Conservacion de Pavimentos Flexibles y Rigidos

Carrera de Ingeniería Civil “Conservación de Pavimentos Flexibles y Rígidos” Autor/Integrantes: Azabache escudero, Italo

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Carrera de Ingeniería Civil “Conservación de Pavimentos Flexibles y Rígidos” Autor/Integrantes: Azabache escudero, Italo Paul Fernández Villanueva Paúl Carlos Medina Huanes Juan de Dios Rabanal Miñano Luis Enrique Rios Laiza, Saulo Zavaleta Alva, Juan Carlos Curso: PAVIMENTOS Docente: ING: JOSE LUIS MEZA RIVAS

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TABLA DE CONTENIDO 1

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................... 3

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OBJETIVOS ............................................................................................................................................. 4 2.1

OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................ 4

2.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................. 4

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JUSTIFICACION ....................................................................................................................................... 5

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PAVIMENTOS FLEXIBLES ........................................................................................................................ 7

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PAVIMENTO RIGIDO .............................................................................................................................. 9

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CONSERVACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RIGIDOS .................................................................... 11

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CLASIFICACION DEL MANTENIMIENTO – TRABAJOS DE REPARACION ............................................... 14

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CONCLUSIONES ................................................................................................................................... 15

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REFERENCIAS ....................................................................................................................................... 17

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INTRODUCCIÓN

En la infraestructura carretera es común que surja la pregunta de cuál opción es la mejor entre un pavimento rígido y uno flexibles. A decir verdad no existe, de una manera generalizada, una respuesta a esta interrogante, pues es claro que se deben de tener en cuenta las variables que intervienen en la elección del tipo de estructura, para las cuales una alternativa puede resultar mejor que otra bajo las mismas circunstancias. Y es que, en la práctica común, no es raro ver que se opte por la solución de menor costo, pero únicamente considerando la variable de construcción, sin evaluar una serie de alternativas como las que en parte se presentan en este trabajo. De acuerdo con el Atlas de la Red Carretera de México, entre los años 2007 y 2008 se tenía una red asfaltada de 136,780 km mientras que la longitud carretera pavimentada con concreto hidráulico limitadamente llegaba a los 3,097 km, representando el 2.3% de las carreteras revestidas con asfalto. Es claro el uso común de los pavimentos asfálticos en México; de la misma forma que ocurre en casi todo el mundo.

Se cree que los pavimentos rígidos duran más que los flexibles, y es que si se le pregunta a casi cualquier ciudadano que no tenga un conocimiento amplio del tema, cuál de los dos prefiere, seguramente contestarán que uno rígido debido a que aparentemente duran mucho más. Y en realidad no es que duren más, sino que las circunstancias en que se construyen en la práctica común, los rígidos presentan una ventaja ante los flexibles. Las carpetas asfálticas son nobles, en el sentido que permiten la construcción en espesores menores que los rígidos, lo cual lleva a los constructores a abusar de esa nobleza para abaratar los costos de construcción y que la obra resulte “económica” dejando de lado los costos que se van a generar por conservación y por operación. En el caso de las losas de concreto, los espesores de construcción mínimos son mayores que los de las carpetas asfálticas, debido a esto es que llevan una ventaja por si mismos sobre las vialidades construidas con asfalto.

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2.1

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL El objetivo general es evaluar el estado de conservación de pavimentos flexibles y rígidos utilizando el método PCI, basándose en norma internacional ASTM D- 6433.

2.2 •

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar los tipos de fallas existentes en los pavimentos, según las clasificación de norma ASTM D6433 (Práctica estándar para el estudio del Índice de condición de pavimentos de Carreteras y Estacionamientos).



Determinar el nivel de severidad de acuerdo a cada tipo de falla encontrada, según la normas ASTM D6433.



Realizar el ensayo de la Viga Benkelman a fin de comparar los resultados con los del método del Índice de Condición del Pavimento (PCI).



Establecer las técnicas de solución a utilizar para garantizar la conservación de dicho pavimento.

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JUSTIFICACION

Las obras de infraestructura vial, como las pistas, tienen como principal objetivo lograr un cambio profundo en la vida de las personas, mejorando su calidad de vida, ya que las vías de comunicación son esenciales para el desarrollo de una determinada localidad. No solo las grandes carreteras influyen en las mejoras de la conectividad, ya que permiten a las personas desplazarse en menores tiempos y con una mayor calidad y seguridad; sino que también el simple hecho de renovar las calles de una localidad, impacta positivamente en su bienestar, tanto como de las personas que habitan estas calles, como las que transitan diariamente. Si bien es cierto esta construcción trae consigo muchos beneficios tales como: a) Disminución de contaminación al bajar los niveles de polvo en suspensión b) Eliminación de problemas de accesibilidad, como inundaciones c) Mejoramiento de la imagen del barrio d) Aumento de la plusvalía de las propiedades beneficiadas por el proyecto. e) Mejoramiento del tráfico vehicular f) Mejorar las condiciones de habitabilidad g) Mejorar la movilidad vial y peatonal h) Disminuir la vulnerabilidad del sistema vial i)

Propicia condiciones óptimas para el disfrute del espacio público

Pero, no sólo la ejecución de nuevos pavimentos trae consigo estos beneficios, sino que también la reparación de vías ya ejecutadas y con cierto tiempo de uso, mejora la serviciabilidad del pavimento y asegura la conservación del mismo, evitando gastos innecesarios, y reduciendo costos de reposición.

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Debido a la importancia y al uso diario, que tienen los sistemas de transporte terrestre se hace necesario tener un sistema que permita cuantificar los daños, que se producen a través del tiempo o por el incremento de las cargas aplicadas a estos pavimentos. La implementación de métodos que permitan generar un sistema de mantenimiento y reparación de pavimentos permitirá alargar la vida útil de estos; es de suma importancia, pues este hará que el usuario tenga comodidad y seguridad al conducir. Es así que se debe realizar una evaluación de la condición del estado de los pavimentos existentes, el cual se realizará en base al “Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimento en caminos y estacionamientos” (ASTM D6433-03) o mejor conocido como “Método PCI” (Pavement Condition Index), determinando la clase, severidad y magnitud de las fallas encontradas. Este método constituye el modo más completo para la evaluación y calificación objetiva de pavimentos, siendo ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandarizado, por agencias como por ejemplo: el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, el APWA (American Public Work Association) y ha sido publicado por la ASTM como método de análisis y aplicación (Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimento en caminos y estacionamientos ASTM D6433-03). Este método no pretende solucionar aspectos de seguridad si alguno estuviera asociado con su práctica. El PCI se desarrolló para obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional de la superficie, un valor que cuantifique el estado en que se encuentra el pavimento para su respectivo tratamiento y mantenimiento.

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PAVIMENTOS FLEXIBLES

Pavimentos formados, como se puede observar en la figura, por una sub-base y/o base hidráulica o estabilizada, y una superficie de rodamiento, que puede ser: una carpeta de riegos; una carpeta de mezcla asfáltica elaborada en frío o en el lugar, o de mezcla en caliente elaborada en planta, también llamadas de concreto asfáltico, pudiendo tener incluso además un riego de sello aplicado sobre la superficie de la carpeta.

Esta serie de capas inicialmente estaban constituidas por materiales con una resistencia a la deformación decreciente conforme la profundidad, de modo análogo a la disminución de las presiones transmitidas desde la superficie. El aumento de las intensidades y número de aplicaciones de cargas, llevo a los denominados pavimentos rígidos, con capas tratadas o estabilizadas con cemento, o con un espesor muy importante de mezclas asfálticas como las denominadas “full depth”, con espesores del orden de 30 cm. Estos pavimentos suelen incluirse en el grupo de los flexibles, debido a que tienen un pavimento asfáltico análogo, pero su comportamiento es muy diferente con capas inferiores de igual o mayor rigidez que las superiores, como en el caso de los pavimentos de sección invertida.

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Características

Mayor

drenabilidad:

Las

mezclas

asfálticas

de

granulometría

abierta

proporcionan una drenabilidad mayor al permitir el desalojo del agua transversalmente sobre la macrotextura superficial que presentan, reduciendo el hidroplaneo y la proyección de agua. Aunque si bien las mezclas asfálticas de graduación abierta son muy recomendables en camino abierto y con condiciones de lluvia frecuente, en Europa se ha prohibido, como práctica común, el empleo de mezclas asfálticas drenantes en los túneles, debido a que permiten que los combustibles o líquidos flamables vertidos se desplacen por su interior facilitando la propagación del fuego en caso de incendio (Del Val, 2010).

Deterioros Frecuentes -

Agrietamientos: Resultado de una superficie de rodadura fatigada, que en muchas ocasiones puede deberse a deformaciones permanentes en las capas inferiores de la estructura del pavimento, que reducen su capacidad portante, llevando a la superficie de rodadura a fatigarse Así como también al uso de ligante asfáltico muy duro.

-

Deformaciones permanentes: Se presentan las llamadas “roderas” que dificultan la ransitabilidad y permiten la acumulación de agua, que al igual que en el punto anterior, puede deberse a las capas inferiores (mala compactación de la base) o únicamente a la carpeta asfáltica (asfalto en exceso o uso de asfaltos blandos en zonas de temperatura alta).

-

Desprendimiento de agregados: varios factores como la mala adherencia entre pétreo y el asfalto, un ligante asfáltico inadecuado, agregado con polvo adherido o presencia de lluvia durante el tendido de la mezcla asfáltica; que posteriormente se reflejan como baches.

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PAVIMENTO RIGIDO

Se tienen referencias de que la primera franja de pavimento de concreto hidráulico fue construido completamente en el año 1893, desde entonces, el concreto ha sido utilizado extensamente para pavimentar carreteras y aeropuertos así como calles de zonas residenciales y comerciales. Como se observa en la figura, el pavimento rígido típicamente está formado por una base hidráulica o una sub-base y una losa de concreto hidráulico, pudiendo tener o no un refuerzo de acero, en cuyo caso, normalmente se utiliza la malla electro soldada.

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Los pavimentos rígidos constan de una losa de concreto hidráulico. Por su mayor rigidez distribuyen las cargas verticales sobre un área grande y con presiones muy reducidas, salvo en bordes de losas y juntas sin pasajuntas, las deflexiones o deformaciones elásticas son casi inapreciables. La losa se apoyará en la capa subrasante, si ésta es de buena calidad y el tránsito es ligero, o bien, sobre una capa de material seleccionado, llamada sub-base. Esta capa no tiene funciones estructurales, utilizándose como una superficie de apoyo, capa drenante, plataforma de trabajo, etc. y formada por materiales granulares o bien estabilizada con cemento Portland, o inclusive concreto pobre.

Caracteristicas

El comportamiento del concreto ante el ataque del agua es mejor que el que presentan las mezclas asfálticas, por lo cual es una buena opción utilizarlo en zonas donde estará en contacto continuo con el agua, como por ejemplo en zonas bajas o de frecuente inundación. También su uso es conveniente en cruces vehiculares, en donde se tiene un TDPA elevado y el tiempo de concentración de las cargas de los vehículos pesados es prolongado. También su periodo de mantenimiento es más espaciado, por lo que se evitan los problemas generados como el congestionamiento de tránsito, costos de operación y contaminación.

Deterioros Frecuentes

-

Escalonamiento: Debido a la erosión de la base por flujo de agua en la proximidad de las juntas o grietas. También puede ocasionarlo un asentamiento diferencial en la capa subrasante.

-

Agrietamiento de esquina: Se origina por la erosión de la base, lo que ocasiona una falla

apoyo de la losa, así como por sobrecargas en las

esquinas o una deficiente transmisión de carga entre juntas.

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- Agrietamiento transversal y longitudinal: sentido transversal es debido a una longitud excesiva en la losa y en la longitudinal un a excesivo; además de que carezca de una junta longitudinal. También es debido en ambos casos a un diseño deficiente (menor espesor del requerido).

- Otro aspecto a considerar es rugosidad; obtener la rugosidad inicial de la losa de concreto después de un periodo de puesta en servicio se torna más difícil y costoso, por lo que implica el rayado de las losas con discos de diamante.

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CONSERVACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RIGIDOS

En este sentido es importante tener presente que su estructura sufrirá con el tiempo daño y deterioro aun cuando sea adecuadamente diseñado y construido de acuerdo con todas las especificaciones y normas de calidad.

Aun con un mantenimiento óptimo alcanzaran un punto de falla. Los pavimentos la única estructura de ingeniería que se diseña para que falle dentro de un periodo especifico de tiempo

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El modo de deterioro varia sustancialmente, en función de la interaccion de varios parámetros.

En general la falla de un pavimento puede clasificarse como

estructural o

funcional.

-

La falla estructural esta asociada con la capacidad de carga del pavimento y normalmente se refiere a la fatiga de la estructura.

-

La falla funcional

es generalmente definida como la incapacidad

del

pavimento para proveer una superficie que permita un rodaje confortable, seguro y económico de los vehículos.

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Adicionalmente los modos de deterioro o falla son normalmente divididos en:

ASOCIADOS O NO ASOCIADOS CON CARGA

ASOCIADO: Siendo los primeros inducidos por el trafico en la estructura del pavimento.

NO ASOCIADO: Las fallas no asociadas con carga se refieren a las producidas por el medio ambiente y condiciones atmosféricas, calidad de construcción y/o materiales y problemas especiales como temperatura, humedad, características de los suelos, materiales y diseños inadecuados de ingeniería.

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CLASIFICACION DEL MANTENIMIENTO – TRABAJOS DE REPARACION Las técnicas de mantenimiento caen dentro de dos categorías generales: 

Actividades Correctivas

Reparan una falla dada y mejoran una serviciabilidad

del pavimento. La

reparación del espesor completo y reparación de espesor parcial

son

actividades correctivas.

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Actividades Preventivas

Son actividades que retardan o previenen la aparición de una falla con el fin de mantener una buenas servicialidad.

Resello de juntas y grietas, nivelación de bermas, instalación de drenes

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CONCLUSIONES Referente al mantenimiento, muy común recurrir a los pavimentos rígidos para evitar las acciones de mantenimiento a corto plazo, aunque este hecho de ninguna manera justifica que se “abandone” el pavimento una vez puesto en servicio, ya que también se pueden presentar diversos deterioros que de no ser atendidos de manera pronta y acertada, la estructura del pavimento quedará condenada a una vida útil menor y a una reconstrucción en un tiempo más corto de lo previsto. Como conclusión general se puede decir que la determinación del mejor pavimento no puede ser juzgada a priori, es necesario realizar toda una evaluación de las condiciones y características de la obra, para poder elegir la opción más idónea. Es decir, se debe evaluar desde los costos de Roderas Desprendimientos

Pavimentos

Rígidos

y

Flexibles:

¿Cuál

es

mejor?

transitabilidad y permiten la acumulación de agua, que al igual que en el punto

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anterior, puede a las capas inferiores (mala compactación de la base) o únicamente a la carpeta asfáltica (asfalto en exceso o uso de asfaltos blandos en zonas de temperatura alta). Desprendimiento de agregados: Provocado por varios factores como la mala adherencia entre el pétreo y el asfalto, un ligante asfáltico inadecuado, agregado con polvo adherido o presencia de lluvia durante el tendido de la mezcla asfáltica; que posteriormente se reflejan como baches.

Construcción, mantenimiento y operación (el generado a los usuarios por consumo de combustible y mantenimiento del vehículo) así como el impacto ambiental generado; el que resulte más económico será el más adecuado, incluyendo el costo social que implica el impacto ambiental. Además de tener en cuenta ventajas que ofrece uno frente al otro en igualdad de circunstancias, así como los problemas que presentan, para poder tomar la decisión técnica más conveniente.

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REFERENCIAS

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en

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PRACTICOS

DE

LA

INGENIERIA.

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