fenómenos con

solicitaciones adicionales a las propias cargas estáticas de los vehículos (Brown et al.,

2001). (Valdés, Pérez-Jiménez y Martínez 2012, 89)

2.8.2. Los agentes de clima

Las solicitaciones medioambientales tienen también una gran influencia en el

comportamiento mecánico del pavimento. La temperatura es considerada uno de los

agentes ambientales que influyen de manera directa en el comportamiento de los

pavimentos, modificando su rigidez, debido a las características termoplásticas del

material que constituye las capas asfálticas de los pavimentos flexibles. A medida que

aumenta la temperatura, las capas del pavimento asfáltico se vuelven menos rígidas y

cuando disminuye se incrementa la rigidez de estas capas (Roberts et al., 1996). Este

efecto se aprecia en mayor grado en las capas de rodadura, generando estados

tensionales de origen térmico que se superponen a los generados por la acción del

tráfico, lo que trae consigo un efecto en la durabilidad de la estructura (Pérez et al.,

2011). Sin embargo, a medida que la capa de mezcla se encuentra más profunda, como

es el caso de las capas de base de mezcla asfáltica, las tensiones térmicas tienen un

efecto despreciable en los estados tensionales del pavimento, influyendo la temperatura

prácticamente solo en la rigidez de la mezcla (Nesnas y Nunn, 2004). (Valdés, Pérez-

Jiménez y Martínez 2012, 89)

2.8.3. El peso propio de las capas

Consecuentemente el efecto de la matriz de áridos que conforma el esqueleto mineral

de las mezclas asfálticas tiene un papel importante en la respuesta mecánica de las

mezclas asfálticas frente a los fallos producidos por las solicitaciones de tráfico y

medioambientales. Existe una influencia directa de la granulometría utilizada en el

comportamiento del esqueleto mineral de las mezclas frente a las solicitaciones de

carga, puesto que de acuerdo a su granulometría, estas aportan a la mezcla una rigidez

diferente, y un comportamiento más o menos resistente a fallos por figuración

(Jagliardo, 2003, Myers et al., 1998). (Valdés, Pérez-Jiménez y Martínez 2012, 89)

2.9. SISTEMA DE GESTIÓN PARA LA CONSERVACIÓN Y

REHABILITACIÓN DE LOS PAVIMENTOS

2.9.1. Técnicas de reparación

A. Bacheo profundo

El bacheo profundo aislado consiste en la reposición de una porción de pavimento

asfáltico que presenta daños, como deformaciones y oquedades por

desprendimiento o desintegración, en zonas localizadas y relativamente

pequeñas, cuando las capas subyacentes del pavimento, se encuentran en

condiciones inestables o con exceso de agua, que para el caso, se consideran a

una profundidad de 30 cm, con carpeta de 10 cm de espesor.

B. Bacheo superficial

El bacheo superficial aislado consiste en la reposición de una porción de la

carpeta asfáltica que presenta daños, como oquedades por desprendimiento

o desintegración inicial de los agregados, en zonas localizadas y relativamente

pequeñas, cuando la base del pavimento, se encuentran en condiciones inestables

y sin exceso de agua. Para el caso, se tenderá una carpeta de 10 cm de espesor.

C. Sellado de grietas

Las grietas en aglomerados asfálticos producidas por retracciones en capas base

de ligantes hidráulicos, por fatiga en firmes de estructuras insuficientes, por

asientos en terraplenes o por juntas transversales/longitudinales originadas en las

operaciones de extendido de aglomerados asfálticos, se sellan mediante la

aplicación en caliente de másticos bituminosos a base de betunes modificados

con elastómeros tipo COMPOFIX. Con ellos se consigue la estanqueidad de las

grietas, evitando su posterior evolución, degradación y transmisión a nuevas

capas de rodadura.

D. Sellos bituminosos

Corresponden al recubrimiento de un pavimento con un riego asfáltico, ya sea

solo o combinado con algún agregado.

Los tipos de sellos más utilizados son:

- Riego de Neblina

- Lechada asfáltica

- Tratamiento superficial simple

Los sellos tipo Riego de Neblina se utilizan para rejuvenecer superficies que

presentan un cierto grado de envejecimiento (oxidación). Son especialmente

útiles para sellar fisuras y grietas pequeñas y para cuando se detecta una

insuficiencia de a asfalto en la dosificación de la mezcla asfáltica utilizada en la

construcción.

La Lechada Asfáltica puede suplir con éxito al riego de neblina, pero además

detiene el desgaste superficial y mejora la fricción entre el pavimento y el

neumático.

En tanto, los sellos tipo Tratamiento Superficial Simple sirven para sellar la

superficie y evitar el avance de algún deterioro de la primera superficie del

pavimento.

2.10. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

Los principios de diseño utilizados buscan obtener estructuras optimizando el costo,

la capacidad estructural, aspectos constructivos y durabilidad. Para lograr esta

optimización se busca:

Producir un balance estructural entre las capas de modo que las propiedades de cada

capa tengan relación con las tensiones específicas a las cuales están sometidas según

la profundidad de cada una.

Balancear la vida útil de las diferentes capas estructurales, otorgándole mayor vida

útil a las capas inferiores, dado que siempre es más fácil reforzar o reparar las capas

superiores.

Hacer uso de asfalto o cemento en el mejoramiento de aquellas capas que mejor

aprovechan las propiedades aglomerantes de estos materiales. Diseñar para un buen

comportamiento ante eventuales sobrecargas, es decir, que resistan las tensiones

máximas por sobrecargas con un 50% de confiabilidad.

Diseñar con una resistencia a la fatiga para un período medio entre 5 y 10 años.

Presentar varias alternativas de diseño que permitan optimizar el uso de materiales

locales.

2.10.1. Método AASHTO

Ha sido, sin duda alguna, la prueba de carreteras más completa de todas las

ejecutadas a la fecha. De la información que en ella se obtuvo se siguen

produciendo beneficios, ya que los últimos métodos de diseño se fundamentan en

los datos de campo de esta prueba.

Fue inicialmente conceptuada como una prueba similar a la de la WASHO, pero el

Comité Asesor designado para su programación (1951) decide ampliar sus

objetivos. Desde mediados de 1951 hasta diciembre de 1954 se realizan todas las

etapas de planificación -desde la selección del sitio hasta el establecimiento de

objetivos- y en abril de 1955 se inician los trabajos de topografía en la localización

futura de la prueba, y la preparación de planos y especificaciones. En agosto de

1956, cerca de Ottawa, en el Estado de Illinois, comienza la construcción de las

facilidades del proyecto, y en octubre del año 1958 se inicia la aplicación de las

cargas sobre los tramos del pavimento construido.

Dos años más tarde -en octubre de 1960- se concluye con la etapa de mediciones

en campo y se inicia el análisis de la información recogida a lo largo de la prueba.

A finales de 1962 -prácticamente 11 años después de decidida la realización de la

prueba AASHTO- se publican las primeras “Guías Provisionales para el Diseño de

Pavimentos”.

En el desarrollo de esta vía experimental trabajaron -entre profesionales, técnicos y

personal administrativo- más de 170 personas y 400 individuos de tropa

encargados de la operación de los camiones con los que se aplicaron las cargas. El

costo de la prueba (a valores de 1960) fue de aproximadamente 27,0 millones de

US$, distribuidos de la siguiente manera: 11,99 millones para la construcción de

pistas, 10,18 millones para operación e investigación, y 2,69 millones para los

gastos de personal técnico y de tropa; el resto del monto se dedicó a

administración, construcción de barracas, oficinas y laboratorios.

Se construyeron seis (6) circuitos, identificados del 1 al 6. El número 1 se destinó a

medir el efecto del clima y algunas cargas estáticas; el Nº 2 se sometió a cargas

livianas, y los Nº 3, 4, 5 y 6 se sometieron a diversas cargas pesadas. La Figura 2

muestra la planta típica de una de estos circuitos: la pista norte fue construida con

pavimento flexible y la sur con pavimento rígido. Cada una de las tangentes del

circuito, con una longitud aproximada a los 2.070 ml, se dividió en sectores de 30

ml de largo. Cada uno de ellos conformaba las “secciones de prueba”, y en cada

canal de una sección, a su vez, se aplicaban cargas diferentes.

Los objetivos básicos planteados para el desarrollo de esta prueba vial fueron:

a. Determinar las relaciones significativas entre el número de repeticiones de

cargas por ejes de diferentes magnitudes y configuraciones, y el comportamiento

de diferentes secciones de pavimentos -flexibles y rígidos- construidos sobre una

misma fundación pero sobre capas de sub-bases y bases de diversos tipos y

espesores.

b. Determinar los efectos significativos de diferentes cargas por eje, y cargas

totales, sobre los elementos estructurales de puentes de características conocidas.

El Experimento Vial de la AASHO 1‐5

c. Realizar estudios especiales referentes a hombrillos pavimentados, tipos de

bases, fatiga en pavimentos, tamaño y presión de inflado de los cauchos, vehículos

militares especiales, y correlacionar estos resultados con los obtenidos en la

investigación básica.

d. Obtener un registro de los recursos y materiales requeridos para mantener las

secciones de prueba en condiciones de ser ensayadas.

e. Desarrollar instrumentación, procedimientos de ensayo y laboratorio, datos,

gráficos, tablas y fórmulas que reflejarán las características de las diferentes

secciones de prueba y que pudieran ser útiles posteriormente en la evaluación de

las condiciones estructurales de un pavimento existente.

f. Determinar áreas que requiriesen estudios posteriores.

2.10.2. Método INVIAS

El método INVIAS está basado en una combinación de métodos y la teoría

fundamental de comportamiento de estructuras y materiales. Las cartas para la

determinación de los espesores de las estructuras se desarrollaron con base en el

Método AASHTO. El catalogo cubre los tipos de pavimentos, suelos, materiales que

actualmente se utilizan en el diseño y construcción de vías en el país.

El diseño considera condiciones ambientales como la temperatura media anual que

se puede presentar desde menos de 13 o hasta 30 °C y la precipitación media anual

que varía desde menos 2000 a mayor a 4000 mm; en el caso de la resistencia a la

subrasante se considera el valor promedio del suelo predominante en cada sector

homogéneo definido y establece diferentes un CBR mayor a 15%. El siguiente

parámetro que evalúa el Método INVIAS es el tránsito de diseño que corresponde al

número de ejes equivalente de 8.2 Ton en el carril de diseño durante el periodo de

diseño del pavimento que varía desde 0.5 E6 hasta 40 E6 el cual posteriormente para

garantizar una confiabilidad del 90% se mayora por 1.159, lo que nos brinda el

tránsito de diseño. Definida la región climática, la categoría de la subrasante y de

transito se determina de las síes (6) cartas de diseño que presenta el manual cual es

la que corresponde a estas características y se procede a observar los espesores de

las capas de pavimento recomendados. Categorías que inician desde suelos con CBR

menores a 3% que requieren la estabilización del suelo o el reemplazo parcial, o

hasta suelos con

2.10.3. Método del instituto de asfalto

El método del Instituto del Asfalto considera al pavimento como como un sistema

elástico multicapa (Capa de rodadura y base de concreto asfaltico, capa de rodadura

y bases con emulsiones asfálticas, así como capa de rodadura asfáltica con base y

subbase granulares), en los cuales se utilizan conceptos teóricos, experimentales,

resultados de ensayos de laboratorios y programas de computador que permiten

optimizar los espesores de la estructura de pavimento y el chequeo del cumplimiento

de los criterios de fatiga y ahuellamiento.

El dimensionamiento de la estructura de pavimento que se diseñe debe cumplir que

las deformaciones por tracción producidas en la fibra inferior de las capas asfálticas

y las deformaciones verticales por compresión en la parte superior de la subrasante

no superen los valores admisibles dados por el tránsito de diseño que debe soportar

la estructura para el periodo de servicio definido.

El primer parámetro a evaluar para el diseño es el Modulo Resiliente (Mr) el cual

cuantifica la capacidad de soporte de la subrasante y en este trabajo se utilizara

como 100 * CBR de cada tramo homogéneo, posteriormente se estima el número

acumulado de ejes simples equivalentes de 8.2 Ton, esperado en el carril de diseño

durante el periodo de diseño, posteriormente se calculan los módulos de la mezcla

asfáltica y de la capa granular donde se requiere conocer el tipo de asfalto a utilizar,

los espesores de la estructura de pavimento y la temperatura de la zona.

Posteriormente mediante el programa Weslease realiza el chequeo de por

ahuellameinto y fisuramiento de la estructura donde se verifica que los ejes

equivalentes de diseño no superen los admisibles.

Los métodos descritos anteriormente mencionan términos que a continuación se

describen para permitir claridad en el desarrollo de este trabajo, una estructura de

pavimento es un conjunto de capas superpuestas, normalmente carpeta asfáltica y

granulares, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y

adecuadamente compactados. Los materiales granulares son agregados naturales

clasificados o provenientes de la trituración de rocas o gravas usados para conformar

las capas de apoyo sobre las cuales se construye la carpeta asfáltica.

3. Hipótesis y variables 3.1. HIPOTESIS: Por ser de tipo descriptiva no hay Hipótesis.

3.2. NIVEL DE INVESTIGACION: Investigación Descriptiva.

TABLA DE

OPERACIONALIZACION DE VARIABLES

3.3. OBJETIVOS:

Objetivo General

“Determinar las patologías existentes en los pavimentos del distrito de la Victoria –

Chiclayo – Perú.

Objetivo Específicos:

Conocer los Tipos de Fallas existentes

Identificar los tipos de factores que producen las patologías.

Identificar qué tipos de métodos de rehabilitación son los más óptimos

4. Diseño metodológico:

VARIABLE INDICADORES

Patología de los

Pavimentos

- Deformaciones- Fisuras - Desprendimientos

-Hundimiento

4.1. TIPO DE ESTUDIO Y DISEÑO DE CONTRASTAClÓN DE HIPÓTESIS

La estrategia que vamos a emplear para el desarrollo del proyecto es:

El diseño no experimental:

Por qué no hemos construido ninguna situación, solo se observa situaciones ya

existentes.

Además en la investigación no se manipulara las variables ya que estas ya han

ocurrido

Diseño no experimental longitudinal:

La investigación que realizaremos se desarrollará en un tiempo determinado de

cuatro meses realizando visitas consecutivas al lugar donde estamos llevando a cabo

la investigación. De esta manera se realizara mediciones de variables dependientes e

independientes

4.2. POBLACIÓN, MUESTRA DE ESTUDIO y MUESTREO

POBLACIÓN

Para la presente Investigación el Universo está dado por la delimitación geográfica del Distrito

de La Victoria, que está ubicado al sur de la ciudad de Chiclayo, su relieve es llano y su

extensión territorial es de 32 Km².

MUESTRA

Se seleccionaran las diferentes calles y/o avenidas del Distrito La Victoria de la ciudad de

Chiclayo. Debiendo cumplir con las siguientes cualidades.

Participación de todas las calles.

Participación de todas las manzanas.

MUESTREO

Tablas de datos con resultados de cada patología.

4.3. MÉTODOS, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE

DATOS

Se utilizó la evaluación visual y toma de datos a través de Fichas Técnicas como instrumento de

recolección de datos en la muestra según el muestreo establecido.

La evaluación de la condición incluyo los siguientes aspectos.

Equipos:

- Wincha tajima para medir longitudes y las áreas de los daños.

- Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o

depresiones.

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

BibliografíaGonzales, José. «Evaluacion de pavimentos en la cancervacion de carretera en méxico.» 2016.Gonzalez, Silene, y Abel Huaman. DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS.

Lima, 2006.Labrador. manual de conservación de los pavimentos en la red viaria urbana. españa:

BELLISCO, 2013.—. manual de conservación de los pavimentos en la red viaria urbana. españa: BELLISCO,

2013.Labrador, Francisco Rama. manual de conservación de los pavimentos en la red viaria urbana.

españa: BELLISCO, 2013.Rebolledo, Ricardo Javier Miranda. Deterioros en Pavimentos Flexibles y Rigidos. Valdivia,

2010.Valdés, G., F Pérez-Jiménez, y A. Martínez. «Influencia de la temperatura y tipo de mezcla

asfáltica en el comportamiento a fatiga de los pavimentos flexibles.» Revista de la Construcción vol. 11, nº núm. 1 (2012): pp. 87-100.

6. ACTIVIDADES.

6.1. Cronograma de actividades:

Actividades

2016

Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Fase deplaneamiento:

RevisiónBibliográfica.

Elaboración delProyecto.

Presentación delProyecto.Fase deejecución:

Registro deDatos.

Recolección deDatos.

Procesamiento deInformación.

AnálisisEstadístico.

Fase de informey difusión:

6.2. Presupuesto:

ÍTEM DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD

COSTO UNITARIO

TOTAL

BIENES

MATERIALES DE ESCRITORIO

IMPRESIONES

UNIDAD 30 0.1 3

FOTOCOPIAS DE ARTICULOS

UNIDAD 250 0.05 12.5

SERVICIOS

MOVILIDAD LA VICTORIA-CHICLAYO

PASAJES 6 10 60

LLAMADAS TELEFONICAS

MINUTOS

50 0.5 25

INTERNET MES 4 70 280

LUZ ELECTRICA

MES 4 30 720

TOTAL S/.1,100.50

7. ANEXOS.

7.1. Encuesta:

Objetivo general:

Evaluar las condiciones y características de los pavimentos en el distrito de la

Victoria, así mismo determinar cómo afecta los pavimentos en mal estado a la

población

Objetivos específicos:

Determinar las fallas que se encuentras en los pavimentos.

Evaluar el estado de conservación de los pavimentos.

Proporcionar información sistemática y oportuna y servir de fuente de información

a instituciones públicas y privadas así como a investigadores interesados en temas

de los pavimentos

7.1.1. CARACTERISTICAS DE LA ENCUESTA

Tipo de encuesta: La Encuesta fue de derecho, es decir, la población de estudio estuvo constituida

por los residentes habituales del hogar (miembros permanentes del hogar).

Cobertura de la encuesta:

Cobertura Geográfica:La Encuesta se realizara en el distrito de la Victoria- Chiclayo -Lambayeque.

Cobertura temporal:La encuesta se efectuara en el mes junio del 2016, y los resultados obtenidos se

procesaran durante el mismo mes en el curso de Metodología del trabajo

intelectual de la Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo.

Cobertura temática:La Cobertura Temática de la investigación se centró en las variables demográficas

de los hogares. Los temas a investigar fue:

Estado de los pavimentos. Tipo de mantenimiento de los pavimentos.

Método de la entrevista:Se empleó el método de entrevista directa, la entrevista fue hecha por nosotros,

estudiantes de la carrera de ingeniería civil de la universidad Católica Santo Toribio

de Mogrobejo, los cuales visitamos las diferentes avenidas y calles del distrito de la

Victoria.

7.1.2. DISEÑO MUESTRAL:

Población bajo estudio:La población con la que se realizó el trabajo de investigación son los pavimentos del

distrito de la Victoria.

Con la finalidad de evaluar las características de los pavimentos.

Unidades de muestreo:La unidad muestral son los pavimentos ubicados en el distrito de la Victoria.

Tamaño muestral:El tamaño de la muestra será 100 personas de diferentes jirones y avenidas del

distrito de la Victoria.

Las calles a evaluar serán:

Av.Grau

Av. La Unión

Av. Los Amautas

TABLA DE RESULTADOS

CATALOGO DE DETERIOROS

DETERIORO

1. DETERIORO DE LA ESTRUCTURA1.1 Deformaciones

a) Baches

DESCRIPCIÓN Hundimiento local de la calzada, con agrietamiento y generalmente pérdida parcial de bloques de la capa de rodadura (carpeta).

IMAGEN O ASPECTO SUPERFICIAL

Fig.1.1 Bache de profundidad 4 cm.

EVALUACIÓN

●Proporción del área afectada respecto al área total en tramos de 100 m, con hundimiento mayor que 2 cm.LIGERO < 1 %

1 % < MEDIO < 10 %10 % < FUERTE

TIPO DE INTERVENCIÓN

LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento rutinario.Bacheo

MEDIO―Tratamiento aislado y nueva capa de rodadura (carpeta) para el refuerzo en el tramo afectado.

FUERTE―Recuperación de la capa de rodadura y base para estabilización en 15 ó 20 cm. Agregar nueva capa de

rodadura del espesor necesario.CAUSAS COMUNES

●Estructura inadecuada.●Defecto constructivo aislado.●Subdrenaje adecuado.

Fuente: CATALOGO DE DETERIOROS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES


DETERIORO

1. DETERIORO DE LA ESTRUCTURA1.2 Deformaciones

a) Roderas

DESCRIPCIÓN Deformación de perfil transversal por hundimiento a lo largo de las rodadas, con la aparición de cordones laterales a cada lado de la rodera


Fig.1.2 Rodera profundidad

1.5 a 2 cm.

Fig.1.2 Rodera profundidad0.5 a 1 cm.

EVALUACIÓN

●Profundidad máxima de la rodera, medida a partir de una regla colocada transversalmente cada 100 m o más.LIGERO < 2 cm LIGERO < 2 cm

2 cm < MEDIO < 4 cm 2 cm < MEDIO < 4 cm4 cm < FUERTE 4 cm < FUERTE


LIGERO―Aisladamente rellenar la rodera en mantenimiento rutinario LIGERO―Aisladamente rellenar la rodera en mantenimiento rutinario.

MEDIO―Rellenar la rodera en forma continua en mantenimientorutinario.

MEDIO―Rellenar la rodera en forma continúa en mantenimiento rutinario.

FUERTE―Fresar la capa de rodadura (carpeta) y sustituirla en labanda de circulación afectada.

FUERTE―Fresar la capa de rodadura (carpeta) y sustituirla en la banda deCirculación afectada.

CAUSAS COMUNES

●Uso de ligantes (asfalto) blandos.●Dosificación de ligante (asfalto) en exceso.●Uso de áridos (agregados) redondeados.●Compactación o calidad deficiente de la base.



DETERIORO

1. DETERIORO DE LA SUPERFICIE1.3 Desprendimientos

a) Perdida de Agregados

DESCRIPCIÓN Desprendimiento de agregados pétreos en superficie


Fig.1.3Desprendimiento de gran área ypoca profundidad.

Fig.1.3Desprendimiento en área pequeña pero gran profundidad.

EVALUACIÓN

●Los porcentajes respecto al área total, se evalúan en 100 m por banda de circulación.LIGERO < 5% LIGERO < 5%

5% < MEDIO < 30% 5% < MEDIO < 30%30% < FUERTE 30% < FUERTE


LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento rutinario.

LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento rutinario.MEDIO―Nuevo tratamiento superficial enmantenimiento periódico

MEDIO―Reposición del material perdido y tratamientosuperficial, en mantenimiento periódico.

FUERTE―Nuevo tratamiento superficial enmantenimiento periódico

FUERTE―Sobre capa asfáltica mayor >5 cm

CAUSAS COMUNES

●Esparcido irregular del ligante (asfalto)●Ligante inadecuado.●Agregado sucio con polvo adherido.●Lluvia durante el esparcido o antes del fraguado del ligante.●Agregado pétreo inadecuado.



DETERIORO

1. DETERIORO DE LA ESTRUCTURA1.5 Fisuras

a) Fisuras Transversales

DESCRIPCIÓN Rodadura transversal sensiblemente perpendicular al eje de la carretera, con abertura mayor de 3 mm.


Fig.1.5 Bache deprofundidad 4 cm.

EVALUACIÓN

●Número de grietas por tramos de 100 m.LIGERO < 2 grietas

2 grietas < MEDIO < 15 grietas10 % < FUERTE

TIPO DE INTERVENCIÓNLIGERO―Reparación en mantenimiento rutinario, calafateándolas.MEDIO―Reparación en mantenimiento rutinario, calafateándolas.

FUERTE―Sustitución de la capa de rodadura (carpeta) o recapedo (rencarpetado) con espesor suficiente.

CAUSAS COMUNES●Juntas transversales de construcción inadecuadamente trabajadas.●Gradiente térmico superior a 30° C.●Uso de ligantes muy duros.



DETERIORO

1. DETERIORO DE LA SUPERFICIE1.4 Hundimiento

DESCRIPCIÓN Desplazamiento del material asfaltico en dirección vertical.


Fig.1.4 Hundimiento aprox 6 cm.

EVALUACIÓN

●Los porcentajes respecto al área total, se evalúan en 100 m por banda de circulación.LIGERO < 5%

5% < MEDIO < 30%30% < FUERTE


LIGERO―Tratamiento aislado en mantenimiento preventivo.MEDIO―Nuevo tratamiento superficial en mantenimiento periódico

FUERTE―Nuevo tratamiento superficial en mantenimiento periódico

CAUSAS COMUNES ●Inadecuado relleno de zanjas abiertas para colocar instalaciones o equipamientos.●Compactación deficiente.


Patologias en pavimentos

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