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• Silvia Pinedo

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DISEÑO DE SOBRECARPETA ASFALTICA CON REFUERZO DE ACERO MESH TRACK APLICADO AL TRAMO SUCRE – YAMPARAEZ PROGRESIVA 1.- ANTECEDENTES DEL TEMA En el mundo, más de un 90% de los pavimentos son de asfalto gracias a su nobleza como material de caminos, menor costo inicial y flexibilidad. Sin embargo, estas estructuras incrementan su rigidez con el paso del tiempo, volviéndose frágil y propenso a sufrir agrietamientos. El mal estado de las vías de pavimento flexible en el país, evidenciado especialmente en el perímetro urbano de nuestra capital se debe al desgaste en la capa de rodadura debido al escaso o nulo mantenimiento que se les realiza durante su vida útil. Según Quantao Liu (2012), desde que la vía empieza a funcionar, en el pavimento se presentan micro fisuras, las cuales son difíciles de detectar, causadas por el clima y el tráfico que circula por la misma, son el origen de las macro fisuras que de no ser tratadas generan problemas a largo plazo como baches y alteración en la estructura del pavimento, poniendo en peligro a los vehículos y comprometiendo la seguridad de los conductores. Como una alternativa de solución a este problema se presenta el uso de mecanismos autorreparables a través de la adición de lana de acero a la mezcla asfáltica, estas fibras que se encuentran dispersas en el asfalto permiten que el asfalto se derrita por medio de la aplicación de calor por inducción y selle las micro fisuras, juntando nuevamente los agregados que se han separado o podrían separarse; evitando así los potenciales problemas descritos previamente. Es importante señalar que la investigación realizada previamente en Holanda por el Dr. Erik Schlangen y profundizada por el Dr. Quantao Liu (2013), fue dirigida hacia el estudio de las propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica en caliente porosa con lana de acero, la mejora con respecto a la mezcla asfaltica porosa convencional se produjo en la resistencia a la perdida de partículas, resistencia al daño por agua, rigidez, resistencia a la fatiga y modulo dinámico. Por otro lado, el presente desarrollo de proyecto de grado se aplicara al tipo de mezcla asfáltica en caliente usado en el país (no porosa) en donde se comparara el flujo y estabilidad de la mezcla convencional con respecto a la mezcla asfáltica en caliente con lana de acero denominada auto reparable. Nuestras carreteras, avenidas y caminos no están exentos de esta serie de problemas, ya que los últimos años el exceso de vehículos automotores ha hecho colapsar el sistema vial hasta ahora existente, sobre todo en ciudades más pobladas. Aproximadamente el 46% de las carreteras asfaltadas del país se encuentran deterioradas debido al descuido de los gobiernos nacionales, departamentales o municipales que no consideraron planes de asistencia y mantenimiento lo suficientemente desarrollados para contrarrestar los efectos que causan las micro fisuras que se originan desde que la vía comienza a funcionar. En nuestro país aún no se tienen experiencias en el uso de este tipo de mezclas asfálticas con las características mencionadas anteriormente, pero debido a los beneficios y ventajas que ofrece es que nace la idea de realizar este diseño.

La actual carretera Sucre-Yamparaez interconectoras con gran parte de las provincias nuestro departamento Chuquisaca,presenta una serie de fallas que han sido subsanadas forma temporal, improvisada e ineficiente, es por eso que se plantea esta alternativa sobrecarpeta asfaltica con refuerzo de acero mesh track para mejorar y aumentar serviciabilidad, tanto en una etapa inicial como en una etapa de rehabilitación.

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Por lo tanto el planteamiento del problema científico de la presente investigación puede ser enunciado del siguiente modo: El diseño de una sobrecarpeta asfaltica con refuerzo de acero mesh track ¿será lo suficientemente eficiente para permitir alargar la vida útil del pavimento y garantice una transitabilidad segura y continua?

2.- OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL Diseñar una sobrecarpeta asfaltica con refuerzo de acero mesh track, como una alternativa para retardar la reflexión de grietas, reducir costo y tiempo de mantenimiento, y prolongar la vida útil del pavimento asfaltico en la rehabilitación del tramo carretero Sucre – Yamparaez. 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Realizar una revisión a las propiedades del concreto asfaltico



Estudiar el comportamiento estructural del pavimento.



Analizar las características y propiedades del sistema mesh track (malla de refuerzo)



Analizar el área de intervención comprendida en el tramo carretero Sucre Yamparaez

3.- JUSTIFICACION DEL PROYECTO Usualmente, la técnica empleada para la recuperación de las capas fisuradas de un pavimento, es la colocación de sobre-carpetas asfálticas; sin embargo, este tipo de rehabilitación presenta dificultades, ya que no es capaz de evitar o retardar la reflexión de grietas en los pavimentos producto de las fisuras y discontinuidades en el pavimento a rehabilitar. Como una alternativa de solución a este problema se presenta la adición del refuerzo de acero mesh track a la sobrecarpeta de mezcla asfáltica.

El tramo carretero Sucre-Yamparaez es interconectora con gran parte de las provincias de nuestro departamento Chuquisaca. La solución que se plantea mejorara las condiciones de servicio de esta avenida. Gracias a la adición de este refuerzo de acero mesh track,se aumentarala vida útil del pavimento, lo que podría reducir costos y tiempo de mantenimiento. 4.- APORTES A LA DISCIPLINA Con la elaboración de este proyecto se creará un documento de consulta para los estudiantes de Ingeniería Civil (Mención Vías de Comunicación) que permita ampliar sus conocimientos, dentro de los parámetros y procedimientos de diseño refuerzo de geomallas. Para aplicarla en rehabilitaciones o en su defecto reconstrucciones de pavimentos (caminos vecinales, avenidas, carreteras) Proporcionando de esta manera también a profesionales, constructores, empresarios, un trabajo donde pueda encontrar bases de diseño de mezclas asfálticas modificadas. Este trabajo podrá servir de guía para aquellos que incursionen en el estudio y diseño de este tipo de mezclas, como solución a los problemas que se presentan en la rehabilitación de pavimentos. 5. SUPUESTOS Y EXPECTATIVAS Supuestos: Como supuestos que se consideran al emprender el presente proyecto son:  

La información brindada por la Honorable Alcaldia municipal de Sucre en su departamento de vialidad es valedera y confiable La capa de rodadura de la avenida a tratar se encuentra en condiciones lo suficientemente aceptables para realizar una rehabilitación

Expectativas: Las expectativas que se pretenden alcanzar con el presente proyecto son:   

Se espera que el trabajo de investigación se convierta en una herramienta de apoyo que pueda ser empleado posteriormente en obras nuevas y de gran envergadura. Mejorar las propiedades mecánicas del asfalto y asi mismo posibilitar la optimización de los espesores Lograr plantear una alternativa lo suficientemente eficiente y rentable, al momento de la utilización de mezclas asfálticas modificadas en la rehabilitación y mantenimiento de carreteras.

6.- ALCANCES DEL ESTUDIO  Realizar una revisión a los conceptos fundamentales de mezclas asfálticas

  

Evaluar y estudiar la zona en la cual se realizara la rehabilitación con esta nueva alternativa de pavimento modificado Diseñar la mezcla asfáltica modificada y realizar los ensayos necesarios para comprobar que cumpla con los requerimientos mínimos de una mezcla asfáltica convencional Plasmar en el proyecto de grado todas los resultados obtenidos y determinar las ventajas y desventajas del uso de este tipo de mezclas asfálticas modificadas

7.- DISEÑO DE LA INVESTIGACION La investigación empleara un método científico inductivo y al analítico experimental para contemplar la realización del proyecto mediante un plan adecuado que involucre:

Marco Teórico: Donde se llevara a cabo la recopilación de documentación bibliográfica, comprendiendo en ellos libros, revistas, servicios de internet y toda la información referida a la ciencia de los pavimentos flexibles y mezcla asfáltica en caliente de pavimento flexible modificada con lana de acero.

Marco practico: Este es un aspecto esencial para la realización del proyecto ya que brindara los ensayos experimentales a realizarse en campo o laboratorios así como los referidos a la identificación del problema presente y el estudio del área del proyecto.

8.- INDICE ESQUEMATICO INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES OBJETIVOS DEL PROYECTO Objetivo General Objetivos Específicos JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

ALCANCES DEL PROYECTO APORTES A LA DISCIPLINA SUPUESTOS Y EXPECTATIVAS CAPITULO I : EL ASFALTO 1.1 Reseña Histórica 1.2 Definición del Asfalto 1.3 Geología del Asfalto 1.4 Susceptibilidad Térmica del Asfalto 1.5 Tipos de Asfaltos 1.6 El Concreto Asfáltico CAPITULO II: FUNDAMENTO TEORICO SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE MEZCLAS ASFALTICAS MODIFICADAS 2.1 Pavimentos Flexibles y Rígidos 2.2 Comportamiento Estructural de los Pavimentos 2.3 Causas del Surgimiento de las Fallas 2.4 Criterios en Las Etapas de los Pavimentos 2.5 Evaluación de Pavimentos 2.6 Método de Evaluación Superficial de Pavimentos Asfálticos CAPÍTULO III: DISEÑO DE MEZCLA MODIFICADA EN CALIENTE MODIFICADA CON LANA DE ACERO DISEÑO SEGÚN MÉTODO MARSHALL 3.1 Alcance 3.2 Ensayo de estabilidad y flujo método Marshall 3.3 Estabilidad y flujo 3.4 Propiedades volumétricas de la mezcla 3.5 Cálculos mezcla en caliente convencional 3.6 Cálculos mezcla en caliente modificada con lana de acero “auto reparable” CAPITULO IV: REHABILITACION DE LA AVENIDA CIRCUNVALACION JAIME DE ZUDAÑES CON EL USO DE MEZCLA ASFALTICA AUTORREPARABLE 4.1 Características genérales del proyecto 4.2 Información de la zona de proyecto 4.3 Ubicación del proyecto 4.4 Inventario y descripción fotográfica de fallas 4.5 Procedimiento de diseño del espesor de sobre carpetas según la AASHTO 93 4.6 Consideraciones técnicas 4.7 Beneficios del uso de mezcla asfáltica autorreparable 4.8 Proceso de reparación de la mezcla asfáltica modificada con lana de acero en las vías 4.9 Análisis de costo adicional en la mezcla modificada con lana de acero CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

9.- BIBLIOGRAFIA  GÓMEZ, O. (2015). Criterios de Optimización del Diseño de Sobre carpetas Asfálticas para Bogotá, basados en Ensayos no Destructivos. Tesis de Maestría en Ingeniería Geotécnica. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá.  Padilla Rodríguez, Alejandro. (2004). Análisis de la resistencia a las deformaciones plásticas de mezclas bituminosas densas de la normativa mexicana mediante el ensayo de pista. 

JESUS MONCAYO V. Manual de Pavimento. México DF.3ra Edición 1985

 AASHTO 97. Procedimiento de Diseño para Nuevos Pavimentos. USA. Editorial M. Series, 1997.

10.- CRONOGRAMA N°

ACTIVIDAD

Duración (DIAS)

1 Recolección de información

14

2 Desarrollo del Cap I y II

21

3 Desarrollo del Cap III

21

4 Estudio de suelos

21

5 Estudio del transito

28

6 Desarrollo del Cap IV

28

7 Desarrollo del Cap. V y Cap. VI

21

8 Conclusiones y Recomendaciones

7

9 Preparación para la defensa

7

TOTAL DIAS

1

ENERO 2 3 4

FEBRERO 1 2 3 4

1

MARZO 2 3 4

1

ABRIL 2 3 4

1

MAYO 2 3 4

1

JUNIO 2 3 4

168

11.- PRESUPUESTO DESCRIPCIÓN

MONTO (Bs.)

MONTO (SUS)

Adquisición de Material Bibliográfico

250,00

35,92

Compra de instrumentos de medición lineal

50,00

7,18

Alquiler de equipos de laboratorio

750,00

107,76

Estudio de Suelos (Clasificación, CBR)

1050,00

150,86

Estudio del tráfico

800,00

114,94

Pago de consumo de Internet

100,00

14,37

Material de escritorio

100,00

14,37

Fotocopias de material bibliográfico diverso

120,00

17,24

Impresión de hojas de trabajo

200,00

28,74

Gastos extras

150,00

21,55

TOTAL

3570,00

512,93