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UNIVERSIDAD LOS ANGELES CHIMBOTE – INGENIERIA CIVIL-HUARAZFabio Leoncio Collazos Vizcarra 1
I NTRO DUCCIO N
La construcción de pavimentos intertrabados viene creciendo en forma acelerada a
nivel mundial -por cada segundo que pasa se colocan más de 1000 adoquines–1
debido a sus múltiples ventajas –desarrollo tecnológico, aporte en el diseño
arquitectónico y urbanístico, versatilidad, su alta capacidad de carga, etc.– y sus
diferentes aplicaciones –pavimentos para tráfico peatonal, liviano y pesado, etc.–2
Pero, los pavimentos no pueden estar exentos de alguna patología –falla o
deterioro–, puesto que ésta es un proceso que comienza inmediatamente después
de su construcción.3 Los deterioros pueden ser de origen estructural y/o funcional;
es decir, pueden afectar a uno o más componentes de la estructura o el
funcionamiento de la vía. Aunque, una falla estructural no siempre implica una falla
funcional. P. e. el simple fracturamiento de la capa de rodadura del pavimento (sin
pérdida de adoquines) no afecta en su funcionamiento. Las causas son las
solicitaciones externas producidas por el tráfico y los agentes climáticos, y de una
serie de factores que van desde el diseño original hasta la calidad del proceso
constructivo.4
Entonces, es necesario realizar las gestiones de mantenimiento rutinario, periódico
o rehabilitación, que permitan prolongar la vida útil del pavimento. Pero, tales
gestiones se deberán realizar con base en los correspondientes estudios. Estas
pueden ser: las evaluaciones funcionales y estructurales.
Es así que surge la necesidad de conocer el estado actual del pavimento
intertrabado en el tramo urbano de la localidad de Pariacoto (km 55 + 470-km 56 +
480) de la carretera Casma-Huaraz. Este tramo forma parte del Estudio definitivo de
ingeniería para la rehabilitación y mejoramiento de la carretera Casma-Cruz Punta-
Pariacoto, sector: Cruz Punta-Pariacoto (km 27+980-km 56+480), terminado en
agosto de 2007.
En los trabajos de evaluación realizados se observó un pavimento intertrabado con
adoquines de concreto tipo III (NTP 399.611 referidos en el RNE, norma CE 010
Pavimentos urbanos-2010) en toda su longitud, sometido a un intenso tránsito de
1 HERRERA, Claudio; HERNANDEZ, Marcelo; GORDILLO, Timoteo. Pavimentos intertrabados de adoquines de hormigón
generan empleo en la Patagonia y otras regiones, p. 1.2
HOLCIM GROUP. Productos de concreto S.A. Adoquines de concreto, p. 5.3
THENOUX Z., Guillermo; CARRILLO O., Héctor; HALLES A., Felipe. Filosofía y conceptos para la gestión de mantenimiento depavimentos asfálticos.4
Idem, p. 3.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 2
vehículos pesados; entre los cuales los vehículos que transportan agregados para
la carretera Casma-Huaraz, del tramo subsiguiente: Sector Pariacoto-Yupash, en
ejecución.
Para el presente estudio se ha elegido la evaluación superficial visual de los
deterioros del pavimento –parte de una evaluación funcional–, a nivel de proyecto,
para lo cual se utilizará el índice de condición del pavimento; que es un método de
fácil implementación y no requiere de herramientas especializadas y es reconocido
internacionalmente.
El objetivo es evaluar las patologías del pavimento intertrabado en el tramo urbano
de Pariacoto (km 55+470-km 56+480) de la carretera Casma-Huaraz mediante el
índice de condición del pavimento en marzo de 2011.
La metodología seguida para el presente estudio está basada en el estudio
realizado en Colombia por Higuera y Pacheco (2010),5 quienes evalúan 5 clases y
14 tipos de deterioros (patologías) de los pavimentos articulados (o intertrabados),
mediante el índice de condición del pavimento, ICP. Para lo cual inicialmente
clasifica los deterioros según su origen estructural y funcional, y obtiene los índices
para cada uno de estos parámetros, con los que finalmente calcula el ICP.
El presente estudio será de utilidad metodológica, contribuirá a tomar las acciones
de mantenimiento de manera oportuna y permitirá establecer el nivel de servicio de
la vía.
Una vez realizada la inspección se encontró nueve (9) patologías o deterioros, con
predominancia de las depresiones y los ahuellamientos.
Y, el valor del índice de condición del pavimento ICP, para el tramo urbano de
Pariacoto (km 55+470-km 56+480) es 4, que corresponde a un nivel de servicio
Bueno.
5 HIGUERA SANDOVAL, Carlos y PACHECO MERCHAN, Oscar. Patología de pavimentos articulados. Utilizada como guía para
el presente trabajo.
Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 3
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1. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1 PROBLEMA
En la actualidad se observa una serie de patologías o deterioros (ahuellamientos,
depresiones, fracturamientos) en el pavimento intertrabado del tramo Pariacoto (km
55+470-km 56+480) de la carretera Casma-Huaraz (348.7 km), el cual se ha
previsto evaluar mediante el método del índice de condición de pavimento.
El pavimento intertrabado corresponde al tramo de la vía urbana que atraviesa la
localidad de Pariacoto y forma parte de la carretera Casma-Huaraz, la cual es
clasificada por su función como red vial secundaria o carretera de la red vial
departamental o regional.6 Cubre la Av. Gabriel Ramos (desde la Institución
Educativa Pariacoto) y los jirones Gonzalo Salazar y Miguel Zbigniew (puente), en
un área de 7383.3 m2; cuya longitud y ancho promedio es de 1010 m y 7.00 m,
respectivamente. Se extiende entre las coordenadas de 9° 34’ 23” y 9° 34’ 28”
latitud sur y 77° 53’ 39” y 77° 53’ 35” longitud oeste, y entre las altitudes de 1232.0
msnm y 1247.7 msnm.
Se debe indicar que Pariacoto es la capital del distrito con el mismo nombre, y
pertenece a la provincia de Huaraz, departamento de Ancash. Presenta un clima
suave (templado) ─muy favorable para los pavimentos intertrabados─ con
temperatura media de 22 ºC y una precipitación total anual de 102 mm (aprox.). La
población distrital es de 4248 hbtts. y tiene una densidad poblacional de 26.1
hbtts/km2.
La obra tiene 43 meses de funcionamiento. Fue construida en dos años, entre
agosto-2005 y agosto-2007, por una empresa privada ─encargada de la
construcción del sector Cruz Punta-Pariacoto (puente)─. El pavimento es de
adoquines intertrabados de concreto de tipo III, de 20cmx10cmx8cm, recomendado
para tránsito vehicular pesado, patios industriales y de contenedores ─NTP 399.611
referidos en el RNE, norma CE 010 Pavimentos urbanos-2010─, que forman una
trama del tipo espina de pez a 90°. Y, si bien, el período de diseño para los
pavimentos intertrabados es de 20 años,7 la duración de éste puede ser menor;
puesto que, terminada la construcción de la carretera Casma-Huaraz en los
6 MTC. DGCF. Manual de diseño de carreteras pavimentadas de bajo volumen de tránsito, p. 42.
7 RNE CE 010 Pavimentos urbanos, p. 43.
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próximos años, el tránsito será más intenso, y el tramo adoquinado de Pariacoto
también estará sometido a mayor presión; por lo que se trata de prevenir los
posibles daños del pavimento.
Los pavimentos de adoquines crecen en todo mundo en forma sostenida, y hoy se
puede afirmar que en cada segundo son colocados más de 1000 adoquines. Una
parte de los mismos tiene como destino los 6.5 millones de m2 colocados en puertos
y patios de carga, y otros constituyen 1.2 millones de m2 colocados en aeropuertos,
cantidad equivalente a 10000 cuadras.8
A nivel local se observa gran cantidad de obras de pavimentos intertrabados con
adoquines de concreto, en calles y avenidas, y para el tránsito vehicular liviano y
pesado.
Pero las obras no están exentas de las patologías o los deterioros –localizadas o
generalizadas–, estos comienzan inmediatamente después de su construcción; ya
sea debido a las solicitaciones del tráfico, las acciones climáticas, la calidad de
materiales, la incompetencia del personal, etc.9
En términos generales, el problema son las patologías en el pavimento intertrabado;
y como todo problema, las patologías tienen sus causas y sus efectos; pero,
asimismo sus soluciones.
Las causas son las solicitaciones externas producidas por el tráfico y los agentes
climáticos, y de una serie de factores que van desde el diseño original hasta la
calidad del proceso constructivo; asimismo, la incompetencia del personal, etc.
Los efectos son el nivel de servicio, desde malo hasta muy malo; nivel de servicio
entendido como serviciabilidad de una vía o habilidad de un pavimento para servir a
los tipos de solicitaciones (estáticas o dinámicas) para los que han sido diseñados.
Las soluciones hacen referencia a la necesaria e indispensable gestión de
mantenimiento, rutinario, periódico y rehabilitación, para tomar las acciones para
prolongar la vida útil del pavimento. La gestión se realiza mediante estudios de
evaluación de los pavimentos. Tanto a nivel de proyecto como a nivel de red. A su
vez, las evaluaciones pueden ser funcionales o estructurales, o ambas.
8 HERRERA, Claudio; HERNANDEZ, Marcelo; GORDILLO, Timoteo. Op. cit., p. 1.
9 THENOUX Z., Guillermo; CARRILLO O., Héctor; HALLES A., Felipe. Op. cit., p. 3.
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Las evaluaciones superficiales visuales forman parte de las evaluaciones
funcionales. Y, para efectuar las evaluaciones superficiales se cuenta con varios
métodos. Entre otros los métodos se tiene el índice de condición del pavimento
(PCI) y la metodología francesa VIZIR, de los cuales el primero es uno de los
métodos de fácil implementación y no requiere de herramientas y equipos
especializados para su evaluación.
Es así que se plantea la evaluación de las patologías del pavimento intertrabado en
el tramo urbano de Pariacoto (km 55+470-km 56+480) de la carretera Casma-
Huaraz mediante el índice de condición del pavimento, en marzo de 2011.
Para lo cual se contó con una guía propuesta por Higuera y Pacheco (2010),
acerca de la evaluación de las patologías de los pavimentos articulados mediante el
índice de condición del pavimento, ICP, en Colombia. La guía mencionada ha sido
complementa con los manuales de pavimentos flexibles y rígidos de Vásquez
(2002).
Foto 1.1. Entrada a la zona urbana de Pariacoto. Av. Gabriel Ramos, km 55+470. El punto de inicio del pavimento intertrabado es el punto medio del extremo del rompevelocidades de concreto de color amarillo.
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Foto 1.2. Salida de la localidad de Pariacoto, Jr. Miguel Zbigniew, Puente, km 56+480. Punto final del pavimento intertrabado, a unos metros del puente.
Foto 1.3. El pavimento intertrabado es intensamente transitada por vehículos pesados.
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1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
1.2.1 OBJETIVOS GENERALES
1.- Evaluar las patologías del pavimento intertrabado en el tramo urbano de
Pariacoto (km 55+470-km 56+480) de la carretera Casma-Huaraz mediante el
índice de condición del pavimento, en marzo de 2011.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.- Cuantificar los deterioros que afectan los parámetros estructurales del
pavimento intertrabado en el tramo urbano de Pariacoto (km 55+470-km 56+480)
de la carretera Casma-Huaraz mediante el índice de condición estructural ICE del
pavimento.
2.- Cuantificar los deterioros que afectan los parámetros funcionales del
pavimento intertrabado en el tramo urbano de Pariacoto (km 55+470-km 56+480)
de la carretera Casma-Huaraz mediante el índice de condición funcional ICF del
pavimento.
3.- Calcular el índice de condición de pavimento ICP del pavimento intertrabado
en el tramo urbano de Pariacoto (km 55+470-km 56+480) de la carretera Casma-
Huaraz en función del ICE y el ICF.
1.3 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION
La presente investigación se justifica porque:
1.- Contribuirá a prevenir los daños y deterioros del pavimento indicado, y a tomar las
medidas de acción de manera oportuna: 1) mantenimiento rutinario y periódico, 2)
mejoramiento de los sistemas de evacuación de aguas pluviales.
2.- Permitirá establecer el nivel de servicio de un tramo urbano que corresponde a la
carretera Casma-Huaraz, que es de importancia regional.
3.- Se puede utilizar como una guía de referencia para evaluar pavimentos
intertrabados, si bien existen múltiples trabajos de evaluación de patologías de
pavimentos de asfalto y de concreto, no se conocen ─a nivel local─ las evaluaciones
de patologías que tratan sobre vías con pavimentos intertrabados.
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2. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL
2.1 ANTECEDENTES
2.1.1 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Es muy escasa la información sobre evaluación de patologías (o deterioros) de
pavimentos intertrabados o articulados mediante el índice de condición del
pavimento; es así que se ha encontrado un solo artículo referido al tema; que
además ha sido complementado con los manuales para pavimentos flexibles y
rígidos, que definen el número y distribución de las unidades de muestreo.
Vásquez (2002), presenta un procedimiento para obtener el número y la
distribución de las unidades de muestreo, que se explican en 3.6.1.2 y 3.6.1.3
Etapa 1: Trabajos previos (Procedimientos) del presente estudio.
Higuera y Pacheco (2010), propone una guía para realizar la evaluación de las
patologías (deterioros) de los pavimentos articulados, mediante el índice de
condición del pavimento, en Colombia. Y, sobre el tamaño de la sección de gestión,
utiliza una longitud de 100 m y un ancho de 10 m; es decir, un área de 1000 m2,
que se explica en 3.6.1.1.
La guía incluye un catálogo de daños típicos de los pavimentos articulados
(intertrabados), donde muestra cinco (5) clases y catorce (14) tipos de deterioros,
con los que se realiza la identificación (e inventario) de deterioros, mediante una
inspección visual -según el tipo, cantidad y severidad del daño-; un cuadro para la
clasificación o identificación de los deterioros, según su origen funcional o
estructural; y la metodología para realizar el cálculo del índice de condición del
pavimento, en función del índice de condición estructural y el índice de condición
funcional. La guía muestra la aplicación de la metodología mediante un ejemplo con
datos de campo.
2.1.2 ANTECEDENTES DE OTRAS INVESTIGACIONES
2.1.2.1 A NIVEL INTERNACIONAL
En el mundo es muy escasa la literatura sobre la evaluación de patologías (o
deterioros) de pavimentos intertrabados o articulados mediante el índice de
condición del pavimento; es así que se ha encontrado un solo artículo referido al
tema; que además ha sido complementado con los estudios previos que definen el
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número y el tamaño de las unidades de muestreo, extraídos de los manuales para
pavimentos flexibles y rígidos.
Según Cerón (2006) en su estudio que tiene como objetivo evaluar y comparar la
aplicación de metodologías VIZIR y PCI sobre el tramo de vía con pavimento
flexible y rígido de la carrera 19, entre el museo Quimbaya – CRQ Armenia
Quindío (Pr 00+000-Pr 02+600), encontró que el PCI y el VIZIR son métodos de
fácil aplicación y que se utilizan en la evaluación de daños de los pavimentos, y
con resultados similares.
En el manual del Instituto Venezolano del Asfalto (INVEAS), presentado por
Corrós, Urbáez, Corredor (2009), entre otros temas, se describen las distintas
fallas que afectan la condición del pavimento flexible destacando sus orígenes
(funcional o estructural), magnitud y severidad; y una metodología para determinar
el índice de condición del pavimento (PCI) de uso reconocido a nivel internacional.
Cabe destacar que, de las 19 fallas que se utilizan para pavimentos flexibles, se
reducen solo a 14 fallas, que son las que en Venezuela se utilizan comúnmente.
2.1.2.2 A NIVEL NACIONAL
A nivel nacional, no se han encontrado estudios sobre el tema precisamente; pero
sí algunas evaluaciones superficiales de pavimentos flexibles y rígidos mediante el
índice de condición del pavimento (PCI), que se pueden utilizar como referencia.
Booz, Barriga, Smith (1999) presentan un conjunto de técnicas y procedimientos
prácticos y sencillos, para facilitar la implementación de los programas y la
aplicación de los conceptos modernos de mantenimiento vial y de la rehabilitación
de pavimentos urbanos. Para tal efecto, se delineó una metodología, para la
evaluación superficial de los pavimentos, de manera de conocer la condición de
conservación de los pavimentos, del área materia de estudio.
En resumen, el procedimiento seguido en el presente manual, parte de la
identificación de la falla y del tipo de pavimento donde se presenta la falla, sea
pavimentos flexibles y mixtos de una parte ó, pavimentos rígidos; luego se analiza
y registra la falla según sus características propias, describiendo sus
manifestaciones y/o efectos sobre los pavimentos, indicando las probables causas
del deterioro con la finalidad de tomar las previsiones y correcciones necesarias.
Seguidamente se determina y califica la falla según sus niveles de severidad en
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nivel bajo, moderado y alto, según densidad o extensión del deterioro observado.
Finalmente, tomando como referencia una planilla guía e información
complementaria, se definen los tratamientos adecuados para cada clase de falla,
sean estos de parchado, sellado, recapado, etc. que deberían adoptarse y
aplicarse, para la recuperación de la transitabilidad de cualquier vía o conjunto de
vías del área urbana o metropolitana que así lo requiera.
Llosa (2006) en su tesis “Propuesta alternativa para la distribución racional del
presupuesto anual municipal para el mantenimiento y rehabilitación de
pavimentos: (aplicación: Municipio de La Molina)”, que tiene por objeto desarrollar
la evaluación superficial de los pavimentos flexibles en el municipio de La Molina,
sugiriendo una metodología racional que permita evaluar las vías periódicamente
y de esta manera estructurar un plan de desarrollo técnico y económico para su
rehabilitación o mantenimiento; para realizar la evaluación superficial se utilizó el
método del índice de condición del pavimento (PCI). Entre otras conclusiones
considera que el tiempo de servicio de los pavimentos depende de los trabajos de
rehabilitación tanto del tipo superficial (funcional) como estructural. También, un
mantenimiento adecuado y una buena práctica de limpieza mejoran la
serviciabilidad del pavimento e incrementa su vida útil.
El MTC (2009) realizó la evaluación de la autopista Ramiro Prialé (km 00+000-km
10+000) con fines de elaboración de expediente técnico para trabajos de
mantenimiento periódico. Donde uno de los objetivos fue determinar el estado
superficial de la vía mediante el índice de condición del pavimento (PCI). El
estudio se realizó con la finalidad de determinar y cuantificar el tipo de fisuras o
fallas existentes, en una vía asfaltada, empleándose método indicado. Entre los
resultados de la evaluación se estableció que la superficie de rodadura se
presenta en diferentes estados, el PCI varía entre 29 y 97; es decir, desde
algunos tramos y/o sectores con manifestaciones de deterioro (agrietamientos),
hasta otros en excelente estado.
2.2 BASES TEORICAS DE LA INVESTIGACION
2.2.1 PAVIMENTO
Estructura compuesta por capas que apoya en toda su superficie sobre el terreno
preparado para soportarla durante un lapso denominado período de diseño y dentro
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de un rango de serviciabilidad. Esta definición incluye pistas, estacionamientos,
aceras o veredas, pasajes peatonales y ciclovías.10
2.2.1.1 CLASIFICACION DE PAVIMENTOS
Por la manera en que transmiten las cargas a la subrasante.11
a. Pavimentos flexibles (Pavimentos asfálticos)
Clasificación por comportamiento de los pavimentos con superficie asfáltica en
cualquiera de sus formas o modalidades (concreto asfáltico mezcla en caliente,
concreto asfáltico mezcla en frío, mortero asfáltico, tratamiento asfáltico,
micropavimento, etc.), compuesto por una o más capas de mezclas asfálticas
que pueden o no apoyarse sobre una base y una sub base granulares. El
pavimento asfáltico de espesor total (full-depth®), es el nombre patentado por
el Instituto del Asfalto, para referirse a los pavimentos de concreto asfáltico
construidos directamente sobre la sub-rasante.
b. Pavimentos rígidos (de concreto hidráulico).
Clasificación por comportamiento de los pavimentos de concreto de cemento
hidráulico en cualquiera de sus formas o modalidades (losas de concreto
simple con juntas, losas de concreto reforzado con juntas, suelo-cemento,
concreto compactado con rodillo, etc.).
c. Pavimentos semiflexibles (intertrabados).
La terminología es muy variada sobre la nomenclatura. Algunos lo denominan
pavimentos articulados y otros pavimentos intertrabados. Incluso otros hacen la
diferencia entre el uno y el otro. Aquí se utilizará la segunda denominación. Y,
hace referencia a los pavimentos intertrabados de adoquines de concreto (o
como dicen otros pavimentos de adoquines intertrabados).
Pavimento cuya capa de rodadura estuvo tradicionalmente conformada por
unidades de piedra, madera o arcilla cocida. En la actualidad se utilizan
unidades de concreto colocadas sobre una capa de arena, rellenando los
espacios entre ellas con arena, para proveerles de trabazón. De la misma
10 RNE. CE 010 Pavimentos urbanos, p. 43.
11 Idem, p. 44.
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manera que los pavimentos asfálticos tienen una base y además pueden tener
una sub-base. Su comportamiento se puede considerar como semiflexible.
Los p a v i m e n t os a rt i cu l a d o s (i nt e r t r a b a d o s ) están compuestas por una capa de
rodamiento conformada por elementos uniformes macizos de hormigón de alta
resistencia denominados "bloques", que se colocan en yuxtaposición adosados y
que debido al contacto lateral permiten una transferencia de cargas por fricción
desde el elemento que la recibe hacia todos sus adyacentes, trabajando
solidariamente y con posibilidad de desmontaje individual.12
c.1. Estructura de los pavimentos intertrabados13
Los pavimentos están constituidos por lo general por cuatro capas, las cuales
tienen como función transmitir las cargas del tráfico al terreno natural, así:
1) Subrasante o base de explanación.
2) Subbase.
3) Base.
4) Capa de rodadura.
5) Confinamientos.
1) Subrasant e
Es el terreno natural que resulta del movimiento de tierra.
La función básica de la subrasante es la absorción de las cargas que le
transmite el pavimento; por eso su capacidad portante es un elemento
primordial a determinar dentro de las características de éste.
2) Subbase
Se realiza extendiendo el material y compactándolo repetidamente en capas
no superiores a 15 cm. La subbase estará compuesta por material libre de
materia orgánica y tendrá el mismo perfil y niveles del terminado del piso de
acuerdo con las pendientes previstas.
Es aconsejable la utilización de una subbase granular cuando el adoquinado
va a soportar tráfico pesado.
12 MONTEJO FONSECA, Alfonso. Ingeniería de pavimentos, fundamentos, estudios básicos y diseño, p. 7.
13 RNE. Op. Cit., pp. 78-79.
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La función básica de la subrasante es la absorción de las cargas que le
transmite el pavimento; por eso su capacidad portante es un elemento
primordial a determinar dentro de las características de éste.
3) Base
La base se extenderá directamente sobre la subrasante o sobre la subbase
dependiendo de lo previsto en el proyecto y especificado en los planos. La
cara superior de ésta no deberá tener variaciones superiores a 10 mm y debe
llegar hasta el borde de confinamiento. Para la construcción de bases
granulares, será obligatorio el empleo de un material agregado que contenga
una fracción producto de trituración mecánica.
Las partículas de los agregados deben ser duras, resistentes y durables, sin
exceso de partículas planas, blandas o desintegrables y sin materia orgánica
u otras sustancias perjudiciales. Sus condiciones de limpieza dependerán del
uso que se vaya a dar al material.
Los niveles de la base deben ser perfectamente paralelos al acabado de la
vía y sus pendientes son las mismas que tiene el pavimento terminado, con el
fin de tener espesor constante en la capa de rodadura.
4) Capa de rodadura
Cama de arena (capa de soporte). La capa o cama de arena sobre la
superficie de la base debe estar perfectamente compactada y nivelada, ya
que cualquier ondulación o irregularidad de ésta será reflejada
posteriormente en la superficie del pavimento a través del tiempo. La arena
que se extienda deberá estar seca, lavada, no contener sales ni minerales
solubles, nivelada mediante una regla en forma manual deslizada sobre
guías de caños redondos. En este estado deberá permanecer hasta la
colocación del pavimento completando cualquier cavidad que quede, con
arena.
El espesor de la cama de arena no deberá ser mayor a 40 mm ni menor de
25 mm después de la compactación de los adoquines intertrabados de
concreto. La cama de arena deberá tener la graduación mostrada en la
Tabla. No se debe usar arena proveniente del triturado, ni polvo de piedra.
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Cuadro 2.1: Granulometría de la Arena de Sello ASTM C144Tamaño de tamiz % pasante9,5 mm (3/8”)4,75 mm (Nº 4)2,36 mm (Nº 8)1,18 mm (Nº 16)600 m (Nº 30)300 m (Nº 50)150 m (Nº 100)75 m (Nº 200)
10095 - 10085 - 10050 - 8525 - 6010 - 3002 - 1000 - 01
Fuente: RNE. CE 010 Pavimentos urbanos. 2010.
Adoquines. Se colocarán los adoquines acorde con el patrón indicado en
planos (p. e. espina de pez). A noventa grados o cuarenta y cinco grados
puede ser especificado para todo tipo de calles y son los aconsejados ya
que resisten satisfactoriamente cargas de frenado y aceleración de
vehículos. Las juntas entre adoquines podrá ser aproximadamente de 1,5 a
3 mm; algunos adoquines son hechos con salientes laterales, que
automáticamente al ser colocado con el pavimento adyacente forme el
ancho de junta necesario para que entre la arena de barrido. Se generarán
espacios irregulares, ya sea como arranque en la colocación, bordes con
contenciones, bordes de bocas de accesos o tapas diversas, estos serán
completados con pavimentos cortados mediante disco diamantado con la
medida exacta que el espacio lo requiera. Con el pavimento ya colocado,
se harán dos pasadas de plancha vibratoria.
Cuadro 2.2: Adoquines – Requisitos NTP 399.611Tipo Uso
I Adoquines para pavimentos de uso peatonalII Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligero
IIIAdoquines para tránsito vehicular pesado, patiosindustriales y de contenedores
Fuente: RNE. CE 010 Pavimentos urbanos. 2010.
Cuadro 2.3: Resistencia a la CompresiónTipo Espesor (mm) Promedio (MPa) Mínimo (MPa)
I40 31 2860 31 28
II60 41 3780 37 33
III100 35 32>80 35 50
Fuente: RNE. CE 010 Pavimentos urbanos. 2010.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 15
Arena de sello. La arena para el sellado de las juntas entre adoquines
intertrabados proporciona trabazón vertical y transferencia de corte debido
a las cargas. Ella puede ser ligeramente más fina que la cama de arena.
La gradación de este material puede tener un máximo de 100% pasando la
malla Nº 16 (1,18 mm) y no más de 10% pasando la malla Nº 200 (75 µm).
Cuadro 2.4: Granulometría de la Arena de Sello ASTM C144Tamaño de tamiz % pasante4,75 mm (Nº 4)2,36 mm (Nº 8)1,18 mm (Nº 16)600 m (Nº 30)300 m (Nº 50)150 m (Nº 100)75 m (Nº 200)
10095 - 10070 - 10040 - 7520 - 4010 - 2500 - 10
Fuente: RNE. CE 010 Pavimentos urbanos. 2010.
5) Confinamientos 14
Son elementos complementarios que limitan todo pavimento intertrabado y
son esenciales para su performance. Estos proporcionan resistencia lateral al
pavimento para que éstos, bajo la acción de una carga, como frenadas,
aceleraciones o cualquier descomposición horizontal de una fuerza, tengan
un movimiento lateral nulo.
C o n f i n a m i e n t os e x t ern o s . El confinamiento externo está conformado por
todos los elementes que sirven de amarre al adoquinado y los cuales pueden
ser andenes, bordillos contra zonas verdes o un cordón a ras contra otro tipo
de pavimento.
C o n f i n a m i e n t os i nt e r n os . Son los elementos que están dentro del adoquinado
como cajas de inspección, sumideros y cunetas. No es necesario hacer
cordones de confinamiento interno en grandes superficies, sino solo cuando
haya cambios bruscos de nivel. En el caso de que la pendiente sea mayor al
9% se harán cada 100m en carreteras o en las intersecciones de las vías.
14 LADRILLERA SAN CRISTOBAL S.A. Manual de instalación y mantenimiento de adoquín, p. 3-4.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 16
d.- Aplicaciones15
Las aplicaciones son múltiples, se pueden emplear en usos residenciales,
municipales, industriales, centros comerciales, etc. Pueden ser aplicados
desde pavimentos con tráfico peatonal y liviano hasta pavimentos con tráfico
pesado.
e.- Ventajas16
E n el proceso de co n s t r ucc i ó n . Los adoquines son elementos prefabricados
que llegan listos al lugar de la obra. Para su verificación se dispone en NTP
399.611, indicados en el RNE CE 010 Pavimentos urbanos, 2010. Toda la
estructura del pavimento se puede construir y dar al servicio en un mismo día,
por lo cual las interrupciones en el tráfico son mínimas y se logran economías
en tiempo, equipos, materiales.
M a n e j o y m a n t e ni m i e n t o . Cuando se presenta una falla en los pavimentos o
cuando hay que instalar o reparar las redes de servicios que van enterrados
por la vía es indispensable retirar, y con esto destruir, las distintas capas del
pavimento. La capa de rodadura es recuperable, pues como no van pegados
unos con otros se pueden retirar y almacenar ordenadamente para
reutilizarlos.
A p a r i e n c i a . Por estar conformado por muchas piezas iguales el pavimento de
adoquines induce un cierto sentido de orden en la vía. Además la existencia
de las juntas entre los adoquines elimina la monotonía que presenta la
superficie continua de los otros pavimentos. Los adoquines se pueden
fabricar de diferentes colores, adicionando colorantes minerales a la mezcla y
utilizando cemento gris o cemento blanco.
S e g uri d a d . Los pavimentos de adoquines se prestan para incorporar señales,
o se pueden colocar en medio de otros pavimentos sirviendo como zonas de
aviso para disminución de velocidad o zonas permanentes de velocidad
restringida.
15 HOLCIM GROUP. Adoquines de concreto, pp. 3-4.
16 HOLCIM GROUP. Op. cit, p. 4.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 17
R u g os i d a d . Los pavimentos de adoquines tienen una distancia de frenada
menor que otros tipos de pavimentos, lo que se traduce en seguridad tanto
para los peatones como para quienes se desplazan en los vehículos.
D urab ili d a d . La calidad que se le exige a los adoquines de concreto garantiza
su durabilidad, de manera que sean resistentes a la abrasión del tráfico de
llantas, a la acción de la intemperie y al derrame de combustibles y aceites, lo
que los hace ideales para la pavimentación de estacionamientos, estaciones
de servicio, patios industriales, etc. Un adoquín, como tal, tiene una vida casi
ilimitada. Aunque la estructura del pavimento puede sufrir algún deterioro
después de estar en servicio por 20 o más años, con una reparación menor el
pavimento de adoquines puede alcanzar una vida útil de 40 años y los
adoquines
f.- Limitaciones17
C o l a p sa con el a g u a . Un pavimento de adoquines no puede trabajar como
canal colector de aguas. No se recomienda para zonas de lavado de
automóviles.
R u g os i d a d . No es recomendable su utilización en calles con velocidades de
circulación superiores a 60/65 km/h. Aunque, esta limitación se convierte en
ventaja para calles residenciales de baja intensidad de tránsito y poca
densidad de semáforos. A velocidades mayores el conductor percibe
molestas vibraciones que lo obligan a disminuir la marcha.
Ruido. El tránsito de los vehículos producen ruidos molestos.
2.2.1.2 FUNCIONES DE LOS PAVIMENTOS
Entre las funciones de los pavimentos se consideran:18
1) Proporcionar a los usuarios circulación segura, cómoda y confortable sin demoras excesivas.
17 HERRERA, Claudio; HERNANDEZ, Marcelo; GORDILLO, Timoteo. Pavimentos intertrabados de adoquines de hormigón
generan empleo en la Patagonia y otras regiones.18
MENENDEZ ACURIO, José Rafael. Ingeniería de pavimentos, materiales, diseño y conservación, p.10.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 18
2) Proporcionar a los vehículos acceso bajo cualquier condición de clima.
3) Reducir y distribuir la carga de tráfico para que ésta no dañe la subrasante.
4) Cumplir requerimientos medio ambientales y estéticos.
5) Limitar el ruido y la contaminación del aire.
2.2.2 EVALUACION DE PAVIMENTOS19
Es el reconocimiento del estado que presenta el pavimento, tanto desde el punto de
vista del nivel de servicio que otorga al usuario (condición funcional), como de la
capacidad de resistir las solicitaciones de cargas durante un período de vida útil
(condición estructural).
Existe una diversidad de clasificaciones sobre evaluación de pavimentos. En el
presente estudio se optará por la clasificación siguiente: 1) evaluación funcional del
pavimento, y 2) evaluación estructural del pavimento.
2.2.2.1 EVALUACION FUNCIONAL DEL PAVIMENTO
Es el reconocimiento de aquellas deficiencias ─fallas superficiales, la rugosidad,
pérdida de fricción─ que se relacionan principalmente con la calidad de la
superficie y el estado general de las condiciones del pavimento, considerando
todos aquellos factores que afectan negativamente a la serviciabilidad, seguridad
y costos del usuario.20
Las deficiencias, en detalle, son las siguientes:
1.- Fall as superfi cial es
Son defectos o deterioros que se manifiestan en la superficie del pavimento y
son medibles sin la necesidad de equipos especiales. Estos defectos tienen
una importancia relativa en la serviciabilidad del pavimento, sin embargo su
detección oportuna es importante debido a que permite prevenir el posible
desencadenamiento de un deterioro acelerado y/o establecer un diagnóstico
19 CORROS B., Maylin; URBAEZ P., Ernesto; CORREDOR M., Gustavo. Manual de evaluación de pavimentos. p. 3.
20 THENOUX Z., Guillermo; GAETE P., Rodrigo. Op. Cit. P. 57.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 19
más preciso de las causas que originan el deterioro. Es importante por lo tanto
efectuar un adecuado reconocimiento y cuantificación de estas fallas. Esto se
realiza mediante una inspección (superficial y visual) empleando fichas
diseñadas especialmente para este efecto. 21
a.- Patología de los pavimentos
La patología en la construcción se ha aplicado para describir el estudio de
los problemas que aquejan a las edificaciones, entendido como una
alteración del estado normal o ideal de funcionamiento, causados por
diferentes problemas con origen en los procesos constructivos, en los
materiales empleados, en las incompatibilidades entre materiales, en la
acción del clima, o simplemente en la incompetencia profesional. El conjunto
de aspectos de la patología (proceso patológico) tiene normalmente una
secuencia temporal: origen, evolución, síntoma, lesión o falla y estado
actual.22
Se debe hacer notar que las patologías de los pavimentos son el conjunto
de síntomas o señales (sintomatología) que se manifiestan como: fallas,
daños, deterioros, defectos.
b.- Clasificación de las fallas o deterioros
b.1 P or l a ma n if e s t a c i ó n de d e t er i o ros
Pueden agruparse como deformaciones, desprendimientos,
desplazamientos, fracturamientos, otros deterioros. Ver el cuadro de
clasificación general de los deterioros de pavimentos articulados, y su
correspondiente esquema.23
b.1.1 Descripción de los deterioros
1) Deformaciones. Entre las deformaciones se encuentran los
abultamientos, los ahuellamientos y las depresiones.24
21 Idem. Op. Cit. P. 57.
22 LITUMA, Leopoldo. Patología y mantenimiento de edificios. En : Tecnología en la construcción, p. 23.
23 HIGUERA SANDOVAL, Carlos y PACHECO MERCHAN, Oscar. Op.cit. pp. 9-16.
24 Idem. Op. Cit.,p. 3.
DescripciónSon levantamientos o protuberancias que se presentan en la superficie del pavimento.
SeveridadBaja (B) Flecha menor a 20 mmMedia (M) Flecha entre 20 y 40 mmAlta (A) Flechas mayores a 40 mm
DescripciónDepresión que se presenta a lo largo del sentido del tráfico, bajo las huellas de los vehículos.
SeveridadBaja (B) Flecha menor a 20 mmMedia (M) Flecha entre 20 y 40 mmAlta (A) Flechas mayores a 40 mm
DescripciónSon hundimientos localizados en forma circular o semejante a ella, sin pérdida de material.
SeveridadBaja (B) Flecha menor a 20 mmMedia (M) Flecha entre 20 y 40 mmAlta (A) Flechas mayores a 40 mm
Descripción
Severidad
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Cuadro 2.5. Abultamientos, AB (m2)
Cuadro 2.6. Ahuellamientos, AH (m2)
Cuadro 2.7. Depresiones, DA (m2)
2) Desprendimientos. Entre los desprendimientos se encuentran el
desgaste superficial y la pérdida de arena.
Cuadro 2.8. Desgaste superficial, DS (m2) Pérdida de finos en la superficie del adoquín, creando una texturasuperficial rugosa; se forman cavidadesy deja expuesto el agregado grueso.
Baja (B) Desgaste superficial aislado. Area inferior a 0.5 m2.Desgaste superficial en un área de extensión
Media (M)
Alta (A)
considerable y de forma continua, con pérdida de finos. Area superior a 0.5 m2.Desgaste superficial en un área de extensión considerable y de forma continua, con pérdida de agregado grueso y formación de concavidades. Area superior a 0.5 m2.
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Cuadro 2.9. Pérdida de arena, PA (m2)
DescripciónEs la aparición de partículas de arena alrededor y sobre los adoquines.
Severidad
Baja (B)Se presenta en zonas aisladas y solamente se aprecia pérdida de la arena de sello. Area inferior a 0.5 m2.
Media (M)
Se presenta en zonas con áreas superiores a 0.5 m2. Se aprecia pérdida de la arena de sello, pero no se presentan asentamientos ni pérdida de losperfiles del pavimento.
Alta (A)Se presenta en zonas con áreas superiores a 0.5 m2. Se presentan asentamientos y pérdida de perfiles del pavimento.
3) Desplazamientos. Entre los que se encuentran el desplazamiento de
borde y desplazamiento de juntas.
Cuadro 2.10. Desplazamiento de borde, DB (m2)
DescripciónSon corrimientos localizados de los adoquines junto a los elementos de confinamiento.
Severidad
Baja (B)Los adoquines aún están en su posición original y el desplazamiento de borde esmenor a 2 cm.
Media (M)Los adoquines se desplazaron de su posiciónoriginal y el desplazamiento de borde está entre 2 y 5 cm.
Alta (A)
Los adoquines se desplazaron de su posiciónoriginal, algunas piezas ya se salieron del pavimento y el desplazamiento de borde es superior a 5 cm.
Cuadro 2.11. Desplazamiento de juntas, DJ (m2)
DescripciónSon hundimientos localizados en forma circular o semejante a ella, sin pérdida de material.
Severidad
Baja (B) La separación promedio de las aberturas de las juntas es menor a 5 mm.
Media (M)La separación promedio de las aberturas de lasjuntas está entre 5 y 10 mm.
Alta (A) Flechas mayores a 40 mm
Descripción
Es el deterioro y destrucción parcial ototal de los confinamientos internos. En estados avanzados de deterioro se presenta pérdida de mate-rial, lo que da lugar a la incrustación de partículas y objetos extraños al pavimento.
Severidad
Baja (B) Se presentan fisuras menores a 3 mm.
Media (M)
El elemento presenta grietas (>3mm), no sepresentan pérdidas de material y aún se mantiene en su lugar, sirviendo como confinamiento.
Alta (A)
El elemento presenta grietas (>3mm), no sepresentan pérdidas de material, lo cual permite la incrustación de basuras y demás partículas u objetos extraños al pavimento. El elemento no impide el desplazamiento longitudinal ylateral de los adoquines.
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4) Fracturamientos. Entre los desprendimientos se encuentran el
fracturamiento, fracturamiento de confinamientos externos,
fracturamientos de confinamientos internos.
Cuadro 2.12. Fracturamiento, FA (m2)
DescripciónSon corrimientos localizados de los adoquines junto a los elementos de confinamiento.
Severidad
Baja (B)Fractura de adoquines de manera aislada. Area menor a 0.5 m2.
Media (M)Fractura de adoquines en un área de extensiónconsiderable y de forma continua. Area igual o superior a 0.5 m2.
Alta (A)
Fractura de adoquines en un área de extensiónconsiderable y de forma continua. Se presenta pérdida de material, se forman concavidades que generan una textura rugosa. Area menor a0.5 m2.
Cuadro 2.13. Fracturamiento de confinamientos externos, CE (m2)
Descripción
Es el deterioro y destrucción parcial ototal de los confinamientos externos. En estados avanzados de deterioro se presenta pérdida de material, lo que conlleva a la incrustación y partículas y objetos extraños al pavimento.
Severidad
Baja (B) Se presentan fisuras menores a 3 mm.
Media (M)El elemento presenta grietas (>3mm) y aún semantiene en su lugar, sirviendo como confinamiento.
Alta (A)
El elemento presenta grietas (>3mm) pero yase ha desplomado de su ubicación inicial y no impide el desplazamiento lateral de los adoquines.
Cuadro 2.14. Fracturamientos de confinamientos internos, CI (m2)
DescripciónEs el cambio brusco de nivel entre los elementos de confinamiento y los adoquines
Severidad
Baja (B) La altura del desnivel promedio es menor a 5mm.
Media (M) La altura del desnivel promedio está entre 5 y10 mm.
Alta (A) La altura del desnivel promedio es mayor a 10mm.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 23
5) Otros deterioros. Entre estos se encuentran los escalonamientos entre adoquines, escalonamientos entre adoquines y confinamientos, juntas abiertas, vegetación en la calzada.
Cuadro 2.15. Escalonamientos entre adoquines, EA (m2)
DescripciónEs el cambio brusco de nivel entre hiladas de adoquines.
Severidad
Baja (B)La altura del desnivel promedio es menor a 5mm.
Media (M)La altura del desnivel promedio está entre 5 y10 mm.
Alta (A)La altura del desnivel promedio es mayor a 10mm.
Cuadro 2.16. Escalonamiento entre adoquines y confinamientos, EC (m2)
Cuadro 2.17. Juntas abiertas, JA (m2)
Descripción
Es la separación entre juntas superiora 3 mm, que permite la pérdida de arena de sello y la incrustación de partículas a través de las juntas, propiciando la destrucción de las aristas de los adoquines.
Severidad
Baja (B) Separación entre juntas menores a 5 mm.
Media (M) Separación entre juntas entre 5 y 10 mm.
Alta (A) Separación entre juntas mayores a 10 mm.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 24
Cuadro 2.18. Vegetación en la calzada, VC (m2)
Descripción
Es la invasión o crecimientode vegetación en las juntas de la calzada. La vegetación puede llegar a levantar el adoquinado.
Severidad
Baja (B) Solo hay aparición de vegetación entre las juntas y es apenas apreciable.
Media (M) La vegetación ya está por encima deladoquinado.
Alta (A) La vegetación empieza a levantar eladoquinado.
b.2 Por su ori gen.
Por su origen, los deterioros, se clasifican en fallas funcionales (o
superficiales) y fallas estructurales.25
En el primer caso, el defecto se presenta o circunscribe a la superficie de
la capa de rodadura y las acciones de reparación se dirigen a la corrección
de la fricción (seguridad), o al restablecimiento de la a rugosidad o
regularidad (comodidad), lo cual se logra con la colocación de capas
asfálticas de bajo espesor que no contribuyen desde el punto de vista
estructural.
Por su parte las fallas estructurales tienen su origen en defectos en una o
más de las capas que conforman la estructura del pavimento, las cuales
están destinadas a resistir y compartir los esfuerzos impuestos por el
tráfico, de manera que a nivel de sub-rasante o suelo de fundación de
pavimento lleguen los menores esfuerzos y lo más distribuido posible. En
estos casos la corrección de las fallas va dirigida al refuerzo de la
estructura existente mediante la colocación de una capa cuyo espesor
debe ser calculado en función de los requerimientos de las cargas de
tráfico previstas en el período de tiempo previsto para la rehabilitación.26
La condición funcional de un pavimento está influenciada por la condición
estructural. En ambos casos los defectos superficiales constituyen un
síntoma de fallas que inciden en el estado superficial del pavimento. 27
25 CORROS B., Maylin; URBAEZ P., Ernesto; CORREDOR M., Gustavo. Op. cit. p. 3.
26 Idem
27 THENOUX Z., Guillermo; GAETE P., Rodrigo. Evaluación técnica del pavimento y comparación de métodos de diseño de capas de
refuerzo asfáltico. p. 2.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 25
c.- Causas de falla de un pavimento 28
1. Fin del período de diseño original y ausencia de acciones de rehabilitación mayor durante el mismo. En este caso la falla es la prevista o esperada.
2. Incremento del tránsito con respecto a las estimaciones del diseño de pavimento original.
3. Deficiencias en el proceso constructivo, bien en procesos como tal como en la calidad de los materiales empleados.
4. Diseño deficiente (errores en la estimación del tránsito o en la valoración de las propiedades de los materiales empleados).
5. Factores climáticos imprevistos (lluvias extraordinarias).
6. Insuficiencia de estructuras de drenaje superficial y/o subterráneo.
7. Insuficiencia o ausencia de mantenimiento y/o rehabilitación de
pavimentos.
d. Métodos de evaluación superficial visual de los pavimentos
Técnicas que permite evaluar los defectos superficiales de los pavimentos.
Se realiza en tres etapas: identificación (clase, tipo), medición (área) y
calificación (severidad).
PCI (Pavement condition index).- Se describe en 2.2.3.
VIZIR.- Metodología desarrollada por el laboratorio central de puentes y
calzadas de Francia (Laboratoire central des ponts et chaucées (LCPC) de
Francia en 1972. Establece una distinción clara entre fallas estructurales y
funcionales; es decir, identifica las degradaciones que caracterizan la
condición estructural y funcional. Se mide mediante el índice de deterioro
superficial la que para la calificación del pavimento toma en cuenta solo la
condición estructural. Consiste en el cálculo de otros dos índices: índice de
fisuración If, el cual depende de la gravedad y la extensión de fisuraciones y
agrietamientos de tipo estructural en cada zona evaluada; luego se calcula
un índice de deformación Id, el cual también depende de la gravedad y
extensión de las deformaciones de origen estructural. La combinación de If y
Id da lugar a un primer índice el cual debe ser corregido en función de la
28 Idem, p. 2.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 26
extensión y la calidad de trabajos de bacheo. Los rangos de calificación
varían de 1 a 7. Entre 1 y 2 bueno; 2 y 4 regular; 5, 6 y 7 deficiente.29
2.- La rugosi dad ( comodidad)30
Se define como las irregularidades presentes en la superficie del pavimento, las
cuales afectan la calidad de rodado de los vehículos, y por lo tanto la calidad
del servicio brindada al usuario. Para medir la rugosidad se ha adoptado
mundialmente el índice de rugosidad internacional (IRI), desarrollado en Brasil,
para el Banco Mundial. Conceptualmente el IRI relaciona la acumulación de
desplazamientos del sistema de suspensión de un vehículo modelo divididos
entre la distancia recorrida por el vehículo a una velocidad de 80 km/hr. Se
expresa en mm/m ó m/km. Para caminos pavimentados el rango de la escala
del IRI es de 0 a 12 m/km, donde 0 representa una superficie perfectamente
uniforme y 12 un camino intransitable. Los equipos utilizados son los
rugosímetros y perfilómetros; las que se presentan en una gran variedad,
alternativamente a los más sofisticados, se tienen otros de bajo rendimiento
como el Merlin (Machine for evaluating roughness ussing low cost
instrumentation).
3.- Pérdida de f ri cci ón (seguri dad)31
Es un defecto que tiene relación directa con el usuario, particularmente con los
segmentos de alta velocidad, zonas de frenado (cruce de peatones, colegios,
etc.) y curvas de radio pequeño o curvas de radio amplio con peraltes menores
a 6%. La pérdida de fricción se propone como consecuencia de una
disminución combinada o individual de la macrotextura como de la microtextura
superficial del pavimento, lo cual puede originar accidentes, particularmente
cuando el pavimento se encuentra mojado. Es decir la fricción está asociada a
un aumento de la lisura del pavimento. Para su medición se ha adoptado el
índice de fricción internacional se define el índice de Fricción Internacional (IFI),
29 CERON BERMUDEZ, Viviana G. Evaluación y comparación de metodologías VIZIR y PCI sobre el tramo de vía en
pavimento flexible y rígido de la vía: Museo Quinbaya – CRQ Armería Quindío (Pr 00+000 – Pr 02 + 600). Manizales, pp 14-17.
30 CORROS B., Maylin; URBAEZ P., Ernesto; CORREDOR M., Gustavo. Op. cit. p. 33.
31 Idem, p. 35.
32 THENOUX Z., Guillermo; GAETE P., Rodrigo. Op. cit. p. 3.
Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 27
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el cual relaciona la fricción con la velocidad de deslizamiento. Se expresa
mediante dos números: el primero representa la fricción –adimensional, con
rango entre 0 (deslizamiento perfecto, sin adherencia) y 1 (máxima
adherencia)– y el segundo representa la velocidad, asociada con la
macrotextura, su magnitud no tiene rango definido.
El deslizamiento de un vehículo se da en dos direcciones cada una de las
cuales son diferentes en cuanto a las leyes que lo rigen: D es li z ami e nto en
d i r ecc i ón l o n g i t u di n a l o en la dirección de marcha del vehículo ocurre cuando
se aplica un esfuerzo de frenado. En la resistencia al deslizamiento longitudinal
intervienen fundamentalmente dos componentes: (a) el rozamiento por
adherencia neumático-pavimento y (b) la pérdida de energía debido a la
histéresis del neumático, es decir, el neumático no absorbe toda la energía
aplicada; siempre existe pérdida de energía que se transforma en "calor", esto
ocurre con materiales elásticos como el caucho. Los equipos de medición del
deslizamiento longitudinal son, por ejemplo: Grip Tester (Velocidad Circulación
= 65 km/hora; Rueda Bloqueada=15%).
D es l i z ami e nto en d i r ecc i ón tr a n s v ersal al eje de la vía. Se producen esfuerzos
tangenciales que deben ser compensados con las fuerzas de rozamiento
transversal. Los equipos para su medición: Mu-Meter (μ-Meter) / SCRIM
(Sideway-Force Coefficient Routine Investigation Machine)
2.2.2.2 EVALUACION ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
Es la cuantificación de la capacidad estructural remanente presente en las
distintas capas que componen la estructura del pavimento. Para evaluar la
capacidad estructural del pavimento existen diversos procedimientos los cuales se
estudiaron, clasificaron y analizaron.32
Existe una gran diferencia entre el proceso de diseño de un pavimento nuevo y el
proceso de diseño de la rehabilitación de un pavimento existente. En lo que se
refiere a éste último, se dispone de un conjunto de materiales que ya están
colocados y que han sufrido un deterioro por efecto del tránsito, de los agentes
35 THENOUX Z., Guillermo; GAETE P., Rodrigo. Op. cit. p. 68.
Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 28
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climáticos y el tiempo. Dichos materiales presentan un cierto valor estructural
remanente, el cual es necesario considerar como aporte a los fines del diseño de
la rehabilitación del pavimento, por lo tanto se impone como tarea previa en estos
casos, a diferencia del diseño de un pavimento nuevo, la valoración o evaluación
del pavimento en cuestión, la cual sólo es posible a través de procedimientos
específicos.33
La evaluación estructural de un pavimento existente abarca necesariamente los
siguientes trabajos: 1) Evaluación superficial de la condición del pavimento. 2)
Evaluación del sistema de drenaje. 3) Determinación de espesores y tipos de
materiales constituyentes de la estructura de pavimento. 4) Medición de
deflexiones superficiales del pavimento.34
En lo que se refiere a la evaluación superficial, la misma debe considerar las fallas
presentes en el pavimento de tal manera de valorarlas, tanto en magnitud como
en severidad, para así tener un indicativo referencial de su condición. Para ello se
dispone de la evaluación funcional del pavimento mediante la determinación del
índice de condición del pavimento (PCI). Esta información se debe complementar,
en especial con la medición de deflexiones, con la finalidad de establecer posibles
correlaciones entre la condición superficial del pavimento y su deflexión
superficial.
La evaluación estructural se realiza mediante e n sa y os no d e s tr ucti v o s , en los que
se miden las deflexiones -con equipos como: viga Benkelman, dynaflect,
deflectómetro, falling weight deflectometer ─y se realiza una evaluación empírica,
para la vida remanente─; y e n s a y os d e s tr ucti v o s , en los que se realizan
calicatas, extracción de testigos, placa de carga, penetrómetro dinámico de cono.35
2.2.3 INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO
El índice de condición del pavimento (PCI, por su sigla en inglés) se constituye en la
metodología más completa para la evaluación y calificación objetiva de pavimentos,
33 CORROS B., Maylin; URBAEZ P., Ernesto; CORREDOR M. Op. Cit. P. 15.
34 Idem. p. 175.
Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 29
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flexibles y rígidos, dentro de los modelos de Gestión Vial disponibles en la
actualidad.36
La metodología es de fácil implementación y no requiere de herramientas
especializadas: el procedimiento es enteramente manual y suministra información
confiable sobre las fallas que presenta el pavimento, su severidad y el área
afectada. El procedimiento ofrece buena repetibilidad y confiabilidad estadística de
los resultados y el mismo fue originalmente desarrollado por el Cuerpo de
Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos y presentado en el año 1978 por los
Ingenieros M. Y. Shahin y S. D. Khon.37
El PCI es un indicador numérico que le da una calificación a las condiciones
superficiales del pavimento. 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
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.
El PCI, se constituye en la metodología más completa para la evaluación y
calificación objetiva de pavimentos, flexibles y rígidos, dentro de los modelos de
Gestión Vial disponibles en la actualidad. La metodología es de fácil
implementación y no requiere de herramientas especializadas más allá de las que
constituyen el sistema
El PCI es un índice numérico que varía desde cero (0), para un pavimento fallado o
en mal estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado. En el cuadro
se presentan los rangos de PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la
condición del pavimento.
36 CORROS B., Maylin; URBAEZ P., Ernesto; CORREDOR M. Op. Cit. P. 89.
37 Idem. Op. cit. P. 89.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 30
Cuadro 2.19: Valores del índice de condición del pavimento, PCIIndice de condición del
pavimentoRanking de condición
del pavimento0 < PCI < 10
10 < PCI < 2525 < PCI < 4040 < PCI < 5555 < PCI < 7070 < PCI < 8585 < PCI < 100
FalladoMuy pobre Pobre Regular BuenoMuy buenoExcelente
Pavement management for airports, roads and parking lots M.Y.Shahin 1994.
2.3 MARCO CONCEPTUAL
Para esta parte del estudio se utilizó el Glosario de términos de uso frecuente en
proyectos de infraestructura vial. MTC, MINISTERIO DE TRANSPORTES Y
COMUNICACIONES, Dirección general de caminos y ferrocarriles, 2008; y
Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma CE 010 Pavimentos urbanos, 2010;
excepto en los casos indicados expresamente.
Adoquín. Piedra labrada, concreto u otro material en forma de prisma para uso en
pavimentos.
Adoquinado. Tipo de pavimento cuya superficie de rodadura está formada por
adoquines.
Carretera urbana. Es posible distinguir funcionalmente una carretera urbana frente a
otra trazada fuera del poblado o una calle de la ciudad. Para diferenciarse de las
calles urbanas, se considera que las carreteras objeto de este estudio:38
-Canalizan movimientos de paso de acceso provenientes del exterior de la ciudad
cuya intensidad, si bien puede ser inferior a la de los vehículos estrictamente urbanos,
no deja de ser apreciable.
Para diferenciarlas, a su vez, de las carreteras fuera de poblado, se considera que la
carretera es urbana si:
-Son utilizadas parcialmente por tráfico urbano.
-Atraviesan áreas urbanas consolidadas o prevista por el ordenamiento urbanístico.
-Generan impactos ambientales sobre el medio urbano próximo.
38 MOPT. Ministerio de obras públicas y transportes España. Carreteras urbanas. Recomendaciones para su planeamiento
y proyecto, p. 17.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 31
Deterioro generalizado. El pavimento presenta una sintomatología muy repetida, la
cual, dependiendo del tipo de falla, se puede manifestar en forma continua o discreta,
pero siempre en forma repetitiva y con un patrón similar a lo largo del proyecto. Este
tipo de deterioro por lo general es más fácil de diagnosticar y cuantificar, pero según
la intensidad que éste presente al momento de la evaluación, puede resultar más
difícil poder aislar la causa principal que dio origen al deterioro.39
Deterioro localizado. Este tipo de deterioro se presenta de forma puntual o tipo
localizado, de forma aleatoria y no responde a ninguna sintomatología en especial.
Por lo general su causa es producto de situaciones singulares, relacionadas a fallas
locales de calidad, a la variabilidad natural de materiales utilizados, a la variabilidad
esperada de los procesos constructivos (espesores, densidades, etc.) o a la
variabilidad del suelo de fundación.40
Falla. Defecto material de una cosa que merma su resistencia.41
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.
Gestión de pavimentos. Proceso de toma de decisiones económicamente efectivas
acerca de diseño, construcción, rehabilitación y mantenimiento de carreteras.
Gestión de pavimentos a nivel de red. Normalmente se relaciona con el proceso
presupuestario para identificar los trabajos de mantenimiento y rehabilitación de
pavimentos, la selección de secciones a reparar o mantener, y la terminación de los
efectos de varias opciones sobre el comportamiento del sistema de pavimentos, como
también el bienestar global de la comunidad.42
Gestión de pavimentos a nivel de proyecto. Es proveer la estrategia más
económica posible del diseño inicial, mantenimiento, rehabilitación o reconstrucción
para una sección de pavimento seleccionado dado el financiamiento disponible.43
39 THENOUX Z., Guillermo; CARRILLO O., Héctor; HALLES A., Felipe. Op. Cit., p. 1.
40 Idem.
41 RAE, 22 ° Edición.42
SMITH, Roger E., FREEMAN, Thomas J., CHANG ALBITRES, Carlos. Gestión de infraestructura vial, p. 11.43
Idem.
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Mantenimiento Periódico. Conjunto de actividades programables cada cierto
periodo, que se realizan en las vías para conservar sus niveles de servicio. Estas
actividades pueden ser manuales o mecánicas y están referidas principalmente a: i)
reposición de capas de rodadura, colocación de capas nivelantes y sello, ii)
reparación o reconstrucción puntual de capas inferiores del pavimento, iii) reparación
o reconstrucción puntual de túneles, muros, obras de drenaje, elementos de
seguridad vial y señalización, iv) reparación o reconstrucción puntual de la plataforma
de carretera y v) reparación o reconstrucción puntual de los componentes de los
puentes tanto de la superestructura como de la subestructura.
Mantenimiento rutinario. Conjunto de actividades que se realizan en las vías con
carácter permanente para conservar sus niveles de servicio. Estas actividades
pueden ser manuales o mecánicas y están referidas principalmente a labores de
limpieza, bacheo, perfilado, roce, eliminación de derrumbes de pequeña magnitud; así
como, limpieza o reparación de juntas de dilatación, elementos de apoyo, pintura y
drenaje en la superestructura y subestructura de los puentes.
Mantenimiento vial. Conjunto de actividades técnicas destinadas a preservar en
forma continua y sostenida el buen estado de la infraestructura vial, de modo que se
garantice un servicio óptimo al usuario, puede ser de naturaleza rutinaria o periódica.
Muestra. Es un segmento de una población seleccionado según la norma
correspondiente o un procedimiento estadístico aceptado, para representar a toda la
población.
Nivel de servicio PSI. Es un parámetro que califica la serviciabilidad de una vía.
Cuadro 2.20: Valores y calificación de la serviciabilidad PSIIndice de condición del
pavimento Calificación
0,00,1– 1,01,1 – 2,02,1 – 3,03,1 – 4,04,1 – 4,95,0
IntransitableMuy malo Malo Regular BuenoMuy buenoExcelente
Fuente: RNE. CE 010 Pavimentos urbanos. 2010.
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Patología. 1) Parte de la medicina que estudia las enfermedades. 2) Conjunto de
síntomas de una enfermedad.44
Pérdida de serviciabilidad (Δpsi). Es el cambio en la serviciabilidad de una vía
durante el período de diseño y se define como la diferencia entre el índice de
serviciabilidad inicial y final.
Período de diseño. Es el tiempo, normalmente expresado en años, transcurrido entre
la construcción (denominada año cero) y el momento de la rehabilitación del
pavimento.
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.
Serviciabilidad. Habilidad de un pavimento para servir a los tipos de solicitaciones
(estáticas o dinámicas) para los que han sido diseñados.
Síntoma. 1) Fenómeno revelador de una enfermedad. 2) Señal, indicio de algo que
está sucediendo o va a suceder.45
Sistema de gestión de pavimentos (SGP). Herramienta de soporte para la toma de
decisiones utilizada para tomar decisiones económicamente efectivas concernientes a
la administración de pavimentos.
Unidad de muestreo. Se define como un segmento de la carretera con una longitud
determinada, en donde se realizará la inspección. Se identifica mediante un balizado
y se localiza cada ciertos intervalos que determinan la frecuencia de muestreo. El
tamaño, número y frecuencia de muestreo requiere de un análisis estadístico basado
en el principio de muestreo sistemático, restringido como máximo a un 10 % de error
y un intervalo de confianza del 95 %.46
Vía urbana. Espacio destinado al tránsito de vehículos y/o personas que se
encuentra dentro del límite urbano.
44 RAE. 22° Edición.45 Idem.46
ECHAVEGUREN N., Tomás; VARGAS C., Sergio; CONCHA J., Enzo; SOTO O., Alejandro. Metodología de inspección visualpara sistema de gestión de pavimentos urbanos SIGMAP, p. 3.
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3. METODOLOGÍA
3.1 TIPO Y NIVEL DE LA INVESTIGACIÓN
3.1.1 TIPO DE INVESTIGACION
El tipo de investigación es aplicada (tecnológica o de desarrollo) porque cuyo
propósito es dar solución a un problema práctico; asimismo, el objeto de
investigación (las patologías del pavimento intertrabado en estudio) es parte de la
realidad que se da en el tiempo y en el espacio.47
3.1.2 NIVEL DE INVESTIGACION
El nivel de investigación es descriptivo, porque tiene como objetivo la descripción de
fenómenos, situaciones y eventos -que son las patologías- mediante la evaluación
de los mismos.48
3.2 DISEÑO DE INVESTIGACION
El diseño corresponde a una investigación no experimental, la cual se define como
aquella que se realiza sin manipular deliberadamente las variables (independientes).
Según su dimensión temporal el diseño es transversal o transeccional; puesto que la
recolección de datos es en un solo momento. Finalmente, el enfoque es mixto,
predominantemente cuantitativo con valoraciones e interpretaciones cualitativas.
Etapa 1: Trabajos previos
1) R ec o p il ac i ón de a n t ec e d e ntes pre li m i n a r e s . Búsqueda, ordenamiento, análisis y
validación de los datos existentes y de toda la información necesaria: expediente
técnico, planos catastrales, etc.
2) Est udio pr evio o sondeo. Mediante visitas in situ (primeras mediciones).
47 CABALLERO ROMERO, Alejandro. Innovaciones en las guías metodológicas para los planes y tesis de maestría y doctorado, p.
472.48
TAFUR PORTILLA, Raúl. La tesis universitaria, p. 30.
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3) D ete rm i n a c i ón d e l t a m a ñ o y el n ú m ero de m u e s t r a s . Se deberá definir el tamaño y
el número de muestras.
4) Di s tr i b u c i ón de l as u ni d a d e s de m u e s t r e o . Distribución de las unidades de
muestreo en los planos, para luego replantearlas en el campo.
5) El a b orac i ón de p l a n o s . Donde se deberán indicar la ubicación local y la extensión
del pavimento intertrabado. Asimismo, indicar el tamaño, el número y la
distribución de la unidad de muestreo.
6) Ela b o r ac i ón de l os f o r m atos de e n cu e s t a . Denominados también formatos de
inspección u hojas de inspección, donde se registrará los datos de campo.
Etapa 2: Trabajo de campo (inspección visual) para una unidad de muestreo.
Se realiza en tres pasos, y en cada una de las unidades de muestreo, previamente
seleccionadas, distribuidas e indicadas en los planos.
1) I de n t i f i cac i ón de l os d e t eri o r o s . Se identifican los deterioros, según el cuadro del
manual de deterioros para pavimentos intertrabados.
2) C a li f i cac i ón de l a se v er i d a d de d e t eri o r os . La calificación puede ser baja, media o
alta, según la gravedad.
3) Medición de los det erioros . Se realiza en unidades de área (m2).
El registro de datos se realiza en una hoja de inspección.
Etapa 3: Procesamiento de datos (cálculo del índice de condición del pavimento
ICP)
1) C á l cu l os y a n á li s i s . Se utilizan los datos de campo registrados en los formatos,
para todas las unidades de muestreo. Previamente se clasifican los deterioros
(estructural y/o funcional). En el punto 3.6.3 se describe con mayor detalle.
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En resumen, el diseño se grafica de la siguiente forma:
M -------- O -------- A --------- E
M = muestraO = observaciónA = análisisE = evaluación
3.3 POBLACION Y MUESTRA
3.3.1 POBLACION O UNIVERSO
Comprende todos los datos de la variable; es decir, las patologías o deterioros
medidas en todas las unidades de muestreo distribuidas a lo largo de los 1010 m de
la faja de rodadura del pavimento intertrabado con adoquines de concreto del tramo
urbano Pariacoto (km 55+470 – km 56+470) de la carretera Casma-Huaraz.
3.3.2 MUESTRA
Se tomará en cuenta la totalidad de los datos de la variable. En este caso la
muestra es igual que la población.
3.4 DEFINICION Y OPERACIONALIZACION DE LA VARIABLE
3.4.1 DEFINICION DE LA VARIABLE
La variable única (independiente), es la siguiente:
Las patologías del pavimento intertrabado en el tramo urbano de Pariacoto (km
55+470-km 56+480) de la carretera Casma-Huaraz.
Y se d e f i ne como los deterioros y daños que alteran el normal funcionamiento del
pavimento intertrabado de la vía mencionada.
Variable Definición conceptual
Categorías oDimensiones
DefiniciónIndicadores
Patologías delpavimento intertrabado en el tramo urbano de Pariacoto (km55+470-km56+470) de la carretera Casma- Huaraz.
Se define comolos deterioros y daños que alteran el normal funcionamiento del pavimento intertrabado de la vía mencionada.
Dete r io r os q ue a fectan el pa r á m et r o e st r uct ur a lDe f o r m a c i o n e s 1.-Abultamientos2.-ahuellamientos3.-depresiones
De s p r e n d im i en t o s 4.-pérdida de arena
De s p l a za mi e n t o s 5.-desplazamiento de borde
F r a ct u ra mi e n t o s 6.-fracturamiento7.-fracturamiento de confinamientos externos8.-fracturamiento deconfinamientos internos
O tr o s de t e r io r o s 9.-vegetación en la calzada
In d ice q u e r e pr esenta el det er io r o d e l
p ar á m et r o est r uct ur a l
-Indice de condición estructural ICE, según la clase de deterioro, nivel de severidad y cantidad.
-Método del ICP(Nivel de servicio).
El ICP se expresa en términos de nivel de servicio:1 (muy bueno),2 (bueno),3 (regular),4 (malo) y5 (muy malo),y se obtiene en función de los índices ICE y ICF.
Dete r io r os q ue a fectan el pa r á m et r o f u n cion a l
De f o r m a c i o n e s 1.-Abultamientos2.-ahuellamientos3.-depresiones
De s p r e n d im i en t o s 4.-desgaste superficial5.-pérdida de arena
De s p l a za mi e n t o s 6.-desplazamiento de borde7.-desplazamiento de juntas
F r a ct u ra mi e n t o s 8.-fracturamiento de confinamientos externos9.-fracturamiento deconfinamientos internos
O tr o s de t e r io r o s 10.-escalonamiento entre adoquines11.-escalonamiento entreadoquines y confinamientos12-juntas abiertas13.-vegetación en la calzada
In d ice q u e r e pr esenta el det er io r o d e l
p ar á m et r o f u n cion a l
-Indice de condición funcional ICF, según la clase de deterioro, nivel de severidad y cantidad.
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3.4.1 OPERACIONALIZACION DE LA VARIABLE
El proceso por el cual la variable se transforma en indicador, se explica en el
siguiente cuadro.
Cuadro 3.1: Operacionalización de la variable
operacional
Fuente: Elaboración propia
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3.5 TECNICAS E INSTRUMENTOS
Se ha considerado la aplicación de las siguientes técnicas:
1.- La técnica de recolección documental. En la que se utilizaron como
instrumentos de recolección de datos de fuentes documentales, los libros
especializados, documentos oficiales de Internet, guías, manuales, planos
catastrales, cartas nacionales y fotografías aéreas; que aplicaremos para obtener los
datos correspondientes a las variables, conceptos básicos, técnicas avanzadas, etc.
2.- La técnica de la encuesta y entrevista. En la que se utilizaron como
instrumentos de recopilación de datos de campo los correspondientes formatos de
inspección o encuesta y entrevista.
3.- La técnica de observación de campo. En la que se utilizaron los diferentes
instrumentos (equipos, herramientas, formatos, manuales) para realizar la evaluación
(identificación, calificación, medición) de las patologías o deterioros.
3.6 PROCEDIMIENTOS
El procedimiento corresponde a un estudio a nivel de proyecto; puesto que se trata
de un tramo de carretera que atraviesa toda la ciudad de Pariacoto.
3.6.1 ETAPA 1: TRABAJOS PREVIOS
En esta etapa se obtuvo la siguiente información:
-El expediente técnico del sector Cruz Punta-Pariacoto (km 27 + 980-km 56 + 480)
y la información básica (entrevista). El expediente técnico se utilizó como
referencia, puesto que se considera el asfaltado de la vía en toda su longitud, y en
realidad el tramo urbano de Pariacoto fue cambiado por adoquines de concreto
intertrabados. El proyecto, según los funcionarios de la municipalidad distrital de
Pariacoto, fue ejecutado por una empresa privada entre agosto-2005 y agosto-
2007.
-El plano catastral del distrito de Pariacoto donde se realizó la ubicación de las
calles en la que se extiende el pavimento intertrabado.
-El manual de evaluación de patologías de pavimentos intertrabados.
-La información bibliográfica necesaria.
Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 39
4
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3.6.1.1 Determinación del tamaño de la unidad de muestreo
El proyecto o sección de gestión de 1010 m se divide en 10 subsecciones o
unidades de muestreo. 9 de 100 m y 1 de 110 m. Para la vía en estudio se ha
considerado una longitud de 100.00 m, para el ancho promedio de 7.00 m. Ver
guía para pavimentos intertrabados de Higuera y Pacheco (2010).
3.6.1.2 Determinación del número de unidades de muestreo para la evaluación
En la evaluación de un proyecto ─p.ej. una calle o una avenida─ se deben
inspeccionar todas las unidades; sin embargo, de no ser posible, el número
mínimo de unidades de muestreo que deben evaluarse se obtiene mediante
la ecuación 1, la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero
con una confiabilidad del 95%.
N 2
n e 2
( N 1) 2 (1)
Donde:n : número mínimo de unidades de muestreo.
N : número total de unidades de muestreo en el proyecto = 10 unidades.
: desviación estándar del ICP entre las unidades = 10, asumido igual que para pavimentosflexibles.
e : error admisible en el estimado del ICP del proyecto (± 5%).
Como en el caso anterior, se asumirá una desviación estándar ( ) entre el PCI de
10 para pavimento asfáltico (rango PCI de 25) y el PCI de 15 para pavimento de
concreto (rango PCI de 35).
Cuando el número mínimo de unidades a evaluar es menor que cinco (n < 5),
todas las unidades deben evaluarse.
En este caso, remplazando los datos en la fórmula (1)
10x102
n 52 x(10 1) 102 (3.1)
Se obtiene n = 6.4 ≈ 7.
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3.6.1.3 Selección de las unidades de muestreo para la inspección
Se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas o
distribuidas 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
i N
n(3.2)
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 a3).
Debido a la dificultad para realizar una distribución uniforme de 7 unidades de
muestreo a lo largo de la sección de gestión, de 10 unidades de muestreo, se opta
por seleccionar todas las unidades.
Finalmente, las unidades de muestreo fueron seleccionadas, distribuidas y
ubicadas (indicadas) en los planos.
3.6.2 ETAPA 2. TRABAJO DE CAMPO (INSPECCION VISUAL)
3.6.2.1 Evaluación de condición del pavimento (o inspección visual superficial).
Debe seguirse estrictamente la definición de los daños del manual de daños o
deterioros de pavimentos articulados (intertrabados) para obtener un valor del
PCI confiable.
La evaluación de condición del pavimento se efectúa en las unidades de
muestreo, incluye los siguientes aspectos:
a. Equi po.
-Planos con la ubicación local, y planos con la extensión del pavimento y la distribución de las unidades de muestreo.
-Manual de daños o deterioros para vías con pavimentos intertrabados.
-Formatos de inspección o encuesta para el registro de datos.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 41
-Wincha de 30.0 m, que permita leer al más cercano 0.1 m.
-Wincha de 3.0 m, para medir las profundidades de las deformaciones y otros deterioros.
-Regla de 3.0 m con precisión de 3 mm o más, para establecer la línea de referencia a partir de la cual se medirán las profundidades indicadas.
b. Procedi mi ent o
1.- Inventario de deterioros.
Se realiza para conocer la clase y el tipo de deterioro existentes en el pavimento.
Se utilizó el siguiente cuadro como referencia: puede encontrarse una parte o el
total de deterioros durante la inspección. El inventario puede realizarse durante
la identificación de los deterioros del siguiente paso.
Cuadro 3.2: Clasificación de los deterioros para pavimentos articulados
Clase Tipo de deterioro Símbolo Unidad
1.-Deformaciones
1.-Abultamiento BA m2
2.-Ahuellamiento AH m2
3.-Depresiones DA m2
2.-Desprendimientos4.-Desgaste superficial DS m2
5.-Pérdida de arena PA m2
3.-Desplazamientos6.-Desplazamiento de borde DB m2
7.-Desplazamiento de juntas DJ m2
4.-Fracturamientos
8.-Fracturamiento FA m2
9.-Fracturamiento de confinamientos externos CE m2
10.-Fracturamiento de confinamientos internos CI m2
5.-Otros deterioros
11.-Escalonamiento entre adoquines EA m2
12.-Escalonamiento entre adoquines y confinamientos EC m2
13.-Juntas abiertas JA m2
14.-Vegetación en la calzada VC m2
Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
2.- Inspección visual
Se realiza con la distribución de las unidades de muestreo, indicadas en los
planos.
Inspección visual o superficial, según el manual de deterioros. Se ejecuta en tres
pasos:
1) I den t i f i c a c i ón de l os d e t eri o r o s . Se identifican los deterioros según el cuadro
del manual de deterioros para pavimentos intertrabados.
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 42
2) C a li f i cac i ón de l a se v eri d ad de d e t eri o r o s . La calificación puede ser baja,
media o alta, según la gravedad.
3) M e d i c i ón de l os d e t eri o r o s . El tercer paso es la medición, que se realiza en
unidades de área (m2).
El registro se realizó en un formato u hoja de inspección y haciendo uso de
manual de daños. Cada renglón se usó para registrar un tipo de deterioro o falla,
su extensión y su nivel de severidad. En una unidad de muestreo se observó uno
o más tipos de deterioros. La hoja de inspección puede ser utilizada para más de
una unidad de muestreo.
Fig. 3.1: Hoja de inspección de deterioros para pavimentos intertrabados
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A continuación se presentan las fotografías de la evaluación superficial visual de
campo, donde se encontró 9 (nueve) tipos de deterioros:
Foto 3.1. A b u l t a m i en t o s , BA. Levantamiento > 4 cm. Severidad alta. En la salida dePariacoto, en el borde del pavimento del Jr. M. Zbigniew.
Foto 3.2. A hu e ll a m i e n t o s , AH. Hundimiento en sentido longitudinal de la vía < 2 cm. Severidad baja. En la Av. G. Ramos.
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Foto 3.3. D ep r e s i o ne s , DA. Hundimiento en sentido transversal de la vía, entre 2 cm y 4 cm. Severidad media. En la Av. G. Salazar.
Foto 3.4. D e s g a s t e s u pe r f i c i a l , DS. Pérdida de adoquín > 0.5 m2. Severidad alta. En el JrM. Zbigniew.
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Foto 3.5. P é r d i da d e a r en a , PA. Pérdida de arena en áreas > 0.5 m2, pero no se presentan asentamientos. Severidad media. En la Av. G. Salazar.
Foto 3.6. D e sp l a z a m i en t o de j un t a s , DJ. Separación de juntas, > 10 mm. Severidad alta. En el Jr. M. Zbigniew.
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Foto 3.7. Fr a c t u r a m i en t o , FA. Pérdida de adoquines en forma aislada < 0.5 m2. Severidad baja. Av. G. Salazar.
Foto 3.8. Fr a c t u r a m i en t o de con f i na m i en t os i n t e r n o s , CI. Presenta pérdida de material. Severidad alta. Av. G. Salazar.
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Foto 3.9. Esc a l o n a m i en t o e n tr e ado q u i n e s , EA. Desnivel promedio entre 0.5 cm y 1 cm. Severidad media. Av. G. Salazar.
3.6.3 ETAPA 3. PROCESAMIENTO DE DATOS
3.6.3.1 Cálculo del índice de condición del pavimento ICP del proyecto
Al completar la inspección de campo, se realiza la clasificación según el cuadro
3.3. El método exige la clasificación de los deterioros que afectan tanto la
condición estructural como la condición funcional del pavimento, para lo cual se
deberán calcular el índice de condición estructural (ICE) y el índice de condición
funcional (ICF), en forma paralela. Enseguida mostraré el cálculo realizado para la
unidad de muestreo 8 -de 10 tramos evaluados- del pavimento, se procederá de
igual modo para las demás unidades de muestreo.
a. Cálculo del índice de condición del pavim ent o, I CP, de la unidad de m uestr eo
1.- I dent if icación del t ipo y g r ado de inf luencia de los det er ioro s por clase, FC
Según el cuadro siguiente, se clasifican los deterioros que afectan a las
condiciones estructurales y/o funcionales del pavimento, según los datos de
campo. Para la unidad de muestreo 8, se encontró cuatro (04) deterioros, los
Clase DeterioroAfecta al parámetro Influencia por clase, FC
Estructural Funcional Estructural Funcional
1.-Deformaciones
1.-Abultamiento X X
48 482. -Ahu e ll a m ie nt o X X
3. -D e p r e s i o n e s X X
2.-Desprendimientos4.-Desgaste superficial X
6 95. - P é r d i d a d e are n a X X
3.-Desplazamientos6.-Desplazamiento de borde X X
10 107.-Desplazamiento de junta X
4.-Fracturamientos
8. - F r a c tu ra m ie nt o s X
28 109.-Fracturamiento deconfinamientos externos
X X
10.-Fracturamiento deconfinamientos internos
X X
5.-Otros deterioros
1 1 . - E s c a lo n a m ie nt o e nt r e a d o q u i n e s
X
8 2312.-Escalonamiento entreadoquines y confinamientos
X
13.-Juntas abiertas X
14.-Vegetación en la calzada X X
100 100
Ai
2
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cuales fueron identificados y clasificados según el cuadro siguiente. Nótese que
el fracturamiento –según el cuadro no afecta el parámetro funcional.
Cuadro 3.3: Tipo de deterioro y factor de influencia por clase
Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
2.- C á l cu l o del p o r ce n t a j e del área a f e c t a d a , % A a
Sumatoria
Se calcula con los datos tomados en campo, tanto del área afectada (por nivel de severidad) por el deterioro y el área total de la unidad de muestreo.
% Aa Aa i 100 (3.3)
T
Donde:%Aai: Porcentaje de área afectada por el deterioro iAai: Área afectada por el deterioro i, obtenidas de las hojas de inspecciónAT: Área total del tramo, obtenidos en campo = 756 m .
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Cuadro 3.4: Porcentaje del área afectada de la condición estructuralDeterioro %Aa por nivel severidad
Clase Tipo Símbolo Bajo Medio Alto
1.-Deformaciones
1.-Abultamiento
2 . - A h u e l la m i e n t o
3 . - D e p re s i o n es
BA
AH
DA
0.00
0.00
0.00
0.00
2 . 38
0.00
0.00
0.00
2 . 91
2.-Desprendimientos 4 . - P ér d i d a d e ar e n a PA 0.00 5 . 29 0.00
3.-Desplazamientos 5.-Desplazamiento de borde DB 0.00 0.00 0.00
4.-Fracturamientos
6 . - F rac t u ra m i e n t o
7.-Fracturamiento de confinamientos externos
8.-Fracturamiento de confinamientos internos
FA
CE
CI
0 . 66
0.00
0.00
0 . 66
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
5.-Otros deterioros 9.-Vegetación en la calzada VC 0.00 0.00 0.00Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
Cuadro 3.5: Porcentaje del área afectada de la condición funcionalDeterioro %Aa por nivel severidad
Clase Tipo Símbolo Bajo Medio Alto
1.-Deformaciones
1.-Abultamiento
2 . - A h u e l la m i e n t o
3 . - D e p re s i o n es
BA
AH
DA
0.00
0.00
0.00
0.00
2 . 38
0.00
0.00
0.00
2 . 91
2.-Desprendimientos4.-Desgaste superficial
5 . - P ér d i d a d e ar e n a
DS
PA
0.00
0.00
0.00
5 . 29
0.00
0.00
3.-Desplazamientos6.-Desplazamiento de borde
7.-Desplazamiento de junta
DB
DJ
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
4.-Fracturamientos8.-Fracturamiento de confinamientos externos
9.-Fracturamiento de confinamientos internos
CE
CI
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
5.-Otros deterioros
10 . - Es calo n a m i e n t o e n t re a d o q u i n es
11.-Escalonamiento entre adoquines y confinamientos
12.-Juntas abiertas
13.-Vegetación en la calzada
EA
EC
JA
VC
0 . 79
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
3.- Cálculo del por cent aje del área eq uivalent e af ectada , % Ae
El porcentaje de área equivalente afectada (%Ae) se calcula con la siguiente
fórmula:
% Aei (PI j x% Aa j xFNS j ) (3.4)
Donde:%Aei: Porcentaje de área equivalente afectada para los deterioros de clase i%Aa: Porcentaje de área afectada por el deterioro j, obtenidos en el paso anterior.PI: Peso del deterioro j en su clase i, obtenidos en 3.6 y 3.7, para cada condición.FNS: Factor de penalización por nivel de severidad del deterioro j, obtenidos en 3.6 y3.7, para cada condición
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Fabio Leoncio Collazos Vizcarra 50
Según el grado de influencia que cada deterioro ocasione por su clase, su
severidad y extensión en los parámetros de tipo estructural, se les han asignado
pesos y valores de penalización; entre mayores sean estos valores, indican que
su efecto negativo es mayor.
Cuadro 3.6: Factores de penalización para el índice de condición estructural, ICE
Clase Deterioro
Pesoen su clase
PI
Nivel severidad, FNS% Area equivalente
afectada, FA
Bajo Medio Alto 0 5 10 15 >15
Deformaciones
Abultamiento 1.2 1.00 1.25 1.50
0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Ahuellamiento 1.2 1.00 1.15 1.30
Depresiones 1.0 1.00 1.20 1.40
Desprendimientos Pérdida de arena 1.0 1.00 1.20 1.40 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00
Desplazamientos Desplazamiento de borde 1.2 1.00 1.15 1.30 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00
Fracturamientos
Fracturamiento 1.2 1.00 1.15 1.30
0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Fracturamiento deconfinamientos externos 1.2 1.00 1.15 1.30
Fracturamiento deconfinamientos internos 1.0 1.00 1.10 1.20
Otros deterioros Vegetación en la calzada 1.1 1.00 1.15 1.30 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
Cuadro 3.7: Factores de penalización para el índice de condición funcional, ICF
Clase DeterioroPeso en su clase
Nivel severidad, FNS% Area equivalente
afectada, FA
Bajo Medio Alto 0 5 10 15 >15
Deformaciones
Abultamiento 1.2 1.00 1.25 1.50
0.00 0.50 0.6 0.76 1.00Ahuellamiento 1.2 1.00 1.15 1.30
Depresiones 1.0 1.00 1.20 1.40
DesprendimientosDesgaste superficial 1.1 1.00 1.15 1.30
0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Pérdida de arena 1.0 1.00 1.20 1.40
DesplazamientosDesplazamiento de borde 1.2 1.00 1.15 1.30
0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Desplazamiento de junta 1.0 1.00 1.10 1.20
Fracturamientos
Fracturamiento deconfinamientos externos 1.2 1.00 1.15 1.30
0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Fracturamiento deconfinamientos internos 1.0 1.00 1.10 1.20
Otros deterioros
Escalonamiento entreadoquines 1.2 1.00 1.25 1.50
0.00 0.50 0.60 0.76 1.00Escalonamiento entreadoquines y confinamientos 1.1 1.00 1.15 1.30
Juntas abiertas 1.0 1.00 1.15 1.30
Vegetación en la calzada 1.1 1.00 1.15 1.30
Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
Haciendo uso de los cuadros anteriores y la fórmula indicada se calcula el
porcentaje del área equivalente.
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Cuadro 3.8: Porcentaje del área equivalente afectada de la condición estructural, ICEDeterioro
Peso ensu
clase PI
Nivel severidad, FNS %Aa por nivel severidad%Ae
Clase Tipo Símbolo Bajo Medio Alto Bajo Medio Alto
Deformaciones
Abultamiento
Ahuellamiento
Depresiones
BA
AH
DA
1.2
1.2
1.0
1.00
1.00
1.00
1.15
1.15
1.10
1.30
1.30
1.20
0.00
0.00
0.00
0.00
2.38
0.00
0.00
0.00
2.91
6.78
Desprendimientos Pérdida de arena PA 1.0 1.00 1.15 1.30 0.00 5.29 0.00 6.08
Desplazamientos Desplazamiento de borde DB 1.0 1.00 1.15 1.30 0.00 0.00 0.00 0.00
Fracturamientos
Fracturamiento Fracturamiento de confinamientos externos Fracturamiento de confinamientos internos
FA
CE
CI
1.1
1.2
1.0
1.00
1.00
1.00
1.10
1.15
1.10
1.20
1.30
1.20
0.66
0.00
0.00
0.66
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1.53
Otros deterioros Vegetación en la calzada VC 1.0 0.80 1.00 1.20 0.00 0.00 0.00 0.00
Cuadro 3.9: Porcentaje del área equivalente afectada de la condición funcional, ICFDeterioro Peso en
su clase
PI
Nivel severidad, FNS %Aa por nivel severidad%Ae
Clase Tipo SímboloBajo Medio Alto
Bajo Medio Alto
Deformaciones
Abultamiento
Ahuellamiento
Depresiones
BA
AH
DA
1.2
1.2
1.0
1.00
1.00
1.00
1.25
1.15
1.20
1.50
1.30
1.40
0.00
0.00
0.00
0.00
2.38
0.00
0.00
0.00
2.91
7.36
DesprendimientosDesgaste superficial
Pérdida de arena
DS
PA
1.1
1.0
1.00
1.00
1.15
1.20
1.30
1.40
0.00
0.00
0.00
5.29
0.00
0.006.35
DesplazamientosDesplazamiento de borde
Desplazamiento de junta
DB
DJ
1.2
1.0
1.00
1.00
1.15
1.10
1.30
1.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.000.00
Fracturamientos
Fracturamiento de confinamientos externos
Fracturamiento de confinamientos internos
CE
CI
1.2
1.0
1.00
1.00
1.15
1.10
1.30
1.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.000
Otros deterioros
Escalonamiento entre adoquines
Escalonamiento entre adoquines y confinamientos
Juntas abiertas
Vegetación en la calzada
EA
EC
JA
VC
1.2
1.1
1.0
1.1
1.00
1.00
1.00
1.00
1.25
1.15
1.15
1.15
1.50
1.30
1.30
1.30
0.79
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.95
4.- Cálculo del f act or de penali zación por área af ectada, FA
Este factor es el grado de afectación que causó la combinación de los deterioros
de una misma clase al porcentaje de influencia de esa clase de deterioros en los
parámetros estructurales y funcionales.
Para hallar el factor de penalización por área afectada (FA), se utiliza el cuadro
3.10 para el ICE y el cuadro 3.11 para el ICF. En estos cuadros, es necesario
interpolar entre los rangos el porcentaje de área equivalente afectada (%Ae).
Para porcentajes diferentes a los que se muestran (0%, 5%, 10%, 15% y >15%)
se deberán obtener factores de penalización diferentes.
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Cuadro 3.10: Cálculo del área equivalente afectada (FA) para el ICEDeterioro
%Ae% Area equivalente afectada, FA
FAi
Clase Tipo Símbolo0 5 10 15 >15
DeformacionesAbultamiento
Ahuellamiento
Depresiones
BA
AH
DA
6.778 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.536
Desprendimientos Pérdida de arena PA 6.08 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.522
Desplazamientos Desplazamiento de borde DB 0.00 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.00
Fracturamientos
Fracturamiento
Fracturamiento de confinamientos externos
Fracturamiento de confinamientos internos
FA
CE
CI
1.53 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.153
Otros deterioros Vegetación en la calzada VC 0.00 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.00
Cuadro 3.11: Cálculo del área equivalente afectada (FA) para el ICFDeterioro
%Ae% Area equivalente afectada, FA
FAi
Clase Tipo Símbolo0 5 10 15 >15
Deformaciones
Abultamiento
Ahuellamiento
Depresiones
BA
AH
DA
7.36 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.547
DesprendimientosDesgaste superficial
Pérdida de arena
DS
PA6.35 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.527
DesplazamientosDesplazamiento de borde
Desplazamiento de junta
DB
DJ0.00 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.00
Fracturamientos
Fracturamiento de confinamientos externos
Fracturamiento de confinamientos internos
CE
CI
0.00 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.00
Otros deterioros
Escalonamiento entre adoquines
Escalonamiento entre adoquines y confinamientos
Juntas abiertas
Vegetación en la calzada
EA
EC
JA
VC
0.00 0.00 0.50 0.60 0.76 1.00 0.00
5.- Cálculo de los índices I CE, I CF
Para calcular el ICE se utilizan los modelos matemáticos que están en función
del factor de influencia por clase del deterioro (FC) y del factor de penalización
por área afectada (FA). El resultado debe redondearse al número entero. Según
la siguiente ecuación.
ICE 100 (FCi xFAi ) (3.5)
ICF 100 (FCi xFAi ) (3.6)
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Donde:
ICE: índice de condición estructural
ICF: índice de condición funcional
FC: Factor de influencia por clase de deterioro en el índiceFA: Factor de penalización por área afectada i: Clase de deterioro
Cuadro 3.12: Cálculo del índice de condición estructural, ICEDeterioro
FCi FAi FCixFAi
Clase Tipo Símbolo
Abultamiento BADeformaciones Ahuellamiento AH 48 0.5360 25.73
Depresiones DA
Desprendimientos Pérdida de arena PA 6 0.52 3.13
Desplazamientos Desplazamiento de borde DB 10 0.00 0
Fracturamientos
FracturamientoFracturamiento de confinamientos externos
FA
CE28
0.15304.28
Fracturamiento de confinamientosinternos CI
O t r o s d ete r i o r o s V e g eta c i ó n e n l a c a l zada V C 8 0.00 0
Σ(FCixFAi) = 3 3
ICE = 100 - Σ(FCi x Fai) = 67
Cuadro 3.13: Cálculo del índice de condición funcional, ICFDeterioro
FCi FAi FCixFAiClase Tipo Símbolo
Deformaciones
Abultamiento
Ahuellamiento
Depresiones
BA
AH
DA
48 0.547 26.26
DesprendimientosDesgaste superficial
Pérdida de arena
DS
PA9 0.53 4.743
DesplazamientosDesplazamiento de borde
Desplazamiento de junta
DB
DJ10 0.00 0
Fracturamientos
Fracturamiento de confinamientosexternosFracturamiento de confinamientos internos
CE
CI10 0.00 0
Otros deterioros
Escalonamiento entre adoquines
Escalonamiento entre adoquines y confinamientos
Juntas abiertas
Vegetación en la calzada
EA
EC
JA
VC
23 0.00 2
Σ(FCixFAi) = 33
ICF = 100 - Σ(FCi x Fai) = 67
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Los índices (ICE y ICF) varían en una escala de 0 a 100. Siendo cero para un
pavimento fallado o en pésimo estado y cien para un pavimento en excelentes
condiciones.
6.- Cálculo del índice de condición del pavim ent o, I CP
El índice de condición del pavimento (ICP) es la combinación del índice de
condición estructural (ICE) y el índice de condición funcional (ICF). Su valor es
un número entero que varía en una escala de uno a cinco. Para el cálculo del
índice de condición del pavimento (ICP) se utiliza la matriz del cuadro 6.
Cuadro 3.14: Matriz para el cálculo del ICP
Calificación del IPC
Rangos del ICF
86-100 71-85 41-70 21-40 0-20
Ran
go
del I
CE
86-100 5 4 4 3 2
71-85 4 4 3 3 2
41-70 4 3 3 2 1
21-40 3 3 2 2 1
0-20 2 2 1 1 1Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
Para valores: ICE = 67, ICF = 67, el valor del ICP = 3
Cuadro 3.16: Resumen del índice de condición del pavimento ICPN° PROGRESIVA LONGITUD (m) AREA (m
2) ICE ICF ICP
8 56+170 - 56+270 100 756.0 67 67 3
7. Escala del índice de condición de pavim ent o, ICP
Obtenida la calificación del índice de condición del pavimento (ICP), en el cuadro
3.15 se determina el nivel de servicio y las acciones de actuación necesarias.
Para el tramo en mención se deberán tomar las acciones del índice de condición
del pavimento ICP = 3, del siguiente cuadro.
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Cuadro 3.15: Nivel de servicio y categorías de acción del ICP
ClasificaciónICP
Nivel deservicio
Categoría de acción Descripción
5 Muy bueno Mantenimiento rutinario
Pavimento en condición muy buena. El nivel decomodidad y seguridad percibido por los usuarios es satisfactorio. Ocasionalmente se presentan pequeños daños que no afectan significativamente la circulación y pueden ser evitados o corregidos en el mantenimiento rutinario.
4 BuenoMantenimiento rutinarioy recurrente
Pavimento en condición buena, la circulación es cómoda.Se presentan daños localizados en etapa de iniciación.
3 Regular Refuerzo-mantenimiento rutinario
Pavimento en estado regular, en donde la circulación dejade ser cómoda. Se presentan daños de manera constante en etapas avanzadas.
2 Malo RehabilitaciónPavimento en condición mala, la circulación es muyincómoda. Se presentan daños en etapas muy desarrolladas.
1 Muy malo ReconstrucciónPavimento en condición muy mala, la vía se vuelveintransitable. Los deterioros están muy desarrollados y son irreversibles. El pavimento está totalmente degradado.
Fuente: Higuera y Pacheco. Patología de pavimentos articulados.
8.- Cálculo del índice de condición del pavim ent o, I CP, del proyecto
El caso de utilizar el cuadro 3.19 del Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994, el índice de condición del pavimento ICP del proyecto o sección de gestión se calcula mediante la fórmula siguiente:
ICP ICPi
n(3.7)
ICPi: índice de condición del pavimento de la unidad de muestreo in : número de unidades de muestreo.ICPi: índice de condición del pavimento de la unidad de muestreo i
El valor del ICP, según Higuera y Pacheco (2010), se obtiene de la matriz para el cálculo del ICP.
N° Patologías Símbolo Area, m2 Area, %
1
2
2
4
5
6
7
8
9
Abultamientos
Ahuellamientos
Depresiones
Desgaste superficial
Pérdida de arena
Desplazamiento de juntas
Fracturamientos
Fracturam. de confin. internos
Escalonamiento entre adoquines
No afectado
BA
AH
DA
DS
PA
DJ
FA
CI
EA
N.A.
32.0
143.0
163.5
22.5
40.0
72.0
16.5
1.4
6.0
6886.4
0.43
1.94
2.21
0.30
0.54
0.98
0.22
0.02
0.08
93.27
Totales 7383.3 100.00
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4. RESULTADOS
4.1 PATOLOGIAS ENCONTRADAS EN EL PAVIMENTO INTERTRABADO
En la sección de gestión del pavimento intertrabado, conformada por las diez (10)
unidades de muestreo, se encontró seis (6) patologías o deterioros del parámetro
estructural y ocho (8) del parámetro funcional. En resumen, nueve (9) patologías de
las catorce (14) que se presentan en el cuadro 4.1
Cuadro 4.1: Patologías encontradas en el pavimento intertrabado del tramo urbano(km 55+470-km 56+480) y su condición estructural o funcional
Deterioro Afecta al parámetro
Clase Tipo Estructural Funcional
DeformacionesA bu l t a m ie n t o x x
A h u el l a m ie n t o x x
De p r es i o n e s x x
DesprendimientosDesgaste superficial x
P é r d i da d e a r e n a x x
DesplazamientosDesplazamiento de borde x x
D e s p l a z a m i e nto de j un t a x
FracturamientosF r ac tu ra m i e nt o s x
Fracturamiento de confinamientos externos x x
Fracturamiento de confinamientos internos x x
Otros deterioros
E s c al o n a m i e nto e nt r e a d oqu i n e s x
Escalonamiento entre adoquines y confinamientos x
Juntas abiertas x
Vegetación en la calzada x x
Las patologías encontradas a nivel de proyecto o en toda la sección de gestión ─en
las tres calles en conjunto─ y el área que cubren cada una de éstas, obtenidas de las
hojas de inspección, son las que se muestran en el cuadro 4.2.
Cuadro 4.2: Resumen de las patologías encontradas en el pavimento intertrabado del tramo urbano (km 55+470-km 56+480) y el área que cubren
N° Patologías Símbolo Area, m2 Area, %
1
2
3
Depresiones
Fracturamientos
Desgaste superficial
No afectado
DA
FA
DS
N.A.
52.0
1.0
2.25
3833.95
1.33
0.03
0.06
98.58
Totales 3889.2 100.00
N° Patologías Símbolo Area, m2 Area, %
1
2
3
4
5
6
7
Ahuellamientos
Depresiones
Pérdida de arena
Deslizamiento de juntas
Fracturamientos
Fracturam. de confinam. internos
Escalonamiento entre adoquines
No afectado
AH
DA
PA
DJ
FA
CI
EA
N.A.
93.0
101.5
40.0
16.0
15.5
1.4
6.0
2379.8
3.51
3.83
1.51
0.60
0.58
0.05
0.23
89.69
Totales 2653.2 100.00
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Se observa que el 93.27% del pavimento se encuentra no afectado. Y, las patologías
que cubren mayores áreas son las depresiones y los ahuellamientos.
Figura 4.1: Representación gráfica del área que cubren las patologíasAH, 143 DA, DS, 22.5 PA, 40
BA, 32 163.5 DJ, 72FA, 16.5CI, 1.4EA, 6
N.A.,6886.4
A continuación, se presentan las áreas que cubren las patologías encontrados a nivel
de calles. Los cuadros muestran que las calles con mayores áreas afectadas son el
Jr. Gonzalo Salazar y el Jr. Miguel Sbigniew.
Cuadro 4.3: Resumen de las patologías encontradas en el pavimento intertrabado de la Av. Gabriel Ramos
Cuadro 4.4: Resumen de las patologías encontradas en el pavimento intertrabado de la Av. Gonzalo Salazar
N° Patologías Símbolo Area, m2 Area, %
1
2
3
4
5
Abultamientos
Ahuellamientos
Depresiones
Desgaste superficial
Desplazamiento de juntas
No afectado
BA
AH
DA
DS
DJ
N.A.
32.0
50.0
10.0
20.0
56.0
672.9
3.80
5.95
1.19
2.38
6.66
80.02
Totales 840.9 100.00
Unidad de muestreo
Progresiva, km Longitud, m Area, m2 ICE ICF ICP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
55+470 - 55+570
55+570 - 55+670
55+670 - 55+770
55+770 - 55+870
55+870 - 55+970
55+970 - 56+070
56+070 - 56+170
56+170 - 56+270
56+270 - 56+370
56+370 - 56+480
100
100
100
100
100
100
100
100
100
110
651.0
728.5
735.5
695.7
733.5
735.5
754.1
756.0
752.6
840.9
100
89
100
92
81
98
88
67
52
52
100
88
100
92
80
100
89
67
50
43
5
5
5
5
4
5
5
3
3
3
Totales 1010 7383.3 819 811
Promedio 82 81 4
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Cuadro 4.5: Resumen de las patologías encontradas en el pavimento intertrabado de la Av. Miguel Sbigniew
4.2 EVALUACION DE LAS PATOLOGIAS DEL PAVIMENTO INTERTRABADO
La evaluación se realizó para la capa de rodadura. No se tomaron en cuenta las
áreas que cubren las cunetas construidas con el mismo material (adoquines de
concreto). Y dentro de la capa de rodadura se despreciaron las áreas de concreto
hidráulico ─incluidas las tapas─ que cubren los buzones de desagüe, puesto que no
alcanzan ni el 1% (0.97%) del área total del tramo total del pavimento y no influye en
los resultados finales.
Los resultados a nivel de proyecto o de la unidad de gestión se presentan en el
cuadro 4.6. Se muestran los resultados promedios de los índices de condición
estructural ICE=82 y el índice de condición funcional ICF=81, así como del índice de
condición del pavimento ICP=4.
Cuadro 4.6: Resumen del índice de condición del pavimento ICP del tramo urbano (km 55+470-km 56+480)
CalleUnidad de muestreo Progresiva Longitud, m Area, m2 ICE ICF ICP
JR. MIGUEL SBIGNIEW 10 56+370 - 56+480 110 840.9 52 43 3
T o t al e s
Promedio110 840.9 52 43
52 43 3
Unidad de muestreo
Progresiva Longitud, m Area, m2 ICE ICF ICP
6.b 56+920 - 56+070 50 390.5 98 100 5
7 56+070 - 56+170 100 754.1 88 89 5
8 56+170 - 56+270 100 756.0 67 69 3
9 56+270 - 56+370 100 752.6 52 50 3
T o t al e s 350 2653.2 305 308
Promedio 76 77 4
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Asimismo, en el cuadro anterior se presentan los resultados del ICE, ICF y ICP de
todas las unidades de muestreo en forma global, así como de las áreas y longitudes
en las que se extienden.
Los resultados a nivel de calles, se presentan en los cuadros 4.7, 4.8 y 4.9. Nótese
que para tal efecto se ha dividido la unidad de muestreo 6, en las unidades de
muestreo 6a y 6b.
Finalmente, los índices y los niveles de servicio de las calles son las siguientes: Para
la Av. Gabriel Ramos, el ICP=5 (Muy bueno); el Jr. Gonzalo Salazar, el ICP=4
(Bueno) y el Jr. Miguel Sbigniew, ICP=3 (Regular).
Cuadro 4.7: Resumen del índice de condición del pavimento ICP de la Av. Gabriel Ramos
Calle Unidad de muestreo
Progresiva Longitud, m Area, m2 ICE ICF ICP
1 55+470 - 55+570 100 651.0 100 100 5
2 55+570 - 55+670 100 728.5 89 88 5
AV. GABRIEL 3 55+670 - 55+770 100 735.5 100 100 5
RAMOS 4 55+770 - 55+870 100 695.7 92 92 5
5 55+870 - 55+970 100 733.5 81 80 4
6.a 55+970 - 56+020 50 345.0 100 100 5
T ot al es 550 3889.2 562 560
Promedio 94 93 5
Cuadro 4.8: Resumen del índice de condición del pavimento ICP de la Av. Gonzalo Salazar
Calle
JR. GONZALO
SALAZAR
Cuadro 4.9: Resumen del índice de condición del pavimento ICP de la Av. Miguel Sbigniew
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5. DISCUSION
Para el cumplimiento de los objetivos, el estudio se realizó a nivel de proyecto; es
decir, el tramo de carretera en estudio fue considerado como una unidad de gestión.
Aunque pudo haberse realizado a nivel de red, constituida por tres calles: Av. Gabriel
Ramos y los jirones Gonzalo Salazar y Miguel Zbigniew.
No obstante, la unidad de gestión, luego, se ha dividido en calles con fin de obtener
mayores resultados, y darle mayor utilidad al estudio.
De este modo se han obtenido resultados a nivel de proyecto y a nivel de red. En el
primero se conoce la condición o el estado actual superficial global del pavimento; en
el segundo, el estado actual de cada una de las calles o la calle más y menos
afectada.
Por otro lado, en el entendido de que evaluar es estimar o calcular el valor de las
patologías del pavimento intertrabado, se puede concluir que para los índices ICE=82
y ICF=81, se obtiene el valor del ICP=4; según la matriz para el cálculo del ICP,
cuadro 3.14, en una escala de 1 al 5. No obstante, se debe efectuar la interpretación
cualitativa del mismo según el cuadro 3.15 de niveles de servicio y categorías de
acción; es decir, que el ICP indicado corresponde al nivel de servicio Bueno o
pavimento en condición buena, la circulación es cómoda; se presentan daños
localizados en la etapa de inicio. Lo cual implica realizar las acciones de
mantenimiento rutinario y recurrente.
Además, si utilizamos el cuadro 3.19 del Pavement management for Airports, roads
and parking lots M.Y. Shahin 1994, con 7 (siete) parámetros de calificación, desde 0
(fallado) hasta 100 (excelente); y si consideramos el ICP como un promedio entre el
ICE (82) y el ICF (81), el valor del ICP es 82 la calificación es Muy bueno.
Asimismo, debe tenerse en cuenta que el nivel de servicio expresado como PSI
(Present Serviceability Index) en el RNE, norma CE 010 Pavimentos urbanos (2010)
─el cual es entendido como serviciabilidad de una vía─ presenta un ranking de la
condición del pavimento de 7 (siete) categorías, desde intransitables (0) hasta
excelente (100), en el cual también el pavimento en estudio con ICP=4 es calificado
como Bueno. Por lo tanto, puede quedar como resultado final la calificación Bueno
para el pavimento en estudio.
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La calificación a nivel de calles sigue el mismo procedimiento; es decir, se utiliza el
procedimiento propuesto por Higuera y Pacheco (2010).
Finalmente, debe señalarse que si bien el procedimiento de la guía utiliza unidades de
muestreo de 100 m de longitud por 10 m de ancho, que hace un área de 1000 m2; en
este caso tienen 100 m x 7 m, con áreas que varían entre 651 m2 y 840.9 m2. Lo que
supone que los resultados son ligeramente menores que si se hubiesen calculado con
valores más cercanos a 1000 m2.
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6. CONCLUSIONES
1) El valor del índice de condición del pavimento ICP, para el tramo urbano de Pariacoto
(55+470 – 56+480), es 4, el cual corresponde a un nivel de servicio Bueno.
2) El índice de condición estructural ICE = 82, para el tramo indicado.
3) El índice de condición funcional ICF = 81, para el tramo indicado.
4) Las patologías que cubren mayor área o que más afectan el pavimento intertrabado
en estudio son las depresiones y los ahuellamientos.
5) A nivel de calles, los valores de los índices de condición del pavimento ICP y sus
respectivas calificaciones son las siguientes:
Av. Gabriel Ramos: ICP = 5 (Muy bueno),
Jr. Gonzalo Salazar: ICP = 4 (Bueno),
Jr. Miguel Sbigniew = 3 (Regular).
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7. RECOMENDACIONES
-Promover la elaboración de una guía o manual para la evaluación de patologías de
los pavimentos intertrabados.
-Utilizar, el presente trabajo, como referencia para fines de mantenimiento de la vía en
mención.
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