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Curso. Seminario de tesis I

UNIVERSIDAD “SAN PEDRO”

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

“DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DEL NIVEL DE INCIDENCIA DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO EN LOS PAVIMENTOS RÍGIDOS DEL DISTRITO DE MARCARA PROVINCIA DE CARHUAZ –REGION ANCASH AUTOR:

ASESOR:

Giraldo Lliuya William

Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

Huaraz – Ancash – Perú 2015

INDICE

Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

10 de marzo de 2015

1

Curso. Seminario de tesis I CAPITULO I PLAN DE INVESTIGACION 5 1.

PROBLEMA

5 1.1. SELECCIÓN DEL PROBLEMA 6 1.2.

ANTECEDENTES

DEL

PROBLEMA

6 1.2.1 DESDE CUANDO EXISTE O SE CONOCE EL PROBLEMA 6 1.2.2.

ESTUDIOS

O

PROYECTOS

TÉCNICOS

ANTERIORES

8 1.2.3.

LIBROS.

8 1.3.

FORMULACIÓN

DEL

PROBLEMA

9 1.4.

JUSTIFICACIÓN

DEL

PROYECTO

TÉCNICO

9 1.4.1. Justificación Económica 9 1.4.2. Justificación Social 9 1.4.3.

Justificación

Metodológica

10 1.5 .LIMITACIONES

PROYECTO

TÉCNICO

11 2. OBJETIVOS 11

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Curso. Seminario de tesis I 2.1.

Objetivo

general

11 2.2. Objetivos específicos CAPITULO II MARCO TEÒRICO 2.3.

MARCO TEÓRICO

12 2.3.1.

DEFINICIÓN DE PAVIMENTO

12 2.3.2.

PAVIMENTO RÌGIDO

12 2.3.3.

ELEMENTOS QUE INTEGRAN UN PAVIMENTO RÍGIDO

13 a)

Subrasante 13

b)

Sub

base

13 c)

Losa 15

2.3.4.

TIPOS

DE

PAVIMENTOS

RÍGIDO

16 a) Concreto

Hidráulico

Simple

16 b) Los pavimentos de concreto simple con barras de transferencia de carga. c) Concreto

17 Hidráulico

Reforzado

17 d) Concreto

Hidráulico

Reforzado

Continuo

18

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Curso. Seminario de tesis I e) Los

pavimentos

de

hormigón

fibroso.

19 2.3.5. MATERIALES QUE CONFORMAN EL PAVIMENTO RÍGIDO a) Cemento 19 b) Agua. 19 c) Materiales

Pétreos.

20 d) Grava 20 e)

Arena

20 f)

Aditivos

20 g) Acero

De

Refuerzo

21 h)

Sellador

Para

Juntas

21 2.4. DEFINICIÓN, FUNCIÓN Y TIPO DE JUNTAS. 21 2.4.1 VENTAJAS PAVIMENTOS RÍGIDOS. 25 2.4.2. DESVENTAJAS PAVIMENTOS RÍGIDOS. 26 2.5. FALLAS EN PAVIMENTO RÍGIDO 27 2.5.1. Levantamiento (Blow Up) 27 2.5.2 Agrietamiento de Esquina (G-E) 28 2.5.3 Bombeo (S-Bo) 29

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Curso. Seminario de tesis I 2.5.4. Grietas Transversal 31 2.5.5. 32

Grietas

2.5.6. 34

Longitudinal

(G-L)

de

Juntas

Desportillamiento

2.5.7. Losas Subdivididas 35 2.5.8

Extrusión

del

material

de

sello

(J-ES)

37 2.5.9.

Fisuras

en

Bloque

38 2.5.10. Asentamientos (S-A) 39 2.6. METODO PCI 40 2.6.1. DEFINICION 40 2.6.2.

RESEÑA

HISTORICA

41 2.6.3. SIGNIFICADO Y USO 41 3.

MÉTODO

DE

DESARROLLO.

42 3.1.

Tipo

y

nivel

de

la

Investigación

42 3.2.

Diseño

de

Investigación

42 3.3.

UNIVERSO

O

POBLACIÓN

Y

MUESTRA

43

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Curso. Seminario de tesis I 3.3.1.

Universo

o

Población

43 3.3.2.

Muestra

43 3.4. DEFINICIÓN Y OPERALIZACIÓN DE VARIABLES 43 3.4.1. Variables Independientes 43 3.4.2. Variables Dependientes: 43 3.5.

TÉCNICAS

E

INSTRUMENTOS:

44 3.6.

PROCEDIMIENTO

Y

ANÁLISIS

DE

DATOS:

45 3.6.1.

Procedimientos:

45 3.6.2.

Análisis

de

Datos:

45 4. Cronograma 46 Anexos 47 Biografía 49

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Curso. Seminario de tesis I

CAPITULO I PLAN DE INVESTIGACION 1. EL PROBLEMA El Distrito de Marcara de la Provincia Carhuaz de la Región Ancash se encuentra al norte del Perú a 10º 17' 55" de latitud sur, a 77º 08' 53” longitud oeste y a una altura promedio de 2757 msnm, con temperatura promedio de 20° que oscilan entre los 12°C y 24°C de tal manera que los procesos constructivos varían en función a dichas temperaturas según la época, por ello se requiere de un nivel técnico apropiado en los procesos constructivos de pavimentos. Dado que en la distrito de Marcara la variación altitudinal es muy evidente el cual está comprendida entre los 2740 a 2790 msnm, los estratos de suelo son muy variables también hay la presencia de napa freática en algunos sectores, por el cual se encuentran patologías como hundimiento y agrietamiento de los pavimentos que nos conlleva a establecer un nivel de

vulnerabilidad.

Por

ello

nuestro

proyecto

técnico

pretende

que

conociendo las causas de estas rarezas podamos proponer las soluciones convenientes, tanto para el mantenimiento correctivo de las actuales construcciones, así como el mantenimiento preventivo de las actuales y de las futuras construcciones, además de dar las pautas para las nuevas.

Distrito de Marcara estas calles desde su culminación no se ha dado hasta la fecha ningún mantenimiento rutinario a la vía, por lo que esta se viene deteriorando

paulatinamente presentando fallas

recurrentes y comunes como la falla de las juntas y estas fallas se van prolongando más, también se observa que las autoridades no tienen una política orientada al mantenimiento, ya que no se observa eso en las calles. Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I Se propone:  Ejecutar

diagnósticos,

análisis

y

tendencias

para

la

construcción de Pavimentos de Concreto Rígido.  Ejecutar diagnósticos y análisis de las realidades en el distrito de Marcara  Propender y estimular el trabajo en equipo.  Fomentar la creatividad e innovación tecnológica en temas asociados a la actividad de la construcción.

1.1. Selección del Problema ¿En qué medida la determinación de las patologías del pavimento de concreto hidráulico en el distrito de marcara permitirá evaluar el estado actual del pavimento? 1.2 Antecedentes del problema 1.2.1 desde cuando existe o se conoce el problema a.) antecedente en el mundo Deterioro de Estructuras de Pavimento Rígido en la Vía de Acceso a Residencial Santa Mónica, Managua, Nicaragua. El primer deterioro que se manifestó en esta losa fue la fisura de esquina, producto de la repetición de cargas pesadas. Deberá recordarse que en esta zona para llevar a cabo la construcción de La Residencial Santa Mónica, existe la presencia de vehículos que circulan cargados del material necesario para llevar a cabo la obra. Otra razón por la

cual se pudo dar esta falla es por la deficiente transferencia de carga a través de las juntas lo que produce altas deflexiones en las esquinas. Cuando fisura de esquina aumenta su ancho producto del constante tráfico vehicular, da lugar a la introducción de materiales incompresibles dentro de la grieta, en el instante que la losa se expande con el incremento de las temperaturas, los materiales incompresibles alojados dentro de la grieta, evitarán el movimiento de expansión de las losas que tienden a cerrar las juntas, induciéndose tensiones de compresión a

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Curso. Seminario de tesis I lo largo de la paredes generando el descascaramiento del concreto en su parte inferior como es en este caso. Pavimentos en Suelos Expansivos en la Ciudad de Cali Los pavimentos de extensas áreas de la ciudad de Cali, en las que predominan suelos de potencial contracto expansivo medio a alto, especialmente en el norte y nor-oriente y algunos sectores del sur, presentan un deterioro progresivo que se manifiesta en severas ondulaciones y elevaciones, agrietamientos longitudinales paralelos al eje central, deformaciones importantes localizadas cerca de las líneas y Estructuras del alcantarillado, y fallas en el pavimento asociadas a la desintegración del material de superficie. b.) Antecedentes Nacionales Construcción de pavimento de la cuadra 24 del jr. Maracaibo en la urbanización Perú, Distrito de San Martin de Porres – Lima. Situación actual: El Jr. Maracaibo, Cuadra 24 se encuentra en terreno natural, debido a la antigüedad de la urbanización esta cuenta con todos los servicios básicos como es agua, desagüe y fluido eléctrico, este jirón presenta una peculiaridad en las secciones de la calzada el cual varía desde 5.40m. Hasta 2.85m., debido a que el alineamiento de las viviendas no se encuentra uniforme, se puede observar jardineras de concreto y losas, los cuales se ubican dentro de la calzada La Pesadilla de las Pistas Rotas. No solo los semáforos malogrados, la falta de señalización y el caos vehicular son responsables de los múltiples dolores de cabeza de los limeños. El mal estado de la mayoría de pistas de la capital es un problema que, pese a las continuas reparaciones, parece de nunca acabar. Como ya es costumbre, en la víspera de las elecciones municipales, las comunas suelen apurar un plan de obras que incluye el asfaltado de las vías, los cuales no duran mucho tiempo. C.) Antecedentes Locales Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I Existen algunos trabajos aislados sobre el particular del tema pero aun no todos registrados. En Huaraz, Gonzales (2011), en su tesis “Determinación Del Tipo De Fallas y su Grado De Incidencia De Los Pavimentos Rígidos De Las Principales Avenidas Del Distrito De Huaraz – Ancash” En La Universidad Católica

Los

Ángeles

De

Chimbote

el

objetivo

del

trabajo

de

investigación fue determinar los tipos de fallas y su grado de incidencia de los pavimentos rígidos de las principales avenidas del Distrito de Huaraz mediante el Índice de Condición de Pavimentos (PCI). La metodología se aplicó para 02 avenidas principales del Distrito de Huaraz, siendo estás la Av. Raymondi y la Av. Luzuriaga. Después de haber realizado los trabajos de campo y gabinete donde se determinó la Condición y Operatividad de Pavimentos de las Avenidas Antonio Raymondi y Toribio Luzuriaga, principales avenidas del Distrito de Huaraz. Concluye que: En la avenida Raymondi el 28.57 % está afectada por fallas de parches grandes de severidad media que afecta a 24 losas. A continuación le sigue 23 losas con grietas de esquina y lineales que representa

el

25%

En

tercer

lugar

están

las

fallas

de

tipo

descascaramiento de juntas que representa a 15 losas y significa un 17.83 %. La Avenida Raymondi tiene un PCI de 22, el cual indica una calificación de Muy Malo. En la Avenida Luzuriaga el 25.85 % está afectada por fallas de parches grandes de severidad baja que afecta a 30 losas. A continuación le sigue 25 losas con grietas lineales de severidad media que representa el 20.55 % En tercer lugar están las fallas de tipo descascaramiento de juntas que representa a 22 losas y significa un 18.973 % de severidad media. La Avenida Luzuriaga tiene un PCI de 40, el cual indica una calificación de Malo. 1.2.2.) estudios o proyectos técnicos anteriores

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Curso. Seminario de tesis I  Tesis. Deterioros en pavimentos flexibles y rígidos Autor: Ricardo Javier miranda rebolledo (universidad austral de Chile: facultad de ciencias de la ingeniería) 1.2.3. Libros.  GUIA PARA EL RECONOCIMIENTO DE FALLAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS ASOCEM: (asociación de productores de cemento) Autores (Ing. Juan Harman, Ing. Enrique Rivva, Instituto Peruano del Concreto, Capítulo Peruano del ACI; Ing. Germán Vivar, Asociación Peruana de Caminos e Ing. Manuel González de la Cotera, Asociación de Productores de Cemento)

 “PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRAULICO” (Ing. Samuel Mora Q. FIC–UNI.) 1.3 formulación del problema ¿En qué medida la determinación y evaluación del nivel de las patologías del concreto existentes en las diferentes calles del distrito de Marcara provincia de Carhuaz - Departamento de Ancash, nos permitirá obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional de la superficie? ¿Cuál es el estado actual del Pavimento Rígido en las vías del distrito de Marcara y cuáles son las causas que han generado la presencia de fallas en el pavimento y cómo podemos mejorar el pavimento rígido para brindar un mejor servicio a la población respecto al tránsito? 1.4 justificación del problema La presente investigación se justifica en la necesidad de conocer el Índice de Condición de Pavimento en el distrito de Marcara, según el tipo de patologías identificada, asimismo indicar el grado de

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Curso. Seminario de tesis I afectación que cada combinación de clase de daño, nivel de severidad y densidad tiene sobre la condición del pavimento. Nos permite determinar el tipo de patologías del concreto que existen en las calles en el cercado el distrito de Marcara. Es necesario que ante la posibilidad de ocurrencia de patologías se haga las correctivas necesarias y las previsiones correspondientes para devolverle la función de transitabilidad y seguridad a la población. 1.4.1.

Justificación Económica

El presente trabajo es factible de ser realizado, por el motivo que no representa un gasto exorbitante tanto en su investigación como en su ejecución; además que en la época en que nos encontramos, donde el conocimiento y la información es fundamental para la globalización, ésta puede mejorar nuestros ingresos económicos; por

lo

tanto

estamos

seguros

que

el

presente

trabajo

de

investigación será de mucha importancia y trascendencia para la sociedad que será beneficiada con un material de estudio que puede influenciar en la posterior toma de decisiones y soluciones de problemas en el área donde se encuentra enfocada. 1.4.2.

Justificación Social

En la sociedad en que vivimos a diario nos vemos saturados por múltiples e interminables informaciones, ya sea a través de la radio, la televisión, la prensa, publicidad, internet; todo esto nos obliga a mejorar nuestra capacidad de discernimiento, análisis y crítica. En definitiva un mejor uso del conocimiento nos va a permitir actuar con mayor agilidad en las decisiones a tomar, con mayor certeza, exactitud y con una visión de mayor alcance en cuanto al impacto de la misma; disponiendo de una mayor capacidad de conocimiento y raciocinio en base a la mejor información, en consecuencia se hace imperativo nuestra capacidad comprensiva, en este caso a través de la información recopilada en esta presente investigación, Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I ofreciendo a futuros estudiantes un material de consulta, que les permita conocer los diferentes procedimientos y criterios que se debe considerar en el estudio de patologías de pavimento rígido. 1.4.3.

Justificación Metodológica

El cumplimiento de los objetivos propuestos en la presente investigación, se logrará acudiendo a la utilización de las técnicas de investigación que más se ajusten al tema sujeto de análisis; la metodología a utilizar será dividida en las siguientes tres etapas: Recolección de información teórica, donde se presenta toda la información

referida

a

las

fallas

y

patologías

permanentes,

determinando los ensayos de laboratorio y de campo más usados en el mundo para profundizar el conocimiento de las mismas y de esta manera lograr una mayor durabilidad

de los pavimentos

rígidos en el distrito de Marcara, la segunda etapa comprende las visitas de inspección al lugar de estudio y la toma de muestras; concluyendo con el análisis, comparación y clasificación de la información obtenida; las cuales ayudarán sin duda alguna a describir los problemas presentados y lo más importante que permitirá obtener alternativas de solución factibles. 1.5. limitaciones del proyecto técnico. El presente trabajo de investigación

no incluye el desarrollo de

ensayos de laboratorio realizados a los suelos, agregados, asfaltos ni a la mezcla asfáltica, del pavimento rígido del distrito de Marcara, objeto de estudio o algún tramo de esta, debido a la falta de financiamiento económico; pero si se presentan las pruebas correspondientes para cada una de las patologías y la inspección de las mismas en el pavimento rígido, por medio del método del PCI (Índice de Condición de Pavimento), en una forma teórica, descriptiva y fotográfica, ya que dicha información se obtendrá de los

siguientes

medios;

proyectos

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ya

ejecutados,

material

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Curso. Seminario de tesis I bibliográfico referente al tema y estudios previos ya realizados de diferentes autores e inspección de campo. También

podemos

señalar

como

una

limitación

que

en

la

“Evaluación De Una Red” vial puede tenerse un número muy grande de unidades de muestreo cuya inspección demandará tiempo y recursos considerables; por lo tanto, es necesario aplicar un proceso de muestreo óptimo. 2.

OBJETIVOS 2.1.

Objetivo general

Determinar y evaluar el nivel de incidencia de las patologías del concreto de pavimento rígido en el distrito de Maraca. 2.2.

Objetivos específicos

 Evaluación para determinar el tipo de patologías o fallas que tienen las vías con pavimento de concreto en el distrito de Macara.  Hallar el Índice de Condición de Pavimento de concreto para las vías en el distrito de Marcara.  Plantear soluciones adecuadas para mejorar las vías en el distrito de Marcara para poder optimizar el tránsito. CAPITULO II MARCO TEÒRICO 2.3.

MARCO TEÓRICO

2.3.1. DEFINICIÓN DE PAVIMENTO De acuerdo a la Norma AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), existen dos puntos de vista para definir un pavimento: el de la Ingeniería y el del usuario. De acuerdo a la Ingeniería, el pavimento es un elemento estructural que se encuentra apoyado en toda su

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Curso. Seminario de tesis I superficie sobre el terreno de fundación llamado subrasante. Esta capa debe estar preparada para soportar un sistema de capas

de

espesores

diferentes,

denominado

paquete

estructural, diseñado para soportar cargas externas durante un determinado período de tiempo. 2.3.2. PAVIMENTO RÌGIDO El pavimento rígido o pavimento hidráulico, se compone de losas de concreto hidráulico que algunas veces presentan acero de refuerzo. Esta losa va sobre la base (o sub base) y ésta sobre la subrasante. Este tipo de pavimentos no permite deformaciones de las capas inferiores. El pavimento rígido tiene un costo inicial más elevado que el pavimento flexible y su período de vida varía entre 20 y 40 años. El mantenimiento que requiere es mínimo y se orienta generalmente al tratamiento de juntas de las losas. La superficie de rodamiento de un pavimento rígido es proporcionada por losas de hormigón hidráulico, las cuales distribuyen las cargas de los vehículos hacia las capas inferiores por medio de toda la superficie de la losa y de las adyacentes, que trabajan en conjunto con la que recibe directamente las cargas. Por su rigidez distribuyen las cargas verticales sobre un área grande y con presiones muy reducidas. Salvo en bordes de losa y juntas sin pasajuntas, las deflexiones o deformaciones elásticas son casi inapreciables. Este tipo de pavimento no puede plegarse a las deformaciones de las capas inferiores sin que se presente la falla estructural. Es te punto de vista es el que influye en los sistemas de cálculos de pavimentos rígidos, sistemas que combinan el espesor y la resistencia de hormigón de las losas, para una carga y suelos dados.

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Curso. Seminario de tesis I Aunque en teoría las losas de hormigón hidráulico pueden colocarse en forma directa sobre la subrasante, es necesario construir una capa de subbase para evitar que los finos sean bombeados hacia la superficie de rodamiento al pasar los vehículos, lo cual puede provocar fallas de esquina o de orilla en la losa. La sección transversal de un pavimento rígido está constituida por la losa de hormigón hidráulico y la subbase, que se construye sobre la capa subrasante. Figura Nº 01

Fuente: Universidad Nacional de Piura, Facultad de Ingeniería 2.3.3.

ELEMENTOS QUE INTEGRAN UN PAVIMENTO RÍGIDO

Morales (2005), en su tesis de técnicas de rehabilitación de pavimentos de concreto utilizando sobre capas de refuerzo define, Los elementos que conforman un pavimento rígido son: subrasante, sub base y la losa de concreto. A continuación se hará una breve descripción de cada uno de los elementos que conforman el pavimento rígido. d)

Subrasante

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Curso. Seminario de tesis I La subrasante es el soporte natural, preparado y compactado, en la cual se puede construir un pavimento. La función de la subrasante es dar un apoyo razonablemente uniforme, sin cambios bruscos en el valor soporte, es decir, mucho más importante es que la subrasante brinde un apoyo estable a que tenga una alta capacidad de soporte. Por lo tanto, se debe tener mucho cuidado con la expansión de suelos. Esta capa debe ser capas de resistir los esfuerzos que le son transmitidos por el pavimento. Interviene en el diseño del espesor

de

las

capas

del

pavimento

e

influye

en

el

comportamiento del pavimento. Proporciona en nivel necesario para la subrasante y protege al pavimento conservando su integridad en todo momento, aún en condiciones severas de humedad, proporcionando condiciones de apoyo uniformes y permanentes. Con respecto a los materiales que constituyen la capa subrasante, necesariamente deben utilizarse suelos compactibles y obtener por lo menos el 95% de su grado de compactación.

Etapas para la preparación de la subrasante b)

Sub base La capa de sub base es la porción de la estructura del pavimento rígido, que se encuentra entre la subrasante y la

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Curso. Seminario de tesis I losa rígida. Consiste de una o más capas compactas de material granular o estabilizado; la función principal de la sub base es prevenir el bombeo de los suelos de granos finos. La sub base es obligatoria cuando la combinación de suelos, agua, y tráfico pueden generar el bombeo. Tales condiciones se presentan con frecuencia en el diseño de pavimentos para vías principales y de tránsito pesado. Su función es eminentemente ser resistente, absorbiendo la mayor parte de los esfuerzos verticales y su rigidez o su resistencia a la deformación bajo las solicitaciones repetidas del tránsito suele corresponder a la intensidad del tránsito pesado. Así, para tránsito medio y ligero se emplean las tradicionales bases granulares, pero para tránsito pesado se emplean ya materiales granulares tratados con un cementante. Entre otras funciones que debe cumplir son: 

Proporcionar uniformidad, estabilidad y soporte uniforme.



Incrementar el módulo (K) de reacción de la subrasante.



Minimizar los efectos dañinos de la acción de las heladas.



Proveer drenaje cuando sea necesario.



Proporcionar una plataforma de trabajo para los equipos de construcción.

e)

Losa Es la capa superior de la estructura de pavimento, construida con concreto hidráulico, por lo que debido a su rigidez y alto módulo de elasticidad, basan su capacidad portante en la losa, más que en la capacidad de la subrasante, dado que no usan capa de base.

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Curso. Seminario de tesis I La losa es de concreto de cemento portland. El factor mínimo de cemento debe determinarse en base a ensayos de laboratorio

y

por

experiencia

previas

de

resistencia

y

durabilidad. FIGURA N° 02

Morales (2005), Tesis de técnicas de rehabilitación de pavimentos de concreto 2.3.4.

TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDO Morales (2005), en su tesis de técnicas de rehabilitación de pavimentos de concreto utilizando sobre capas de refuerzo define los tipos de pavimentos:  De concreto simple  De concreto simple con barras de transferencia de carga.  De concreto reforzado y con refuerzo continúo.  De concreto presforzado.  De hormigón fibroso. a). Concreto Hidráulico Simple Está compuesto por grava, arena, cemento y agua; no contiene armadura en la losa y el espaciamiento entre juntas es

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Curso. Seminario de tesis I pequeño (entre 2.50 a 4.50 metros ó 8 a 15 pies). Las juntas pueden o no tener dispositivos de transferencia de cargas (dovelas). FIGURA N° 03

Fuente: www.civilgueeks.com b). Los pavimentos de concreto simple con barras de transferencia de carga.

Se construyen sin acero de refuerzo; sin embargo en ellos se disponen de barras lisas en cada junta de contracción, las cuales actúan

como

dispositivos

de

transferencia

de

cargas,

requiriéndose también que las losas sean cortas para controlar el agrietamiento. C). Concreto Hidráulico Reforzado Tienen espaciamientos mayores entre juntas (entre 6.10 y 36.60 metros ó 20 a 120 pies) y llevan armadura distribuida en la losa a efecto de controlar y mantener cerradas las fisuras de contracción. Su función estructural es transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando así las condiciones de deformación en las juntas. De esta manera se evitan los dislocamientos verticales diferenciales (escalonamiento).

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Curso. Seminario de tesis I Este tipo de pavimentos es recomendable par tráfico diario que exceda ejes equivalentes a 8.2t, con espesores de 15 cm o más. FIGURA N° 04

Fuente: www.civilgueeks.com d). Concreto Hidráulico Reforzado Continuo Tiene armadura continua longitudinal y no tiene juntas transversales, excepto juntas de construcción. La armadura transversal es opcional en este caso. Estos pavimentos tienen más armadura que las juntas armadas

y

el

objetivo

de

esta

armadura

es

mantener

un

espaciamiento adecuado entre fisuras y que éstas permanezcan cerradas. FIGURA N° 05

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Curso. Seminario de tesis I

Fuente: www.civilgueeks.com

e). Los pavimentos de hormigón fibroso. En este tipo de losas, el armado consiste en fibras de acero, de productos

plásticos

o

de

fibra

de

vidrio,

distribuidos

aleatoriamente, gracias a lo cual se obtienen ventajas tales como el aumento de la resistencia a la tensión y a la fatiga, figuración controlada, resistencia al impacto, durabilidad, etc. con una dosificación de unos 40 kg/m3 de hormigón, es posible reducir el espesor de la losa en 30 % y aumentar el espaciamiento entre juntas por lo que puede resultar atractivo su uso en ciertos casos a pesar de su costo. Existen otros tipos de técnicas aplicadas a los pavimentos rígidos en donde se otorgan soluciones idóneas y se logre una óptima calidad de las obras. Lo dicho vale tanto para el caso de obras nuevas, como para el de reparaciones y rehabilitaciones. 2.3.5.

MATERIALES QUE CONFORMAN EL PAVIMENTO RÍGIDO Kauffmann (2007), en su tesis de deterioro de pavimentos rígidos metodología de medición, posibles causas de deterioro y reparaciones. Define los siguientes materiales necesarios para la Elaboración de una estructura de pavimento. Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I a)Cemento Cemento Portland es el producto que se obtiene de la pulverización

del

Clinker,

el

cual

está

constituido

esencialmente por silicatos de calcio hidratado,

adicionado

con agua o sulfato de calcio o los dos materiales, en proporciones

tales

que

cumplan

los

requisitos

químicos

relativos a las cantidades máximas de anhídrido sulfúrico y pérdidas por calcinación. b)

Agua.

El agua que se emplea en hormigones y morteros deberá ser aprobada por el Fiscalizador; será limpia, libre de impurezas, y carecerá de aceites, álcalis, ácidos, sales, azúcar y materia orgánica. El agua potable será considerada satisfactoria para emplearla en la fabricación de morteros y hormigones. c) Materiales Pétreos. Estos materiales se sujetarán al tratamiento o tratamientos necesarios para cumplir con los requisitos de calidad que se indican en cada caso, debiendo el contratista prever las características en el almacén y los tratamientos necesarios para su ulterior utilización. El manejo y/o almacenamiento subsecuente de los agregados, deberá hacerse de tal manera que se eviten segregaciones o contaminaciones

con

substancias

u

otros

materiales

perjudiciales y de que se mantenga una condición de humedad uniforme, antes de ser utilizados en la mezcla. d). Grava El agregado grueso será grava triturada totalmente con tamaño máximo de treinta y ocho (38) milímetros, resistencia superior a la resistencia del concreto señalada en el proyecto, y con la secuencia granulométrica que se indica a continuación: Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I El contenido de sustancias perjudiciales en el agregado grueso no deberá exceder los porcentajes máximos que se indican en la siguiente tabla e). Arena El agregado fino o arena deberá tener un tamaño máximo de nueve punto cincuenta y un milímetros (9.51 mm) con la secuencia granulométrica. f).

Aditivos

Esta

especificación

tiene

por

objeto establecer los

requisitos que deben cumplir los aditivos químicos que pueden agregarse al hormigón, para que éste desarrolle ciertas características especiales requeridas en obra. Clases de aditivos Según el efecto en la mezcla, se tienen las siguientes clases de aditivos:

g)



Acelerante



Retardantes de fraguado



Reductores de agua



Reductores de agua de alto rango



Reductores de agua y acelerante



Reductores de agua y retardantes



Reductores de agua de alto rango y retardante



Inclusores de aire



Impermeabilizantes Acero De Refuerzo

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Curso. Seminario de tesis I El acero de refuerzo necesario para la construcción del pavimento se utiliza en las juntas, ya sea como pasadores de cortante ó pasa juntas o como barras de amarre para mantener los cuerpos del pavimento unidos. h) Sellador Para Juntas El

material

sellante

para

las

juntas

transversales

y

longitudinales deberá ser elástico, resistente a los efectos de combustibles

y

aceites

automotrices,

con

propiedades

adherentes con el concreto y que permita las dilataciones y contracciones que se presenten en las losas de concreto sin degradarse, debiéndose emplear productos a base de silicona, poliuretano - asfalto o similares, los cuales deberán ser auto nivel

antes,

de

un

solo

componente

y

solidificarse

a

temperatura ambiente. 2.4. DEFINICIÓN, FUNCIÓN Y TIPO DE JUNTAS Debido a los cambios volumétricos que por su naturaleza experimenta el concreto y a los sistemas constructivos de los pavimentos rígidos, se hace necesaria la construcción de juntas y/o uniones entre paños o losas de un pavimento. La función de las juntas consiste en:  Mantener las tensiones que se desarrollan en la estructura de un pavimento dentro de los valores admisibles del concreto o disipar tensiones debidas a agrietamientos inducidos debajo de las mismas juntas.  Controla el agrietamiento transversal y longitudinal.  Divide al pavimento en secciones adecuadas por efecto de las cargas de tránsito.  Permite la transferencia de cargas entre losas.

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Curso. Seminario de tesis I Los tipos de juntas más comunes en los pavimentos rígidos caen dentro de dos clasificaciones: transversales y longitudinales que a su vez se clasifican como de contracción, construcción y de expansión.

Transversales Ubicación respecto a eje del pavimento Longitudinales Juntas se clasifican Función contracción

Construcción Expansión

Las juntas longitudinales se utilizan para tender franjas nuevas de la losa sobre tendidos ya existentes, mientras que las juntas transversales se utilizan para controlar el agrietamiento transversal. En la siguiente tabla se muestran los tipos más comunes de juntas y sus funciones principales. TIPO DE JUNTA

Juntas transversales de contracción

Juntas transversales de construcción

FUNCIÓN Son las que se construyen ortogonalmente al eje del trazo del pavimento. Su espaciamiento es para ev itar agrietamiento provocado por los esfuerzos debidos a cambios de temperatura, humedad y secado. Son las ejecutadas al final de cada día de labores o aquéllas realizadas por necesidades de proyecto en instalaciones o estructuras existentes. Ejemplo: cambios de pendiente como los accesos de puentes. Normalmente se planean con oportunidad desde la

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Curso. Seminario de tesis I etapa de planeación. Ver Figura 3.8.

Son aquéllas que dividen a los carriles en la dirección longitudinal, o las ejecutadas en donde se construyen dos o más anchos de carriles al mismo tiempo. Juntas Influyen en el buen comportamiento de los longitudinales de pavimentos rígidos. Es muy importante el refuerzo ya que reduce el espesor de la losa y aumenta la vida contracción útil del pavimento, así como el espaciamiento de las juntas. El refuerzo es mediante pasa juntas de acero lisas y engrasadas para que no se adhieran al concreto y estén protegidas contra la corrosión y así mismo puedan transmitir contante a losas vecinas. Juntas Son aquéllas juntas existentes entre dos carriles construidos en diferentes etapas. longitudinales Como su nombre lo dice, se utilizan para controlar de construcción

las grietas longitudinales de contracción, así mismo para determinar el ancho del carril. Pueden realizarse al colocar las franjas longitudinales del pavimento. Llevan barras de sujeción, colocadas a la mitad del espesor para evitar deslizamientos laterales de las losas. Ver Figura 3.9. Fuente: Universidad Nacional Autónoma de México

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Curso. Seminario de tesis I

Figura 3.8 Junta transversal de construcción. Fuente: Universidad Nacional Autónoma de México

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Curso. Seminario de tesis I

Figura 3.9. Junta longitudinal de contracción. Fuente: Universidad Nacional Autónoma de México

Un pavimento podrá diseñarse con o sin juntas, ello estará en función del tipo de estructura deseada, el tipo de tránsito y de las condiciones ambientales. En general se recomienda el empleo de pasajuntas para tránsitos intensos y pesados. El factor J representa la cantidad de transferencia de carga que se espera a lo largo de la junta para un periodo de diseño particular del pavimento dicho concepto que se explicó con más detalle en el tema III.1 Diseño de Pavimentos. Las juntas son muy importantes en la duración de la estructura, siendo una de las pautas para calificar la bondad de un pavimento. En consecuencia la conservación y oportuna reparación de las fallas en las juntas son decisivas para la vida de servicio de un pavimento. 2.4.1 VENTAJAS PAVIMENTOS RÍGIDOS.  El concreto reflecta la luz, lo que aumenta la visibilidad y puede disminuir los costos de iluminación en las calles hasta un 30%, en cantidad de luminarias y consumo de energía.  El concreto no se ahuella nunca, por lo tanto no hay acumulación de agua y, por ende, tampoco se produce hidroplaneo. Por otra parte, se disminuye el efecto "spray", que es el agua que despide el vehículo que va adelante sobre el parabrisas del de atrás, impidiendo la visibilidad.

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Curso. Seminario de tesis I  Es fácil darles "rugosidad" a los pavimentos de concreto durante su construcción, para generar una superficie que provea de mayor adherencia.  La rigidez del concreto favorece que la superficie de rodado mantenga la planeidad.  La lisura es el factor más importante para los usuarios. Actualmente,

los

pavimentos

de

concreto

se

pueden

construir más suaves que los de asfalto.  A diferencia del asfalto, el concreto puede soportar cargas de tráfico pesadas sin que se produzca ahuellamiento, deformaciones o lavado de áridos.  La superficie dura del concreto hace más fácil el rodado de los neumáticos. Estudios han demostrado que aumenta la eficiencia de combustible de los vehículos.  El concreto se endurece a medida que pasa el tiempo. Después del primer mes, el concreto continúa lentamente ganando 40% de resistencia durante su vida.  El concreto tiene una vida promedio de 30 años.  Los pavimentos de concreto frecuentemente sobrepasan la vida de diseño y las cargas de tráfico.  Los pavimentos de concreto se pueden diseñar para que duren desde 10 hasta 50 años, dependiendo de las necesidades del sistema.  Las

técnicas

de

restauración

de

pavimentos

pueden

extender su vida hasta tres veces la de diseño.  Los pavimentos de concreto tienen un mayor valor a largo plazo debido a su mayor expectativa de vida con los mínimos requerimientos de mantención.

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Curso. Seminario de tesis I  La durabilidad del concreto disminuye la necesidad de reparación y/o mantenciones anuales, en comparación con pavimentos asfálticos.  Los pavimentos de concreto se pueden construir y dar al tránsito en tiempos reducidos, incluso de hasta 12 horas. 2.4.2. DESVENTAJAS PAVIMENTOS RÍGIDOS.  Tiene un costo inicial mucho más elevado que el pavimento flexible.  Se deben tener cuidado en el diseño. 2.5. FALLAS EN PAVIMENTO RÍGIDO

2.5.1. Levantamiento (Blow Up) Movimiento localizado hacia arriba de la superficie del pavimento en zona de juntas o fisuras, por lo general acompañado de una de fragmentación. Pueden ser debidas a los asentamientos de una subrasante inestable, a problemas de drenaje o por falla de los rellenos en las zanjas de servicios. Niveles de Severidad L: Causa una calidad de tránsito de baja severidad. Es igual 1 M: Causa una calidad de tránsito de severidad media. Es igual 2 H: Causa una calidad de tránsito de alta severidad. Es igual 3 Tabla de Severidad 1.- Ligera 2.- Moderada 3.- Severa desnivel Extensión 1.- Menor 2.- Intermedia 3.- Mayor

Apariencia Menos de 1 mm de ancho De 1 mm a 25 mm > 25 mm de ancho con astillamiento o % de la longitud de la vía afectada Menos del 25% De 25% a 50% Más del 50%

Causas posibles  Entrada de materiales incomprensibles en la zona de junta.  Expansiones térmicas excesivas.

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Curso. Seminario de tesis I  Inadecuado diseño de juntas en intersecciones y contra estructuras fijas.  Expansiones por reacción álcali – sílice. Como evitarlas  Diseño adecuado de juntas en intersecciones.  Especificar materiales de sellos adecuados que prevengan la filtración de agua y materiales incomprensibles. Opciones de Reparación 1. No se hace nada. Parcheo profundo o parcial. 2. Parcheo profundo. Reemplazo de la losa. 3. Parcheo profundo. Reemplazo de la losa.

FIGURA Nº 01

Fuente: Asesorìa Tècnica Argos

2.5.2. Agrietamiento de Esquina (G-E) Son aquellas ubicadas en las esquinas formando un triángulo con un borde o junta longitudinal y una junta o grieta transversal. El tamaño del triángulo así formado es generalmente de 0.3 m. (1 pie) y con pocas excepciones no mayor de 0.60 m. (2 pies). Pueden

deberse

a

soporte

insuficiente

de

la

sub-rasante

o

la

concentración de esfuerzos debidos a movimientos de la losa por acción de la temperatura. Algunas se extienden en todo el espesor de la losa y otras comienzan en la superficie y progresan en ángulo hacia la junta. Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I Tabla de Severidad

Apariencia

1.- Ligera

De menos de 1 mm a 10 mm de ancho

2.- Moderada 3.- Severa Extensión

De 11 mm a 25 mm de ancho De más de 25 mm de ancho con astillamiento o desnivel % de paños afectados

1.- Menor

Menos de 25%

2.- Intermedia

De 25% a 80%

3.- Mayor

Más de 80%

Causas posibles  Pobre transferencia de carga.  Losas con ángulos agudos.  Pérdida de soporte por erosión. Como evitarlas  Transferencia de carga adecuada en tránsito pesado.  Diseño adecuado de juntas en superficies de geometría irregular.  Provisión de una subbase resistente a la erosión bajo tránsito pesado. Opciones de reparación 1. No se hace nada. Sellado de grietas de más de 3 mm. 2. Sellado de grietas. Parcheo profundo. 3. Parcheo profundo.

FIGURA Nº 02

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Curso. Seminario de tesis I

Fuente: Asesoría Técnica Argos

2.5.3. Bombeo (S-Bo) Expulsión o bombeo de agua, o agua con finos, a través de juntas permeables o deterioradas, y eventualmente por grietas formadas en el pavimento. Tabla de severidad 1. Ligera

Apariencia Expulsión del agua, sin finos, a través de las Juntas,

por acción del tráfico de vehículos pesados. 2. Moderado

Escasa expulsión de agua con material fino, a través de juntas

o fisuras, qué

puede ser observada en la superficie del pavimento 3. Grave

Presencia importante de material bombeado en la superficie del pavimento, a través de juntas o grietas.

Extensión

Observación en el tramo

1. Menor

Menos del 25% de las juntas y grietas son

afectadas. 2. Intermedia

Menos del 50% de las juntas o grietas son

afectadas. 3. Mayor

Más del 50% de las juntas o grietas resultan

afectadas. Causas  Material fino capaz de entrar en suspensión (arenas finas y limos).  Disponibilidad de agua en las capas inferiores del pavimento.  Deflexiones excesivas en los bordes y esquinas.

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Curso. Seminario de tesis I  Presencia de aguas superficiales que penetran bajo la losa, material de apoyo susceptible de erosionarse y tráfico frecuente de vehículos pesados. Como evitarla  Provisión de una subbase resistente a la erosión bajo tránsito pesado. Ej.: suelo cemento.  Evitar el ingreso de agua y/o facilitar su pronta remoción. (Buen sellado de juntas, mantenimiento de las mismas). Opciones de reparación L, M y H: Sellado de juntas y grietas. Restauración de la transferencia de cargas.

FIGURA Nº 03

Fuente: Asesorìa Tècnica Argos

FIGURA Nº 04

Fuente: Asesorìa Tècnica Argos

2.5.4. Grietas Transversal Fisuras delgadas, que afectan únicamente la superficie de la losa, de longitud de 20 a 100 cm., en la mayoría de las veces paralelas entre sí.

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Curso. Seminario de tesis I Fisuras con pavimento.

orientación

predominante

perpendicular

Tabla de severidad

Apariencia

1. Ligera

Fisuras claramente visibles, bordes

al

eje

del

sin descascarar 2. Moderada

Fisura claramente visible con algunas

zonas descascaradas 3. Grave

Agrietamiento y

descascaramiento Extensión

% de la longitud de vía del tramo

afectado 1. Menor

Menos del 25%

2. Intermedia

De 25%a 50%

3. Mayor

Más del 50%

Causas Posibles  Fisuración temprana por aserrado tardío. 

Fisuración por fatiga: espesor de calzada insuficiente y/o separación de juntas excesivas para las solicitaciones impuestas (cargas de tránsito y medio ambientales).



Perdida de soporte por erosión.



Reflexión de fisuras de capas inferiores o de losas adyacentes.



Contracción plástica del concreto, que aparece antes de la fragua final, por secado prematuro.

Como Evitarlas  Selección de espesores de calzada adecuados a las solicitaciones impuestas.  Diseño adecuado de juntas. Opciones de reparación

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Curso. Seminario de tesis I

1: No se hace nada. Sellado de grietas más anchas que 3.0 mm. 2: Sellado de grietas. 3: Sellado de grietas. Parcheo profundo. Reemplazo de la losa. FIGURA Nº 05

Fuente: Asesoría Tècnica Argos

2.5.5. Grietas Longitudinal (G-L) Son aquellas que siguen un curso aproximadamente paralelo a la línea central del pavimento. Pueden deberse a anchos de vía excesivos omisión o mala ejecución de la (s) junta (s) longitudinal (es), contracción lateral, o inadecuada capacidad soporte de las capas inferiores. Tabla de Severidad

Apariencia

1.- Ligera De menos de 1 mm a 10 mm de ancho 2.- Moderada De 11 mm a 25 mm de ancho 3.- Severa De más de 25 mm de ancho con astillamiento y/o desnivel. Extensión

% de la longitud de vía afectada

1.- Menor 2.- Intermedia 3.- Mayor

Menos del 25% De 25% a 50% Más del 50%

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Curso. Seminario de tesis I Denominación Típica G-L. Grieta longitudinal de más de 25 mm de ancho, presentando astillamiento y desnivel y cuya extensión cubre más del 50% de la longitud de la vía que está siendo evaluada. Causas Posibles  Grietas temprana por aserrado tardío.  Grietas por fatiga: espesor de calzada insuficiente y/o separación de juntas excesiva.  Reflexión de fisuras de capas inferiores o de losas adyacentes.  Asentamientos diferenciales. Como Evitarlas  Diseño adecuado de juntas.  Control de heterogeneidades en la subrasante. Opciones de reparación 1: No se hace nada. Sellado de grietas más anchas que 3.0 mm. 2: Sellado de grietas. 3: Sellado de grietas. Parcheo profundo. Reemplazo de la losa. FIGURA Nº 06

Fuente: Asesoría Técnica Argos

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Curso. Seminario de tesis I 2.5.6. Desportillamiento de Juntas Desfragmentación localizada en los labios de las juntas o fisuras. Se presenta por lo general en las juntas transversales, cuando el material de sello de la junta por su blandura y/o escasez ha permitido la intrusión de materiales diferentes e incompresibles.

Tabla de severidad Apariencia 1.- Ligera Algunas partículas, cuyo tamaño no sobrepasa la mitad del ancho de la junta, están embutidas en el sello. 2.- Moderada Algunas partículas, cuyo tamaño no sobrepasa los ¾ del ancho de la junta, están embutidas en el sello. 3.- Severa Muchas partículas, cuyo tamaño pueden sobrepasar los 3/4 del ancho de la junta, están embutidas en el sello. Extensión % de juntas afectadas en un tramo 1.- Menor 2.- Intermedia 3.- Mayor Causas posibles

Menos del 25% De 25% a 50 % Mas del 50%

 Blandura del material de sello y presencia de elementos extraños en la vía, y falta de limpieza.  Contracción excesiva de los paños que provoca el hundimiento o separación del relleno en la junta y facilita la consiguiente introducción de elementos extraños.  Entrada de materiales incomprensibles en las juntas o fisuras.  Concreto debilitado por falta de compactación, de durabilidad o por aserrado prematuro o por retiro de moldes en juntas de construcción, impactos excesivos al momento de retirar la formaleta. Como Evitarlas

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Curso. Seminario de tesis I  Especificar materiales de sello adecuados que prevengan la filtración de agua y materiales incomprensibles.  Uso de desmoldantes para prevenir impactos sobre la formaleta que afecten los labios de la junta. FIGURA Nº 7 FIGURA Nº 8

Fuente: Asesoría Tècnica Argos

Fuente: Asesoría Tècnica Argos

2.5.7. Losas Subdivididas. La losa es dividida por grietas en cuatro o más pedazos debido a sobrecarga o a soporte inadecuado. Si todos los pedazos o grietas están contenidos en una grieta de esquina, el daño se clasifica como una grieta de esquina severa. Niveles de severidad Se anotan los niveles de severidad para losas divididas.

Causas posibles  colocación del material de sello en cantidades excesivas a lo largo de las juntas.  Entrada de materiales incomprensibles en la zona de junta.  Expansiones térmicas excesivas.  Inadecuado diseño de juntas en intersecciones y contra estructuras fijas.

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Curso. Seminario de tesis I Opciones de reparación L: No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor de 3mm. M: Reemplazo de la losa. H: Reemplazo de la losa.

FIGURA Nº 9

FIGURA Nº 10

Fuente: Asesoría Técnica Argos

Fuente: Asesoría Técnica Argos

2.5.8. Extrusión del material de sello (J-ES) Se presenta en las juntas transversales cuando el material de sello de la junta ha sido extruido y luego extendido por el tráfico. Tabla de severidad 1.- Ligera

Apariencia (J-ES) Sello sobresalido y aplanado sobre la junta en un sobreancho menor de 10 mm.

2.- Moderada

Sello sobresalido y aplanado sobre la junta en un sobreancho de 10 mm. a 20 mm.

3.- Severa

Sello sobresalido y aplanado sobre la junta en un sobreancho mayor de 20 mm.

Extensión 1.- Menor

% de juntas afectadas en un tramo Menos del 25%

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Curso. Seminario de tesis I 2.- Intermedia

De 25% a 50 %

3.- Mayor

Mas del 50%

Denominación Típica J-ES.2. 1: Junta con sello sobresalido y aplanado por el tráfico de 5 mm. A 15 mm. De sobreancho, en una extensión menor del 25% de juntas.

Causas posibles  incremento severo de temperatura, que provoca movimientos en las losas y ablandamiento del ligante.  colocación del material de sello en cantidades excesivas a lo largo de las juntas. Como Evitarla  Mantenimiento preventivo de juntas.  Empleo de materiales de sellos acordes al diseño de juntas. FIGURA Nº 11

Fuente: Asesoría Tècnica Argos

2.5.9. Fisuras en Bloque

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Curso. Seminario de tesis I Fracturamiento que subdividen generalmente una porción de la losa en planos o bloque pequeños de área inferior a 1 metro cuadrado. Causas Posibles  Eventualmente densificación de rellenos.  Repetición de cargas pesadas (Fatiga de concreto).  Equivocado diseño estructural.  Condiciones de soporte deficientes. Son causadas por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto), el equivocado diseño estructural y las condiciones de soporte deficiente. Como Evitarla  Elaborar un buen diseño estructural.  Compactar la subrasante de acuerdo a las especificaciones.  Empleo de drenajes para evitar infiltraciones a las capas de soporte.

FIGURA Nº 12

Fuente: Asesoría Técnica Argos

FIGURA Nº 13

Fuente: Asesoría Técnica Argos

2.5.10. Asentamientos (S-A)

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Curso. Seminario de tesis I Desviación longitudinal de las superficies del pavimento con relación a su perfil original. Se le considera cuando la deformación es mayor de 25 mm y compromete una longitud mayor de un paño. Tabla de severidad Apariencia 1. Ligera.

Cuando la deformación porcentual de la deflexión a la mitad de la longitud de onda es menor que 1.5%. Cuando la deformación porcentual de la deflexión a la mitad de la longitud de onda es entre 1.5 a 2.5%. Cuando la deformación porcentual de la deflexión a la mitad de la longitud de onda es mayor que 2.5%.

2. Moderada. 3. Grave. Extensión

% de la longitud de vía del tramo afectado

1. Menor 2. Intermedia 3. Mayor Causas posibles

Menos del 25% De 25% a 50% Más del 50%

 Mala compactación y/o falta de soporte de la subrasante  Asentamiento diferencial de la subrasante.  Cambio volumétrico de la subrasante por modificación de su estado de humedad.  Eventualmente densificación de rellenos. Como evitarla Buena compactación a los materiales de soporte.  Abatimiento del nivel freático cercano a la estructura.  Correcto proceso constructivo  Empleo de drenajes.

FIGURA Nº 14

FIGURA Nº 15

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Curso. Seminario de tesis I Fuente: Asesoría Técnica Argos Fuente: Asesoría Técnica Argos

2.6 METODO PCI 2.6.1 DEFINICION El pavimento se divide en componentes que a su vez son divididos en secciones. Cada sección es dividida en unidades de muestra. El tipo y grado de severidad de las fallas en el pavimento son establecidos mediante la inspección visual de las unidades de muestra. La cantidad de las fallas se mide según las tablas de muestreo tomadas en campo. La información sobre las fallas es utilizada para calcular el PCI de cada unidad de muestra. El PCI de la sección de pavimento se determina en base a los valores del PCI determinados para cada una de las unidades de muestra.

Escala de condición de pavimentos

2.6.2 RESEÑA HISTORICA Fue desarrollado entre los años 1974 a 1976 por encargo del Centro de Ingeniería de la Fuerza Aérea de los EE UU y ejecutado por los Ingenieros Srs. Mohamed Y. Shahin, Michael I. Darter y Starr D. Kohn, con el objetivo de

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Curso. Seminario de tesis I obtener un sistema de administración del mantenimiento de pavimentos rígidos y flexibles, a través del Indice Pavement Condition Index P.C.I. El

método

P.C.I.

para

pavimentos

de

aeropuertos,

carreteras

y

estacionamientos ha sido ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandarizado, por diversas agencias como por ejemplo: la Administration (FAA 1982), el U.S Army 1982), la Federal Aviation U.S. Department of Defence (U.S. Air Force 1981 y American Public Work Association (APWA 1984), etc. Además,

el PCI para

aeropuertos ha sido publicado por la ASTM como método de análisis

(ASTM

1983). En 1982 la Federal Aviation Administration FAA, a través de su Circular AC 150/5380-6 de 03/12/1982, denominada “Guidelines and Procedures for

Maintenance for Airport Pavement”, recomendó este método, teniendo amplio uso en los aeropuertos de EE UU. 2.6.3 SIGNIFICADO Y USO

El PCI es un indicador numérico que le da una calificación a las condiciones

superficiales

del

pavimento.

El

PCI

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. 3.

MÉTODO DE DESARROLLO. Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

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Curso. Seminario de tesis I 3.1. Tipo y nivel de la Investigación En general el estudio a realizarse es del tipo descriptivo, analítico, no experimental y de corte transversal. Descriptivo.- El proyecto describe la realidad encontrada sin alterarla. Analítico.- El proyecto estudia los detalles de cada patología y establece las posibles causas. No experimental.- Se estudia y analiza el problema sin recurrir a laboratorio. Corte Transversal.- Transversal.- Se está analizando en un periodo definido del año 2015. 3.2. Diseño de Investigación Se efectuará siguiendo el método del muestreo, en la que se determina la calidad y condición de la patología en las estructuras de los pavimentos. Para muestrear los pavimentos distrito de Marcara, se seleccionara las calles pavimentadas utilizando el método de muestreo estratificado formando estratos mayores y menores y el muestreo aleatorio simple para al azar en cada manzana determinar los pavimentos a muestrear, y así el promedio de los resultados sean satisfactorios. Este diseño se grafica de la siguiente manera: M ---------- O ---------- A ---------- E M = Muestra O = Observación A = Análisis E = Evaluación´ 3.3. UNIVERSO O POBLACIÓN Y MUESTRA 3.3.1. Universo o Población Nuestro universo está conformado por todos los pavimentos de concreto hidráulico existentes en el distrito de Marcara, de la ciudad de Carhuaz.

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Curso. Seminario de tesis I 3.3.2. Muestra La muestra de losas a evaluar se determina según la siguiente ecuación:

Donde: N: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar N: Número total de unidades de muestreo en la sección de pavimento e: Error admisible en el PCI de la sección (e=5%) s: Desviación estándar del PCI entre las unidades (15 para pavimentos rígidos) 3.4. DEFINICIÓN Y OPERALIZACIÓN DE VARIABLES 3.4.1. Variables Independientes Determinación de las patologías de pavimentos de concreto hidráulico en Distrito de Marcara – Provincia de Huaraz –Región Ancash. 3.4.2. Variables Dependientes: Análisis del estado actual de los pavimentos.

Definición Variable

conceptual

Definición Dimensiones

Ing. FELIX NICANOR RIVERA TENA

operacional

Indicadores

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Curso. Seminario de tesis I Patologías que La

se presentan en

determinación

los pavimentos Es la

del distrito de

Variabilidad en:

patologías de

determinación o

Marcara son:

Dimensiones y

los pavimentos

establecimiento

del distrito de

de la patología

Marcara

que tienen los

de las

Permitirá evaluar su estado actual de las mismas

-Grietas de esquina.

tipo de patologías de los pavimentos

Tipo, forma de

pavimentos del

-Grietas

del distrito de

barrio distrito de

transversales.

Marcara

Marcara

-Deformaciones.

Es evaluar los

El nivel de

daños que

deterioro, daño

ocasiona este

ocasionado por

La influencia de

Los niveles se

tipo de patología

la patología en

los deterioros

medirán en

en los

los pavimentos

en los

porcentajes:

pavimentos del

del distrito de

pavimentos

distrito de

Marcara

será medida

Marcara.

daño

V tipo de grietas y %

así: Tipo de Estructura Pavimento Rígido

3.5. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS: Se utilizara la Evaluación Visual y toma de datos a través de formulario como instrumento de recolección de datos en la muestra según el muestreo establecido. La evaluación de la condición incluye los siguientes aspectos: Equipo.- Distancio metro, winchas para medir las longitudes y las áreas de los daños.

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Curso. Seminario de tesis I Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o depresiones. Cámara fotográfica en la cual se evidenciara los daños y nivel de severidad que se halle en el pavimento. 3.6. PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS: 3.6.1. Procedimientos: El procedimiento a seguir para lograr los objetivos es el siguiente: a) Determinación y ubicación del área de estudio, para el cual se parte del plano catastral de la zona urbana del Distrito de Macara. b) Se efectúa el reconocimiento de las avenidas, jirones, pasajes y calles que cuentan con pavimento rígido y se procede a cuantificar la cantidad de losas o paños existentes por cada calle. c) Se verifica insitu el tipo de daño que existe en los paños de cada calle, y se determina el nivel de severidad. d) Determinación de los tipos de patologías existentes en las diferentes calles del distrito Marcara. Respecto a la severidad mediante el método del PCI. 3.6.2. Análisis de Datos: La muestra de losas a evaluar se determina según la siguiente ecuación El procedimiento a seguir para lograr los objetivos es el siguiente: a) Elaboración del cuadro de calles del distrito de Marcara, especificando sus dimensiones. b) Presentación de resultados a través de Cuadros Estadísticos. c) Cuadros Estadísticos de las Patologías existentes. d) Cuadros del estado en que se encuentran los pavimentos en el distrito de Marcara, en relación a la vulnerabilidad según la metodología del PCI.

CRONOGRAMA

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Curso. Seminario de tesis I

N°

ACTIVIDDES I

1 2 3

4

5

6

7

Búsqueda y adquisición de bibliografía básica Elaboración del plan del tesis Revisión del plan de tesis Contacto con la población de estudio Elaboración de instrumentos para la recopilación de información Revisión de bibliografía, trabajo de campo, gabinete y recopilación de información Análisis de la información y de los datos obtenidos

MES 1 II III IV

I

MESES DEL AÑO MES 2 II III IV I

MES 3 II III IV

I

MES 4 II III IV

X X X X

X X

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Procesamiento de información y de los 8 datos obtenidos Contrastación y verificación de los datos 9 1 Redacción del 0 información final Revisión del informe 1 final por parte del 1 asesor 1 Presentación de 2 tesis

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Anexos

La ruta a evaluar esta de colora amarillo

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Curso. Seminario de tesis I BIBLIOGRAFÌA 1) Ing. Germán Vivar Romero- Ing. Fredo Gutiérrez Lazares. (1996) Pavimentos De

Concreto Y Asfalto Mantenimiento Y Reparación.

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3) Ing. Diego A. Jaramillo Porto. (2012). Evaluación Y Patología De Pavimentos De Concreto. Guatemala.

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6) Javier

Paúl

Morales

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(2004).

Tesis

“Técnicas

De

Rehabilitación De Pavimentos De Concreto Utilizando Sobrecapas De Refuerzo”. Piura.

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