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República Bolivariana de Venezuela Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela de ingeniería civil

TERMINOS TECNICOS DEL MANTENIMIENTO, FRECUENCIA DE EVALUACION DE LAS CARRETERAS SEGÚN SU TIPO, METODOS DE EVALUACION Y EXPLORACION DE LAS CARRETERAS, METODO PCI, CORRECTIVOS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES

Maturín, Noviembre 2013

Ensayo

Términos técnicos del mantenimiento  Administración de la vialidad: conjunto de actividades de planificación, programación, ejecución, evaluación y control de recursos financieros, humanos y materiales aplicados a obras y servicios destinados a asegurar un adecuado funcionamiento de las vías y sus elementos.  Administración directa de la recaudación: definición que se utiliza para designar cuando una vía está sujeta a recaudación de peaje, sin que la misma haya sido otorgada en concesión. La recaudación la puede realizar directamente el ente público o a través de un tercero contratado como agente recaudador, cuya única función es recaudar y depositar lo recaudado en una entidad bancaria designada para tales efectos por el ente público contratante.  Aprovechamiento de la vialidad: obtención de una utilidad o beneficio en el uso de una vía ó de un elemento de la misma, con la obligación de conservarlo, así como de reponerlo a su condición física inicial cuando para efectos del aprovechamiento se deban realizar obras en su estructura.  Concesión: es una forma contractual de administración de una carretera,

autopista,

túnel

o

puente,

cuya

característica

específica radica en el hecho de que un particular, denominado concesionario ó empresa concesionaria, cobra directamente a los usuarios una tarifa cuyo valor y formula de revisión y

actualización, se establece en el contrato de concesión que se suscribe entre el ente concedente (entidad nacional, estatal o municipal) y la empresa concesionaria que obtuvo la concesión generalmente mediante licitación pública.  Conservación vial: Amplio conjunto de actividades destinadas a asegurar el funcionamiento adecuado a largo plazo de una vía o de una red vial, al menor costo posible, mediante la protección física de la estructura básica y de la superficie de la vía, procurando evitar la destrucción de partes de la estructura y por ende en la necesidad de una posterior rehabilitación o reconstrucción.  Explotación: se refiere a la etapa en el plazo de la concesión, en la cual el concesionario o empresa concesionaria realiza las actividades de recaudación o cobro de las tarifas de peaje, la prestación de servicios conexos a los usuarios, la conservación y mantenimiento de la obra concesionada y la recuperación del capital invertido.  Mantenimiento Mayor y Puesta a Punto: término que se utiliza cuando se trata de actividades de que se deben aplicar a todo un tramo de una vía como consecuencia de alguna de las siguientes causas: deficiente construcción, ausencia de un adecuado programa de conservación o descuido prolongado en el mantenimiento.  Mantenimiento rutinario: Reparación localizada de pequeños defectos en la calzada y el pavimento, mantenimiento regular del

drenaje, tales como: limpieza de cunetas, torrenteras y alcantarillas, dispositivos

mantenimiento para

control

de

de

taludes

tránsito

y

y

laterales,

otros

los

elementos

accesorios, limpiezas de las franjas de derecho de vía, control de la vegetación, limpieza de la tierra o arena y mantenimiento de las zonas de descanso y obras de seguridad.  Patrimonio Vial: es el conjunto de toda la infraestructura vial, de la cual se esperan beneficios para las generaciones presentes y futuras.  Rehabilitación: significa reparación selectiva y refuerzo del pavimento o de la calzada, previa demolición parcial de la estructura existente. Se efectúa cuando la vía se encuentra muy deteriorada para resistir un mayor volumen de tránsito en el futuro, y tiene por objeto el restablecer las condiciones originales de la superficie de rodamiento.  Usuario: término con el que se designan las personas o bienes beneficiarios de un sistema de transporte, los cuales, mediante las distintas modalidades de vehículos, se movilizan para satisfacer la necesidad de viajar, que se caracteriza por tener un propósito y un origen - destino. El transporte es un factor indispensable para el desarrollo de todas las actividades de un país. Su influencia es significativa en el precio del mercado de los bienes debido a su costo de traslado; permite además la integración del país y aumenta las oportunidades para su desarrollo. Es a su vez demandante de bienes y servicios con un importante

efecto multiplicador en la actividad económica. Las carreteras son elementos fundamentales para el desarrollo económico de un país, dada la magnitud de productos y personas que movilizan. Al respecto, la red carretera nacional tiene una longitud de más de 366 mil kilómetros, a lo largo de los cuales se desplaza el 98% de los pasajeros y 74% de la carga terrestre. Este movimiento debe hacerse de forma rápida, cómoda, económica y segura, por lo que es necesario disponer de una superficie de rodamiento que reúna las condiciones adecuadas para permitir el movimiento de los vehículos a las velocidades de operación de las carreteras, sin provocar problemas en sus recorridos. Toda vialidad requiere una atención constante para su conservación para proporcionar las condiciones de seguridad y comodidad para el traslado de pasajeros y facilitar el intercambio de bienes y servicios entre las diversas regiones del país. Debe considerarse siempre que cada país, cada región, cada institución y en particular, cada red vial poseen características particulares y especificas. Este aspecto es frecuentemente olvidado a la hora de implementar tecnologías,

software,

equipamientos,

materiales,

técnicas

constructivas, modelos de gestión, o inclusive metodología de diseños y control de probada eficacia en otros sitios, pero que pueden no responder o no resultar adecuadas a las necesidades especificas apuntadas.

La investigación, el desarrollo y la innovación son actividades que deben fomentarse que hacen a la mejora de los procesos involucrados en

el

mantenimiento

vial,

y

que

precisan

de

constancia

y

fundamentalmente de apoyo y disponibilidad de recursos adecuados. La implementación de nuevas técnicas debe hacerse cuidadosamente y en plazo razonable, lo que permite la detección de problemas y la búsqueda de soluciones, así como los ajustes locales correspondiente. Evaluación de las carreteras La incidencia de factores de diverso origen determinan alteraciones de la superficie de rodamiento de los pavimentos que afectan la seguridad, comodidad y velocidad con que debe circular el tránsito vehicular presente y futuro. La finalidad de todo proceso de mantenimiento o refuerzo de los pavimentos en servicio, es corregir los defectos mencionados para alcanzar un grado de transitabilidad adecuado durante un período de tiempo suficientemente prolongado que justifique la inversión necesaria. Las causas de los defectos mencionados son de distinto origen y naturaleza; entre las que cabe destacar las siguientes: • Elevado incremento de las cargas circulantes y de su frecuencia con respecto a las previstas en el diseño original. • Deficiencias durante el proceso constructivo en la calidad real de los materiales en espesores o en las operaciones de construcción, particularmente en la densificación de las capas.

• Diseños deficientes (ejemplos: empleo de métodos de diseño que resultan inadecuados en la actualidad; incorrecta valoración de las características de los materiales empleados; incorrecta evaluación del tránsito existente y previsto durante el período de diseño del pavimento). • Factores climáticos regionales desfavorables (ejemplos: elevación del nivel freático, inundaciones, lluvias prolongadas, insuficiencia de drenaje superficial ó profundidad prevista). • Deficiente mantenimiento por escasez de recursos económicos disponibles, equipo, maquinaria especializada y personal capacitado. • Problemas de aprovisionamiento en algunas zonas del país, por agotamiento de materiales adecuados en las proximidades de los puntos de empleo, obligando a mayores distancias de acarreo. A veces la limitante es legal, por razones urbanísticas y aún ambientales. Por los anteriores y otros problemas, existe la necesidad perentoria de determinar, mediante diferentes tipos de ensayos, parámetros estructurales y funcionales, que nos indiquen el estado actual del pavimento y su desempeño futuro.

Para la conservación de las carreteras deben aplicarse mantenimientos según sea el caso: 1.-El mantenimiento rutinario, comprende todas aquellas actividades requeridas para conservar una vía de regular a buen estado, las cuales

se repiten una o más veces al año. También, incluye aquellas labores de reparación vial destinadas a recuperar elementos menores dañados, deteriorados o destruidos, como las barandas de puentes, obras de drenaje menores, señalización vertical y horizontal, muros de contención y actividades afines. 2. El mantenimiento periódico, abarca las obras de conservación vial que se repiten en períodos de más de un año para mantener la vía a un nivel de servicio de regular a buen estado. También, está considerada la colocación de recapados sobre pavimentos deteriorados existentes. 3. El mantenimiento preventivo, consiste en actividades y obras de mantenimiento destinadas a prevenir fallas en la vía antes de que ocurran 4. El mantenimiento por administración a costo más porcentaje, habrá casos para los cuales los trabajos de mantenimiento a realizarse no se pueden cuantificar, no exista una partida de pago en el contrato para cubrirlos o son para ejecutar obras de emergencia o no previstas. En estos casos es necesario proceder con la modalidad de trabajos por administración mediante el cual el pago por todos los trabajos realizados y mano de obra o materiales provistos se efectúa sobre una base de costo más porcentaje, según lo estipulado en la Sección 1200 de estas especificaciones generales. 5. El mantenimiento de emergencia, consiste en actividades e intervenciones aplicadas en forma urgente que se realizan como

consecuencia de fuerza mayor, como el caso de desastres naturales, con el propósito de habilitar la vía permitiendo así el paso vehicular. Método de evaluación de las carreteras La evaluación debe ser objetiva y de recopilación de antecedentes y sin perder de vista que debe responder a: 1) ¿cuándo rehabilitar?, 2) ¿Cómo rehabilitar?, 3) ¿Cuánto costara? Existen varios métodos para llevar a cabo la evaluación y se describen en dos procesos.  El primer procedimiento es el que se llama como rutinario y se basa

fundamentalmente

en

la

utilización

de

diversos

instructivos internos, que involucran aspectos relativamente sencillos de analizar en forma visual o manual o bien que puedan ser utilizados con equipos de evaluación sencillos o prácticos. Este método consiste en asignar puntajes de calificación a los diferentes elementos de la carretera incluyendo señalamientos y estructuras.  El segundo procedimiento, llamado de alto rendimiento, tiene un carácter fundamentalmente cuantativo, a diferencia del procedimiento anterior. En este procedimiento se hace más énfasis en aspectos tan importantes como la determinación de la capacidad estructural de la sección, su vida remanente, causas de la falla inclusive se estudia a fondo la posibilidad de abandonar el tramo, adecuarlo o aceptarlo en las condiciones que se encuentre.

En esta metodología se combinan mediciones objetivas con apreciaciones subjetivas y antecedentes constructivos y operativos, se utilizan aparatos de medición que no es rentable adquirirlos para la dependencia y que sirven como valioso complemento en el estudio como el perfilometro que mide el perfil geométrico de una calzada y el “bump integrado” el cual mide el desplazamiento de estos aparatos queda fuera del alcance de este trabajo. Conviene indicar que una evaluación subjetiva puede dejar muy bien parada una obra si dicha evaluación se hace cuando recién se le acaba de aplicar un paliativo que cubra serias deficiencia, que con toda seguridad serán descubiertos mediante una evaluación objetiva Método de Evaluación Superficial de Pavimentos Asfálticos (Pavement Condition Index - PCI) El método de evaluación de pavimentos PCI, fue desarrollado por M.Y. Shahin y S.D. Khon y publicado por el cuerpo de Ingenieros de la armada de Estados Unidos en 1978. El objetivo de este estudio fue desarrollar un Índice de Condición de Pavimentos (PCI) para carreteras y calles para proveer al ingeniero de un método estándar para evaluación de la condición estructural y de la superficie de una sección de pavimento, y de un método para determinar necesidades de mantenimiento y reparación en función de la condición de pavimentos. Entre las características del método de evaluación del PCI, se puede citar las siguientes:

• Es fácil de emplear • No requiere de ningún equipo especial de evaluación, el procedimiento es enteramente visual. • Ofrece buena repetibilidad y confiabilidad estadística de los resultados. • Suministra información confiable sobre las fallas que presenta el pavimento, su severidad y área afectada. Los pasos requeridos para la evaluación de cada tramo o sección de vía están orientados a: • Recorrer la vía en un vehículo “estándar” a la máxima velocidad permitida en la misma. •Seleccionar dentro del tramo un subtramo que represente la condición promedio del pavimento en todo el tramo. • Determinar el valor del PCI en una sección del subtramo. Es importante que la sección seleccionada sea lo más representativa posible de la condición promedio del pavimento en todo el tramo.

El grado de deterioro de un pavimento estará dado en función del tipo de falla, su severidad (ancho de grieta, etc.) y de su densidad (% del área afectada). Condición del Pavimento

El PCI califica la condición “integral” del pavimento en base a una escala que varía desde 0 hasta 100. A continuación se muestran los puntos para la calificación del PCI: 100 70

Pavimento en “perfecto” estado. Punto en que el pavimento comienza a mostrar pequeñas fallas

localizadas, es decir el punto en que deben iniciarse acciones de mantenimiento rutinario y/o preventivo menor. 55

Punto en que el pavimento requiere acciones de mantenimiento

localizado para corregir fallas más fuertes. Condición para corregir fallas fuertes. Su condición de rodaje sigue siendo “buena” pero su deterioro o reducción de calidad de rodaje comienza a aumentar. 40

Punto en el que pavimento muestra fallas más acentuadas y su

condición de rodaje puede calificarse como “regular” o “aceptable”, el deterioro aumenta rápidamente. Este punto es cercano al definido como punto “óptimo” de rehabilitación. 0

El pavimento está fuertemente deteriorado, presenta diversas

fallas avanzadas y el tráfico no puede circular a velocidad normal. El pavimento

se

considera

“fallado”

y

requiere

acciones

de

mantenimiento mayor y eventualmente reconstrucción parcial de un alto porcentaje de su área. El cuadro resume la acción a tener en cuenta de acuerdo al valor del

PCI calculado para cada vía. Se aprecia además el estado del pavimento asociado a este mismo valor. Los trabajos de Mantenimiento (PCI>70) están referidos a la actividad de “aumentar” la vida útil de la estructura de pavimento, en términos de comodidad y seguridad. Puede constituir una práctica preventiva y/o correctiva. Los trabajos de Rehabilitación (70>PCI>30) se refiere a la actividad necesaria para “devolver” a la estructura de pavimento las condiciones de soporte de carga con las que inicialmente se construyó así como su nivel de servicio en términos de seguridad y comodidad Finalmente los trabajos de Construcción (PCI