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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL PAVIMENTOS

EVALUACION DE PAVIMENTOS

Msc. Ing. Elio Milla Vergara

EVALUACIÓN DEL PAVIMENTO ANÁLISIS DE ANTECEDENTES

RECONOCIMIENTO PRELIMINAR

CONDICIÓN FUNCIONAL

CONDICIÓN ESTRUCTURAL

CALIDAD DE MATERIALES

Relevamiento de Fallas

Viga Benkelman

Normas Internacionales

Medición de Rugosidad

ESTADO REAL DEL PAVIMENTO

MEDIDAS DE REHABILITACIÓN

ACTUALIZACIÓN DE PARÁMETROS

OTROS ASPECTOS

EVALUACION DE PAVIMENTOS -

Comprende el desarrollo de los Conceptos de Condición Funcional y Estructural

-

Así mismo considera la Calidad de Materiales, Actualización de Parámetros y Otros Aspectos.

-

La conjugación de estos parámetros nos permitirá establecer el Juicio sobre el estado Real del Pavimento resultando por tanto fundamental el desarrollo mínimo de estos conceptos al efectuar una Evaluación.

ETAPAS DE EVALUACION ANÁLISIS DE ANTECEDENTES •

Expediente Técnico.-

•

Proceso Constructivo.-

RECONOCIMIENTO PRELIMINAR Permite establecer correspondencia entre lo ejecutado y lo proyectado. Resulta vital determinar de manera inicial el tipo de falla existente.

CONDICIÓN FUNCIONAL Establecido mediante la ejecución de Relevamiento de Fallas y Medición de Rugosidad

RELEVAMIENTO DE FALLAS • Reconocimiento detallado de la vía, anotándose los asomos o existencia de fallas. • Catalogo de Fallas

 Basadas en la descripción de fallas. Norma ITINTEC 339.116 de 1983  Basadas en la descripción literal y una fotografía genérica. Universidad de Chile, 1991.  Basadas en una descripción de la falla, con niveles de severidad y cuantificación que permiten establecer un “rating” de daños. Universidad de Houston, 1984.  Similar al anterior más una fotografía genérica. ACI 201.3r, 1986  Basadas en una escala de daños acompañada de fotografías representativas para tres niveles. PASER (Pavement Surface Evaluation and Rating) de la Universidad de Wisconsin, 1989.

 Basadas en fichas que dan una descripción de la falla, indicando causas posibles, niveles de severidad y dos niveles de densidad, acompañadas de fotografías mostrando tres niveles de severidad como el SP-001 del Ministerio de Transportes de Ontario – Canadá de 1989.  Basadas en fichas que describen la falla, dan niveles de severidad, densidad, unidad de medida y un esquema mostrando el tipo de falla, como el Manual de Procedimientos de Mantenimiento Vial preparado por Louis Berger International Inc. Similares a CONREVIAL para el MTC 1982 o MANTELIMA, 1987.  Cálculo del PCI (Indice de Condición del Pavimento), desarrollado por M.Y. Shahin, et al y publicado por la USACE – 1978); es un inventario visual de la condición del pavimento en el cual se establecen CLASE, SEVERIDAD y CANTIDAD de cada daño presenta. Se obtiene un índice de la integridad estructural del pavimento

NTP 339.116 de 1983 (Revisada 2012) CLASIFICACION TIPO PRINCIPAL DE FALLA

Deformaciones

DENOMINACION DE LA MANIFESTACIÓN

CAUSAS PRINCIPALES DEFINICION

1. Ahuellamientos (rutting)

Son las depresiones longitudinales continuar a lo largo de las huellas de canalización del tránsito de longitud mayor de 6 m. a) Pequeño radio influencia (responsabilidad principal; pavimento). b) Gran radio de influencia (responsabilidad principal; suelo y fundación).

a) Espesor insuficiente para el tránsito. b) Falta de estabilidad de la fundación/ pavimento.

2. Hundimiento (depresión)

Son las pérdidas del perfil original; depresiones localizadas; fallas por corte o punzonamiento. a) Hundimientos localizados internos. b) Hundimientos localizados en el borde. c) Hundimientos de gran longitud debidos a deficiencias profundas de la fundación.

a) Heterogeneidad y deficiencias constructivas (principalmente bases y subbase; con pesadas cargas de tránsito y asociadas a un debilitamiento estructural. b) Falta de sobre ancho c) Falla por corte debida a profundos movimientos de asentamiento de la subrasante.

NTP 339.116 de 1983 (Revisada 2012) CLASIFICACION TIPO PRINCIPAL DE FALLA

Deformaciones

DENOMINACION DE LA MANIFESTACIÓN

CAUSAS PRINCIPALES DEFINICION

3. Desplazamiento (shoving)

Son levantamiento y corrimientos de materiales formando cordones deformación dependiente del tiempo (creep). Pueden localizarse: a) Internos b) En bordes

a) Falta de estabilidad de capas superiores b) Falta de contención lateral banquinas.

4. Deslizamientos (sliding)

Son corrimientos y distorsiones a veces con levantamientos, principalmente transversales al eje.

a) Falta de adherencia entre la capa superior e inferior, asociada a deficiencias constructivas. b) Falta de estabilidad de la capa superior asociada generalmente a una deficiente adherencia.

NTP 339.116 de 1983 (Revisada 2012) CLASIFICACION TIPO PRINCIPAL DE FALLA

DENOMINACION DE LA MANIFESTACIÓN

CAUSAS PRINCIPALES DEFINICION

5. Ondulaciones (washboard)

Son ondulaciones perpendiculares al eje, con valles y crestas a intervalos aproximadamente de 0,50 m una de otra (corrugación)

a) Acción de cargas pesadas sobre capas superficiales muy deformables pero bien adheridas, principalmente en zonas de frenado y estacionamiento.

6. Levantamientos (bumps)

Son levantamientos del pavimento.

a) Fuerza expansiva de la fracción arcillosa de fundación, sub base o base. b) Hielo ("frost heave)"

Deformaciones

localizados

Fracturamiento de losa que ocurre aproximadamente perpendicular al eje del pavimento o en forma oblicua a éste, dividiendo la misma en dos paños EVALUACION Severidad

Baja

Moderada

Alta

Densidad

ALTERNATIVAS DE REPARACION RECOMENDADA Descripción

Código Reparación

Procedimiento Constructivo

VIDA EFECTIVA ESPERADA (Años

111

PC - 11

1-2

Local

- Ninguna Acción

General

- Ninguna Acción

Local

- Ninguna Acción Vigilar posible evolución no aplicable si las fisuras reemplazan juntas transversales - Sellado de fisuras con asfalto líquido

General

- Agilizar algunas precedentes

Local

- Sellado de fisuras con mortero asfáltico

111

PC - 11

1–2

General

- Notificar al Jefe de Operaciones y sellado de fisuras con mortero asfáltico

111

PC - 11

1–2

de

las

alternativas

EVOLUCION -Afectan la integridad del pavimento - Evolucionan a “losas subdivididas” por efecto del tráfico. Probablemente acompañadas de despostillamientos si no se efectúa el sello de la fisuras OBSERVACIONES Ver “Fisuras Longitudinales”

ACTIVIDAD N° 111

DENOMINACION: SELLADO DE FISURA EN PAVIMENTOS DE CONCRETO

DESCRIPCION: Esta actividad consiste en el sellado de fisuras existentes en los pavimentos de concreto, que afectan gran parte del espesor de las losas y comprometen la integridad de las mismas PROPOSITO: Evitar la filtración de aguas superficiales hacía las capas inferiores del pavimento y prevenir el despostillamiento de los bordes de las fisuras por efecto de movimiento relativo; producidos por el tránsito o por la introducción de partículas extrañas que restrinjan los movimientos de dilatación y contracción debido a cambios de temperatura.

CRITERIO: Cuando las grietas aisladas tengan un ancho mayor de 3 mm y existan altas probabilidades de que ocurran precipitaciones o aniegos que produzcan escurrimientos de agua sobre la calzada. COMPONENTE DE LA ACTIVIDAD

PROCEDIMIENTO DE EJECUCION

PERSONAL: 1 capatraz 1 chofer de camioneta o camión 1 operario 4 peones

1.

EQUIPO: 1 Camioneta o camión 1 Compresor de aire 1 calentador de asfalto HERRAMIENTAS: Lampas, carretillas, pisones de mano, escobas, de fibras duras y garfios, tetera térmica de 3 galones, elementos de seguridad y escobas de goma MATERIALES MAYORES: Fisuras de ancho 3 a 10 mm - Emulsiones asfálticas, cementos asfálticos o resinas epóxicas. Fisuras de ancho mayor a 10 mm - Mezclas de cementos asfálticos con inertes. - Emulsiones asfálticas con aditivos de caucho o látex. - Materiales premoldeados - Morteros asfálticos UNIDAD DE MEDIDA: m PRODUCCION PROM/DIA: 200 APROBADO POR: FECHA:

Colocar elementos de seguridad y ubicar al banderero para orientar al tránsito 2. Identificar las fisuras que se van a sellar 3. Eliminar el polvo y partículas sueltas del interior de las fisuras, soplando con aire a presión y repasando éstas con los garfios 4. Modificar las dimensiones de la fisura con una cortadora de discos de ser necesario 5. Continuar con la limpieza de la junta con aire a presión 6. Barrer toda la extensión de la fisura en un ancho de 20 cm a cada lado de éstas 7. Aplicar con riego ligero de asfalto en el interior de la fisura y dejarlo fraguar hasta que esté pegajoso 8. Preparar el material sellante seleccionado 9. Colocar el material sellante, teniendo el debido cuidado de que no sobresalga sobre la superficie de rodadura 10. Proteger el sellante para su apertura al tránsito inmediato, colocando una capa de arena cuando se empleen selladores en caliente, o láminas de papel cuando se empleen selladores en frío. 11. Recoger todo el material suelto que pudiera quedar 12. Retirar elementos de seguridad y dejar libre al tránsito.

PROCEDIMIENTO Nº 2 GUIA DE EVALUACION DE PAVIMENTOS METODO SIMPLIFICADO PARA LA EVALUACION VISUAL DE LA CONDICION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

MEDICIÓN DE RUGOSIDAD Bump Integrator Rugosímetro Merlín Medidor de caminos de la PCA (PCA Road Meter) Medidor de caminos May (May Road Meter) Rugosímetro del Bureau of Public Roads (BPR Roughometer) Perfilómetro CHLOE (CHLOE Profilometer) Perfilómetro RSE (Rolling Straight Edge) Perfilómetro del British Transport and Road Research Laboratory (TRRL Profilometer) Perfilómetro Dinámico Superficial (Surface Dynamics Profilometer)

Equipo Merlín El equipo Merlin es aceptado para determinar rugosidades en las longitudes propias en las que opera. Para el proceso de Medición en campo se efectúan como mínimo 04 mediciones por carril. Calculo de IRI mediante una formula de calibración, válida sólo para el vehículo empleado.

Condición Estructural Estudiar el comportamiento estructural del pavimento Establecer si presenta adecuado comportamiento. Procedimiento Deflectométrico Viga Benkelman: Consiste en medir el desplazamiento vertical del pavimento ante la aplicación de una carga estática o de lenta aplicación. Tiene sus orígenes en los años 50-60. Sin embargo debido a las ventajas que ofrece es aún empleada en nuestro medio para la evaluación deflectométrica de Pavimentos.

CALIDAD DE MATERIALES Muestreo de Materiales Mezcla Asfáltica Ubicación .- Características Superficiales o Estructurales similares Diamantina o Bloques de 30 x 40 cm Verificación del Espesor de Carpeta Sentido de Fisuras Material de Base Granular Material de Subrasante Controles de Compactación

Trabajos En Laboratorio Obtener las características de los materiales. Empleo estricto de modos operativos establecidos en Normas Internacionales (ASTM y AASHTO). -

Ensayos a la Mezcla Asfáltica

-

Ensayos al Cemento Asfáltico

-

Ensayos al Material de Base Granular

-

Ensayos para controles de compactación

-

Ensayos al material de subrasante

ANALISIS DE RESULTADOS Del Análisis de Antecedentes Expediente Técnico Soluciones adoptadas para la construcción de la vía (espesores de pavimento y demás trabajos) suficientes para las condiciones de la zona.

De los Trabajos en Campo Evaluación Superficial a)

Relevamiento de Fallas en el Pavimento Catalogo de Fallas MTC-CONREVIALSeveras(S).Moderadas(M).Escasas(E).-

b) De la Medición de Rugosidad Bump Integrator  Unidades BI BI + Ecuación de CalibraciónIRI (m/Km) Apreciación del Indice de Serviciabilidad AASHTO IRI = 5.5 x LN(5/PSI), IRI  12(m/Km)

CUADRO DE RESULTADOS

MEDICIÓN DE RUGOSIDAD CARRIL

IRI (m/km) DERECHO

IZQUIERDO

Rugosidad máxima (m/km)

2.5

2.5

Rugosidad mínima (m/km)

2.3

2.2

Desviación Típica

0.129

0.142

Coeficiente de Variación

5.22

5.68

Rugosidad Característica Rc = IRI prom ± Fs x Sx

Escala del índice de Rugosidad Internacional, IRI

Análisis de Ensayos de Laboratorio 

La gradación, Constantes físicas, Abrasión, Equivalente Arena y CBR cumplen con las Especificaciones .



Los lavados Asfálticos indican variación en los porcentajes de Cemento Asfáltico; capa de Superficie (4.9%-6.0%) y de Base (3.9%-6.0%).



Variación en los porcentajes de agregados



La granulometría de la mezcla de Base Asfáltica no cumple Especificaciones Técnicas.



Penetraciones inferiores al 50% (respecto al tipo de asfalto empleado ( PEN 60-70).

METODOS PREVENTIVOS Y DE REPARACION PARA FATIGAS ASFALTICAS FATIGA O FALLA Piel de Cocodrilo

METODOS DE REPARACION

METODOS PREVENTIVOS

Exudación

Reparación de todo el espesor de la carpeta Sellado de fisuras (cuando son fallas escasas) Aplicar arena caliente -

Fisura en bloques

Sellar fisuras

-

Depresión

Nivelar superficie

-

Pulimento de Agregados - Resistencia al deslizamiento - Tratamiento Superficial - Slurry Seal

-

Baches

Reparación de todo el espesor implicado

Sellado de fisuras y total

Bombeo

Reparación de todo el espesor implicado

Sellado de fisuras y total

Surcos y desgaste

Sello

Sello rejuvenecedor

Ahuellamiento (Rutting)

Nivelar superficie y/o cold milling

Ondulación del terreno

Remover y desplazar

Pavimentar hombros confinados

Trabajos a Ejecutar En concordancia con el tipo y magnitud de las fallas encontradas, se establece los trabajos requeridos tales como

ACTIVIDAD Tratamiento de fisuras (Emulsiones Asfálticas) Tratamiento de fisuras (Slurry Seal) Parchado Superficial Carpeta Asfáltica Sello Asfáltico Reparación de Bermas

Simulación de cargas de trafico:

Aumento de las cargas configuración de ejes nuevos tipos de neumáticos