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FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TESINA PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL TEMA: APLICACIÓN DE GEOTEXTILES NO TEJIDOS EN REPAVIMENTACION DE V1 V2 CARRETERA INTERPROVINCIAL LIMA-CAJAMARCA KM 205+000 – KM 700+000 ,2019.

Lugar

año PRESENTADO POR: CLAUDIA MIRELLA SUSANA TOCAS NONONES

ASESOR: DR. LEONIDAS SAVARIA DOMINGUEZ

LIMA - PERÚ 2019

1

DEDICATORIA

A Dios, por brindarnos cada día fortaleza. A nuestros padres, por su apoyo incondicional A nuestros docentes, por su enseñanza y ejemplo diario.

2

AGRADECIMIENTO

Agradezco a mis padres, por darme la oportunidad de estudiar y luchar por mis sueños apoyándome en cada paso profesional y personal que doy.

3

RESUMEN Cuando los pavimentos de asfalto flexibles están expuestos a una carga cíclica, puede ocurrir el hundimiento, la formación de baches y fisuras por fatiga. Con el aumento del uso de vehículos y de las cargas por eje, este problema puede ser aún peor. Las obras de bacheo en tramos con problemas en el pavimento, remediarán temporalmente la situación, ya que las fisuras de las capas inferiores del pavimento luego se propagarán a las nuevas capas, causando la pérdida de la resistencia estructural prematuramente.

Este tipo de reflexión de fisura puede ser un problema cuando se aplican coberturas de asfalto en pavimentos de hormigón preexistente.

El refuerzo de la camada asfáltica es utilizado para tratar los siguientes problemas en obras viales: 

Agrietamiento por reflexión de fisuras



Agrietamiento causado por diferencias térmicas y por fatiga



Fallas por arqueamiento



Peso excesivo en los ejes



Pavimentos sobre suelos de baja capacidad portante



Asentamientos diferenciales



Espesores reducidos en las capas del pavimento

4

5

INTRODUCCION

La presente investigación sobre la Aplicación de Geotextiles No Tejidos en la Repavimentación de la carretera Interprovincial Lima-Cajamarca km 205+000 – km 700+000 propone demostrar la viabilidad de este material geosintético en el desarrollo de esta práctica vial para beneficio de sus pobladores.

El objetivo principal en este estudio es comprobar el correcto diseño vial empleando geotextiles para su función específica de refuerzo y filtración en la carretera LIMA-CAJAMARCA tramo VI km. 205+000- 700+000 a 2950 msnm. en el departamento de Cajamarca bajo un sustento técnico y con el convencimiento de la bondad del producto en lo que respecta a eficiencia, durabilidad y economía, con relación a las soluciones tradicionales.

Este proyecto de Investigación consta del Capitulo l, donde se habla de las Generalidades del Proyecto, Capitulo ll, en el cual se encuentra el Marco Teórico y Capitulo lll que precisa el Desarrollo del Proyecto.

6

TABLA DE CONTENIDOS 1. Caratula 2. Dedicatoria 3. Agradecimiento 4. Resumen 5. Abstract 6. Introducción 7. Tabla de contenidos 8. Índice de grafico 9. Índice de cuadros 10. Desarrollo de contenidos de trabajo CAPITULO 1: GENERALIDADES DEL PROYECTO 1.1. Ubicación. 1.2. Aspectos socio económicos. 1.3. Tipo de proyecto. CAPITULO 2: MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes 2.1.1. Antecedentes Nacionales 2.1.2. Antecedentes Internacionales 2.2. Definición de Términos 2.3. Normatividad 2.4. Tecnología de los materiales o de la construcción. 2.5. Geosinteticos 2.5.1. Geotextiles 2.5.1.1. Propiedades Físicas 2.5.1.1. Propiedades Químicas 2.5.1.1. Propiedades Mecánico 7 2.5.1.1. Propiedades Hidráulico 2.5.2. Tipos de Flujo de Geotextiles

2.6. Repavimentación Asfáltica CAPITULO 3: DESARROLLO DEL PROYECTO

3.1.

Ingeniería del proyecto 3.1.1. Aplicación De Geotextiles En Rehabilitación Y Mantenimiento de Pavimentos. 3.1.1.1. Funciones del Geotextil

3.2.

Estudios Básicos

3.3.

Estudios complementarios

3.4.

Resultados

11. Conclusiones 12. Recomendaciones 13. Fuentes de información 14. Anexo 15. Planos

8

INDICE DE GRAFICOS

IMAGEN 1 - Rufino Marchan (2002), pag.70 Imagen 2 – Norma sección 414 Imagen 3 – Norma sección 414 IMAGEN 4 – Durability Of Geotextil pag. 25 IMAGEN 5 – NORMA CE 0.10 IMAGEN 6 - MTC – sección 414

FIGURA 7 - MTC Pag. 58

9

CAPITULO 1: GENERALIDADES DEL PROYECTO

1.1.

Ubicación

DEPARTAMENTO: Cajamarca POBLACION:

1 341 012 HABITANTES

COORDENADAS GEOGRAFICAS:    1.2.

Longitud: -77.52685 Latitud: -15.256254 Altitud: 2950 m.s.n.m. Aspecto socioeconómico:

10

En el caso de la Región Cajamarca, es el sector más importante como motor del desarrollo, a nivel laboral emplea a mas de la mitad (54.71%)3 de la PEA Regional. Las actividades principales que se encuentran dentro de este sector son la actividad agropecuaria y la actividad minera, otra actividad primaria que se practica en la Región es la pesca pero no tiene la importancia de las dos anteriores. La actividad agropecuaria es la principal actividad de la Región ya que además de ser la “proveedora” de alimentos a ésta y a otras regiones, es la principal fuente de empleo. Las personas empleadas en algún trabajo se dedican a criar animales (mayores y menores) o a producir cultivos para vender en los diferentes mercados (zonales o locales). 

En agricultura: Productores de Café



Minerales: Produce cobre, plata plomo, zinc



Productor de ganado vacuno en un 14% de la producción nacional.



El sector secundario es el llamado “sector de la transformación” porque está constituido por industrias transformadoras de las materias primas. En el caso de la Región Cajamarca, las industrias presentes son aquellas que se dedican a la producción de derivados lácteos de la leche siendo el queso el más importante además del dulce de leche (manjar blanco), por lo que a pesar de ser conocidos los manjares de la Región, ésta más que todo provee los insumos más no los transforma. Generalmente la transformación de la leche en estos derivados se hace de manera artesanal, existiendo solo en la capital departamental industrias que se dedican a esta labor.

1.3.

Tipo de Proyecto Proyecto Aplicativo.

11

CAPITULO 2: MARCO TEORICO

2.1. Antecedentes 2.1.1. Antecedentes Nacionales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

APLICACIÓN DE GEOTEXTILES EN LA INGENIERIA VIAL CARETERA ILO-DESAGUADEROTRAMO V KM 235+000-275+000

TESIS Para optar por el Título Profesional de: INGENIERO CIVIL

DENI CHIPANA HUACHES Lima – Perú 2000

12

SUMARIO La presente tesis se refiere a la utilización de los geotextiles como una alternativa comprobada para una variedad de retos en la Ingeniería Vial en el análisis técnico, económico del diseño y del sistema constructivo de la estructura de una carretera usando geotextiles en lugares bajo condiciones de terrenos difíciles y donde sea necesario su utilización, basándose en los conocimientos de Ingeniería Civil. La selección del tema de tesis se ha tomado en cuenta, el interés a la solución de los problemas viales por que creemos que nuestro país necesita contar con mayor información sobre las técnicas actuales empleadas en la construcción de carreteras. Este estudio es oportuno, si tenemos en cuenta los problemas que se presentan en las obras viales de nuestro país, por lo que los resultados serán de mucha utilidad en un futuro próximo, como también se generaran interés por desarrollar otros temas de investigación. También se puede perfeccionar la técnica constructiva en nuestro país con el uso de los geotextiles con gran ventaja sobre los métodos tradicionales. Debido a la falta de apoyo de los Organismos del Estado a la Investigación, el presente trabajo realizado será desarrollado usando el método inductivo, la técnica de observación y la entrevista a . profesionales con experiencia, perfeccionándolo cada vez más y ampliándolo su campo de utilización, así como de incentivar el inicio de otros estudios. En el capítulo 1 indica el contenido de la tesis que comprende los conceptos básicos, generalidades y propiedades de los geosintéticos. El capítulo 2 comprende los principios de diseño y beneficios utilizando geotextiles en carreteras en estabilización de terrenos de fundación de suelos blandos y la utilización de los geotextiles en rehabilitación y mantenimiento de pavimentos. El capítulo 3 proporciona el programa Amospec que ejecuta análisis de diseño de Ingeniería Vial utilizando métodos aceptados y aprobados, incluyendo aquellos desarrollados por FHW A y AASHTO. Con el programa se puede generar un diseño completo para caminos pavimentados y caminos sin pavimentar. En el capítulo 4 indica la aplicación de los geotextiles en la carretera no-Desaguadero tramo VI km 235+000-275+000 para ello es necesario realizar los estudios de campo y seleccionar parámetros de entrada para el diseño de pavimentos en el programa Amospec. El capítulo 5 realiza un análisis comparativo sobre la utilización de los geotextiles con sus respectivos resultados y un programa de mantenimiento vial para prolongar la vida útil de la carretera. 13

2.1.2. Antecedentes Internacionales

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

REHABILITACION DE TRAMOS CARRETEROS PAVIMENTADOS UTILIZANDO GEOTEXTILES NO TEJIDOS SISTEMA PETROMAT

Presentado por:

Luis Adolfo Chicas Torres Al conferírsele el título de: INGENIERO CIVIL

Guatemala, agosto 2005

14

RESUMEN Este

trabajo

está

enfocado

a

poder

ejecutar

una

rehabilitación

de

carretera pavimentada utilizando geotextiles no tejidos, los cuales son de gran ayuda respecto al costo de rehabilitación de una carretera principal o secundaría,

en

este

trabajo

podemos

desarrollar

el tema

desde

sus

propiedades del material a utilizar, así como los beneficios, su correcta instalación en campo, los diversos tipos existentes de geotextiles usados para refuerzos de carreteras, así como ejemplos de costos en reparación de asfaltos, sus aplicaciones en proyectos y los avances en especificaciones en nuestro medio para su utilización por parte de la Dirección General de Caminos. Veremos en resumen las telas de pavimentación utilizadas en la rehabilitación de carreteras pavimentadas, como solucionan el problema de infiltración de agua en las carreteras, derivado del agrietamiento de la misma que causa deterioro del pavimento, teniendo una gran ventaja, para ello, que baja costos del pavimento o mezcla asfáltica por colocar, da una carretera con vida útil más larga, impermeabiliza el pavimento y su instalación es hecha con equipo y material de construcción convencional o sea que no se requiere equipo especial. Este tema está enfocado a la ampliación de los conocimientos de cómo poder hacer una rehabilitación de carretera pavimentada de una manera práctica, técnica y económica, para romper esquemas dentro del medio en la rehabilitación, ya que, es un método en Guatemala y Centroamérica que ha sido usado muy poco y hoy en día todavía se evita su uso por falta de conocimiento técnico y temor al cambio tradicional.

15

2.2. 

Definición de Términos Filamentos continuos: los filamentos del geotextil no tejido pertenecientes al producto final son infinitos.



Fibra cortada: los filamentos pertenecientes al producto final tienen una determinada longitud.



Agujados, agujeteados ó punzonados: la unión entre los filamentos del geotextil no tejido, es una unión mecánica mediante unas agujas colocadas inferior y superiormente que entran y salen a gran velocidad en la napa de filamentos, para entrelazarlos.



Calandrados: la unión entre los filamentos se hace por calor mediante calandra que une y presiona los filamentos



Termosoldados: la unión entre los filamentos se hace por calor, mediante una termofusión.

2.3.

Normatividad

Ministerio de Transporte y Comunicaciones - Sección 414 Materiales 414.02 Geotextiles Los geotextiles deberán satisfacer los requisitos que se indiquen en el Proyecto y deben cumplir los requerimientos establecidos en las Tabla 511- 03 y 511-04. Debe entenderse que estos límites corresponden a condiciones normales de instalación. Las propiedades de los geotextiles dependen de los requerimientos de resistencia y de las condiciones de instalación de cada aplicación. Equipo 414.03 Se deberá disponer de los equipos necesarios para colocar el geotextil y para explotar, procesar, cargar, transportar, colocar y compactar el material granular. 2.4.

Tecnología de los Materiales de la Construcción

2.5.

Geosinteticos

16

Son materiales sintéticos, cuyo principal beneficio es que aportan las propiedades y funciones que no poseen los materiales naturales, para el diseño y la construcción de todo tipo de obras. También se pueden definir como productos hechos por el hombre, para su aplicación en proyectos relacionados con la Ingeniería Geotécnica, Civil y Ambiental.

Rufino Marchan(2002),pag.70 Los Geosintéticos se dividen, principalmente, en: - Geotextiles y Geomembranas Excluyendo aquellos productos basados en fibras naturales. También los Geosintéticos pueden ser agrupados de la siguiente forma:

1. Geotextiles 2. Geomembranas 3. Geomallas o Geogrillas 4. Georedes 5. Geocompuestos 6. U otros Geo-productos.

Los geotextiles: definen como tejidos permeables usados en conjunto con suelos o rocas como parte integral de un proyecto realizado por el hombre.

Las geomembranas: Se definen como membranas impermeables usadas conjuntamente con suelos o rocas. En resumen, la diferencia estriba en la permeabilidad o la falta de la misma, lo cual es una característica de los Geosintéticos o productos. Existen muchos geosintéticos en el mercado nacional, pero, para efectos del tema, nos concentraremos en geotextiles que permitan la repavimentación en carreteras; pero, es bueno definir algunos términos importantes dentro de las generalidades de los Geosintéticos en el área de geotextiles.

Geoceldas: Nombre utilizado en América para los geotextiles celulares.

Geomallas: Productos relacionados a los geotextiles, poseen grandes aperturas rectangulares (llamadas en inglés “Geotextile grids”), o aperturas norectangulares (conocidas más frecuentemente en inglés “geotextiles nets”). 17

Geoproductos: Este término incluye a los geosintéticos, a productos relacionados a los geotextiles hechos de fibras naturales, y a refuerzos de tierra metálicos. Geocompuesto: Geosintético compuesto de 2 o más geoproductos.

Imagen 1 - Rufino Marchan (2002), pag.70 Los Geosintéticos representan las últimas tecnologías aplicadas en los Estados Unidos, Europa y Asia, para reemplazar los métodos tradicionales que se venían utilizando en la ingeniería, por los siguientes beneficios: o Es una tecnología amigable con el medio ambiente, ya que disminuye la explotación de materiales naturales no renovables. o Evita y soluciona los problemas asociados a los métodos tradicionales de construcción. o Reduce el tiempo y costo de ejecución de las obras. o Al aumentar la vida útil de los proyectos, optimiza los recursos disponibles, promoviendo así el desarrollo de más obras con la misma inversión.

2.5.1. Geotextiles Los usos principales dados a los geotextiles son: • Control de erosión • Filtración 18

• Separación de capas • Refuerzo de tierra y taludes • Muros de contención • Protección de geomembranas.

2.5.1.1.

Propiedades Físicas a. Gravedad Específica. - Por lo general es de acuerdo al polímero en uso. Polipropileno 0.91 Poliéster 1.22 a 1.38 Nylon 1.05 a 1.14 Polietileno 0.92 a 0.95 Notar que algunos valores son menores que 1; Lo cual influye cuando trabajen en agua, ya que pueden flotar.

b. Peso (Masa por unidad de área).- Es una forma usual de indicar el peso de un geotextil, se le conoce más por peso base y se expresa en g/m2 ó en onzas/yarda2 ( 1 onzalyarda2 = 33.90 g!m2 ).

c. Espesor. - está medido como la distribución de la parte superior a la inferior del geotextil, medido a una presión prefijada; se expresa en mm. o pulg. ( 1 pulg=25.4mm).

2.5.2.2.

Propiedades Químicas Los geotextiles tejidos y no tejidos son fabricados de polipropileno, poliéster con aditivos estabilizadores de rayos ultravioleta. La resistencia química excelente de los geotextiles de polipropileno estabilizado es uno de las cualidades que han establecido los fabricantes como producto principal para el uso en la industria de desechos contaminantes. Esta comprobado que este material muestra resistencia a algunos agentes químicos tales como los ácidos, bases, oxidantes y reductores. Con relación a las soluciones salinas y solventes orgánicos 19

comunes tales como el benceno, tricloroetileno, percloroetileno, tetraclorato de carbono, gasolina, alcoholes, cetonas, aldeidos, eteres, esteres, etc. 2.5.2.3.

Propiedades Mecánicas a. Compresibilidad de un Geotextil.- se defme como la variación del espesor debido a una presión normal. Es importante tenerlo en cuenta cuando son usados para conducir agua a través de sus planos o secciones, y es el caso de los geotextiles no tejidos. b. Resistencia Tensional.- es una de las más importantes funciones, y se calcula estirando la muestra hasta que la elongación de ella cause su rotura. c. Resistencia a la Fatiga.- es la habilidad del geotextil de soportar una carga antes de sufrir una falla. d. Resistencia a la Deformación e. Ensayo a la Rasgadura

2.5.2.4.

Propiedades Hidráulicas

a ) Porosidad. - Se define como la razón del volumen de vacíos al volumen total, está relacionado con la habilidad de fluir el agua a través del tejido.

Donde: n = Porosidad m= Masa por unidad de área p = Densidad del tejido total T = Espesor del tejido

b) Porcentaje del Área Abierta (POA).- Es aplicable a los tejidos y es una comparación del total de área abierta al total del área de la muestra.

20

c) Permitividad (Permeabilidad de un plano transversal).- Muy útil en casos de filtración, o sea cuando el agua fluye a través del tejido hacia el material granular, una tubería o cualquier sistema de drenaje. d) Transmisividad. - Flujo del agua dentro del plano del tejido. e) Ensayos de Transmisión de Vapor. - Aplicado a geotextiles impregnados. f) Propiedad de Duración. g) Propiedades Ambientales. - Determina la importancia en el sentido investigatorio de reconocer problemas potenciales y limitaciones por el uso de polímeros. • Resistencia a los químicos. • Resistencia a la temperatura. • Resistencia a la luz y el clima. • Resistencia a las bacterias.

Esteban Sánchez (1989), pag.88

2.5.2. TIPOS DE FLUJO EN GEOTEXTILES

Imagen 2 – Norma sección 414

Imagen 3 – Norma sección 414

21

2.5.3. FABRICACION DE GEOTEXTIL

IMAGEN 4 – Durability Of Geotextil pag. 25

22

CAPITULO 3: DESARROLLO DEL PROYECTO

3.1. INGENIERÍA DEL PROYECTO

3.1.1. Aplicación De Geotextiles En Rehabilitación Y Mantenimiento De Pavimentos. El sistema de trabajo consiste básicamente en la colocación de un geotextil entre una nueva capa de rodadura (Revestimiento de Concreto Asfáltico) y la base imprimada de ligante. asfáltico sobre un pavimento antiguo, convirtiéndose en parte integral de la sección de carretera, con él propósito de incorporar una membrana flexible e impermeabilizada que reduzca los esfuerzos existentes en la estructura del pavimento y retarde la propagación de las grietas producidas por flexión. La prolongación de la vida útil de las vías ha sido una permanente preocupación por parte de las entidades públicas en el ámbito nacional e internacional, que se encargan de la ejecución y del posterior cuidado de estas. Los ensayos realizados sobre nuevos materiales que racionalicen de alguna manera los costos de mantenimiento que la estructura de pavimento requiere, ha traído nuevos horizontes. Con la aparición de los geosintéticos y en especial de los geotextiles, los investigadores han hecho un aporte significativo a la ingeniería, aclarando el desempeño de estas aplicaciones específicas, como lo es en este caso, la rehabilitación de pavimentos.

3.1.1.2.

Funciones del Geotextil Si se entiende por refuerzo como la redistribución de fuerzas, debido a la inclusión de un material rígido de alta resistencia a la tensión cuyo módulo elástico sea mayor que la del material que ira a reforzar, al incluir el geotextil dentro de una estructura de pavimento, este no cumpliría con la definición de refuerzo, entonces es preferida la utilización de otro termino para definir su comportamiento en este tipo de estructuras, este es el sistema de íntercapa. Estas intercapas son usadas para prevenir o reducir el calcado de las grietas, la aparición de grietas del tipo de piel de cocodrilo y los fenómenos de ahuellamiento y corrugamiento. Las dos funciones básicas 23

que cumple el geotextil impregnado con asfalto para poder suministrar sus beneficios, son las de:  Barrera lmpermeabilizadora.  Membrana Amortiguadora de Esfuerzos.

Aplicación Geotextil(2005) pag. 25.

3.1.2. FALLAS EXISTENTES EN PAVIMENTO Agrietamiento Durante la vida de servicio de una estructura de. pavimento, la superficie de está podrá sufrir defectos por las siguientes causas: • Agrietamiento debido al envejecimiento de la capa de rodadura, movimientos por gradientes térmicos, movimientos relativos entre placas y por contracción. Inicialmente con la variación de temperatura se presenta la propagación inicial de las grietas y posteriormente este efecto se aumenta debido a la acción de las cargas generadas por tráfico. • Ahuellamiento debido a una falta de capacidad para resistir deformaciones. • Agrietamiento por fatiga debido a efectos ambientales o a una falta de capacidad portante de la estructura.

Agrietamientos por Fatiga Una grieta o fisura puede iniciarse y crecer como resultado de la repetición de cargas de tráfico. Cuando una rueda pasa, la abertura se flexiona, suministrando esfuerzos de tensión en los extremos de la grieta haciéndola crecer.

Agrietamientos por Flexión Si la capa de repavimentación se aplica sobre grietas, los movimientos horizontales en la grieta existente también causaran deformaciones horizontales en la capa de repavimentación, llevando a la continuación del crecimiento de la grieta existente en la capa de repavimentación, que se conoce como reflexión o calcado de grietas. Este agrietamiento ocurre debido a la diferencia de esfuerzos cortantes en ambos costados de la grieta Pasa cuando una rueda pisa la grieta, cargando primero un borde de la grieta y posteriormente el otro.

24

Para evitar o retardar el agrietamiento por reflexión y el control de infiltración a través del pavimento, existen los siguientes sistemas que pueden ser utilizados de manera individual o conjunta: • Geotextiles para repavimentación: combinación de geotextil y asfalto, en casos donde las grietas no sean por fallas estructurales. • Membranas de intercapa absorbedoras de esfuerzos (SAMI): capas de cierto espesor con asfalto modificado. • Sellos de arena-asfalto y sellos de asfalto modificados: en procesos de agrietamientos incipiente.

IMAGEN 5 – NORMA CE 0.10 3.1.3. GEOTEXTILES NO TEJIDOS.

Los geotextiles no tejidos son materiales textiles planos, permeables, de apreciada deformabilidad, formado por fibras poliméricas termoplásticas (Normalmente están realizados por fibras de polipropileno o poliéster.), que se emplea para aplicaciones geotécnicas (UNE 40-523-88).Casi todas sus aplicaciones se basan en su capacidad de filtro, es decir, dejar pasar el agua y retener finos. También es importante sus resisténcia mecánicas y el espesor en la utilización como protección 25

de barreras impermeables. El peso del geotextil, que es una característica física, no tiene ninguna importancia a la hora de especificar un geotextil, pues serán sus características hidráulicas (para cumplir las funciones filtrantes) y mecánicas (para soportar las tensiones a las que estará sometida en sus aplicaciones geotécnicas) las que deben definir el producto, independientemente de su campo de aplicación. Aplicación de Geotextil (2002), pag.99 Las principales funciones de los geotextiles no tejidos son el drenaje y filtración, ya que dejan pasar el agua y permiten retener finos. Además, tienen otros usos como separación para terrenos con diferentes propiedades físicas, reforzar y estabilizar el suelo; y proteger barreras impermeables. Normalmente, los geotextiles no tejidos se pueden aplicar en proyectos como: carreteras, ferrocarriles, obras hidráulicas, drenajes, contención de taludes, túneles o vertederos. Así mismo, los geotextiles agujados de fibra cortada que no tienen una termofusión, sus características mecánicas son mucho más bajas, pues al no existir esa unión entre los filamentos, al aplicarle una fuerza perpendicular (perforación) abre las fibras

y

aplicando

una

fuerza

de

tracción

las

desentrelaza.

Los geotextiles calandrados reducen mucho su espesor y su elongación es menor que los agujados. Los geotextiles agujados de filamentos continuos ó agujados y termosoldados tienen altas resistencias mecánicas para no producir la rotura y espesores adecuados para obtener una función de drenaje en el plano y una función protectora de las barreras impermeables por su efecto colchón.

3.1.3.1.

Funciones

Los geotextiles pueden definirse por sus funciones en los diferentes campos de aplicación. Estas pueden ser: SEPARAR, FILTRAR, DRENAR, REFORZAR y PROTEGER. SEPARAR: Separación de dos tipos de terreno de diferentes propiedades físicas. Bien puede ser entre suelo natural y material de aporte ó entre dos capas diferentes 26

de suelo apartado. La misión del geotextil es evitar la mezcla de los diferentes terrenos. Para ello debe soportar las cargas estáticas y dinámicas del material de aporte y del tráfico durante la instalación, así como la retener los finos para evitar la mezcla. FILTRAR: Libre circulación de agua a través del geotextil, reteniendo los finos en la dirección del flujo de agua. La misión del geotextil es garantizar la estabilidad hidráulica del filtro. Se debe evitar la colmatación del geotextil. Es importante la permeabilidad. DRENAR: Evacuación de líquidos y gases en el espesor del geotextil. Debe impedir el lavado de partículas finas. Es importante la permeabilidad en el plano y el espesor

REFORZAR: Se pueden considerar dos tipos de refuerzo. Estabilización del suelo como consecuencia del confinamiento de partículas de suelo eliminando el agua por subpresión. Refuerzo en tracción anulando las fuerzas de vuelco como por ejemplo, en muros de contención intercalando capas de geotextil hacia el interior del muro. Son importantes sus resistencias mecánicas. 3.1.4. MATERIALES Y EQUIPOS PARA LA INSTALACIÓN El principal componente del sistema es el geotextil no tejido diseñado especialmente para el uso en los proyectos de rehabilitación de pavimentos. Un lado del geotextil es fusionado por calor lo que significa que las fibras están fundidas por un lado para crear una superficie suave. Este lado fusionado por calor reduce el sangrado o exudado del riego de liga y ayuda a prevenir la fuga de calor del geotextil durante la instalación. 3.1.4.1.

Materiales del Riego de Liga El sistema consiste en la combinación del geotextil con una capa de riego de liga asfáltica. Cada elemento depende sobre el otro para obtener un óptimo rendimiento. El geotextil proporciona durabilidad al riego de liga, de tal manera que realiza una función de impermeabilización incluso cuando se deforma El riego de liga es un sello de asfalto liquido caliente aplicado a la superficie del pavimento para saturar al geotextil y 27

cohesionarlo al pavimento viejo. La calidad del riego de liga asfáltica es uno de los factores más importante en la instalación con éxito del sistema La técnica inadecuada de colocación o el uso de un asfalto no adecuado puede originar al deslizamiento del revestimiento asfáltico en el pavimento o un rendimiento no satisfactorio de impermeabilidad. Los ligantes asfálticos de grado de pavimentación (AC, AR o grados de penetración) son preferidos para el uso como material de riego de liga. Los más usados comúnmente son AC-20 y AR-4000. La calidad verdadera de ligante asfáltico dependerá del área geográfica y la estación.

FIGURA 6 MTC – sección 414 Los asfaltos cutback (de grados RC, MC y CS) ó emulsiones que contienen destilados de aceites no deben ser usados para el riego de liga asfáltica. Estos materiales contienen solventes que pueden originar la inestabilidad del revestimiento asfáltico y por lo tanto no son adecuados para el uso del sistema. 3.1.4.2.

Camión Distribuidor La aplicación uniforme del riego de liga asfáltica es vital para asegurar que el geotextil sea saturado con el asfalto y que pueda proporcionar su beneficio completo de impermeabilidad. Se prefiere un camión distribuidor para obtener una posible tasa de aplicación más uniforme del riego de liga. Las condiciones del camión distribuidor no deben ser pasados por alto. Antes de iniciar el trabajo revisar las toberas del rociador en el camión para verificar un rociado más uniforme. El riego de liga no debe ser aplicado con puntos gruesos, filones o boquerones. 28

La altura de la barra y las toberas rociadoras del camión deben ser reguladas para obtener el área común y la anchura del rociador correcto. Si no existe en el lugar un ambiente para la movilización de un camión distribuidor, usar el rociador manual o una barredora para colocar el riego de liga. Si el rociamiento manual o la barredora es usado para la colocación, tener bastante cuidado y atención para mantener la cantidad adecuada de la aplicación uniforme del riego de liga.

Aplicación Geotextil (2002), pag 107.

3.1.4.3.

Equipos de Instalación Los instaladores con experiencia del sistema tienen un tractor equipado o un tractor distribuidor diseñado para colocar el geotextil en la plataforma. El equipo debe tener acoplamientos para colocar hacia abajo y barrer el geotextil aplicando una tensión uniforme.

29

FIGURA 7 - MTC Pag. 58 3.1.4.4.

Equipos Secundarios Los siguientes equipos diversos pueden ser útiles durante la instalación del sistema: • Tijeras, cuchillos u otros dispositivos de corte de telas. • Una cerda rígida para empujar las escobas. • Longitud de la tubería standard, ligeramente más corta y más delgada en diámetro que el núcleo del rollo para insertar en la parte central del núcleo

cuando

sea

manejada

el

geotextil.

• Cucharón, barredora o una pequeña varilla manual para aplicar el asfalto en las uniones de las telas y en las áreas no alcanzadas por el camión distribuidor. • Rodillo neumático para alisar el geotextil sobre el riego de liga para los chips seals, o para corregir las burbujas u otras perdidas de enlace (cohesión) entre el geotextil y el pavimento subyacente. • Arena de concreto lavada (como se prescribe).

3.1.5. PROCEDIMIENTO PRE- CONSTRUCTIVO EN PAVIMENTO ASFALTICO 3.1.5.1.

Preparación de la Superficie del Pavimento Asfáltico

El primer paso en la instalación del sistema sobre pavimento asfáltico existente es la preparación del pavimento para recibir el riego de liga Antes de iniciar el proyecto, determinar la preparación de la superficie del pavimento que debe ser requerida. Tener especial cuidado en las zonas de 30

escasez de plataforma e indicar señales de degradaciones en la vía estructural, tal como grietas de mordaza (piel de cocodrilo) o deformaciones del pavimento. En estas zonas el ingeniero debe especificar los procedimientos para retirar o estabilizar el área del pavimento dañado. Es importante que la superficie en el cual el sistema será colocado debe estar seca y libre de suciedad. Limpiar todas las acumulaciones de tierra, polvo, aceite, residuos de agua u otros materiales extraños del pavimento antiguo. Rellenar las grietas, según las indicaciones del ingeniero, con una carga adecuada (por ejemplo, emulsión asfáltica o asfalto emulsionado ligero mezclado con arena). Los cambios abruptos en la superficie del pavimento como terrenos ascendentes descendentes deben ser emparejados con una capa de nivelación de concreto asfáltico.

3.1.5.2.

Tratamiento de la Grieta

Determinar tipo de falla del pavimento. Fallas Superficiales • Agrietamientos en bloques, longitudinal y/o transversal. Las causas principales

de

estas

son

la

contracción,

endurecimiento

por

envejecimiento y condiciones ambientales donde las temperaturas son bajas. • "Deshilachamiento" debido a una cantidad pobre de asfalto, envejecimiento y/o a la acción abrasiva del agua y las llantas de los vehículos. • Arrugamientos debidos al exceso de asfalto, de agua y/o presencia de agregados muy blandos en la mezcla del concreto asfáltico. Fallas por Adhesión • Agrietamientos por corrimiento originados principalmente por una cantidad insuficiente de riego de liga asfáltica, superficie del pavimento demasiado delgada, cargas horizontales originadas por el tráfico. Fallas Estructurales • Agrietamientos transversales por fatiga debido a deflexiones excesivas y/o a un diseño inadecuado de la sección. • Ahuellamientos debidos a un contenido de humedad excesivo y/o a un diseño adecuado de la sección. 31

Reparación de las Grietas La preparación del pavimento agrietado debe consistir en un tratamiento necesario para alcanzar una estructura de soporte uniforme, lo cual reduce los movimientos diferenciales a través de las grietas debido a las cargas vehiculares. Los resultados de una evaluación completa de la superficie del pavimento deteriorado deben ser usados como base para establecer las reparaciones necesarias. Las Grietas menores de 3 mm. de ancho no requieren alguna especial atención antes de la aplicación del riego de liga. Las grietas desde 3 mm. hasta 9 mm. deben ser llenados con un sellador liquido adecuado de modo que el riego de liga no pueda infiltrarse en el interior de la grieta. Las grietas mayores de 9 mm. deben ser llenados con un relleno para grietas más estables, tal como una mezcla de asfalto en frlo o en caliente, pasta aguada de emulsión o un relleno para grietas comercialmente disponible. Si el relleno para grietas contiene un asfalto emulsificado o un asfalto diluido ( cutback), este permite el curado completamente antes de la colocación del riego de liga y del geotextil. De otro modo, el geotextil formará una membrana que pueda capturar partículas de aceite ó humedad, que se dirigen hacia la separación del geotextil desde la superficie del pavimento.

32

3.1.6. INSTALANDO LAS TELAS DE PAVIMENTACIÓN La condición de la superficie del pavimento y su capacidad estructural deben ser determinadas antes de usar el sistema de tela de pavimentación. Para

obtener

un

funcionamiento

exitoso, el

pavimento

no

debe

tener

movimientos verticales u horizontales significativos entre las grietas o uniones o deflexión local bajo la carga de diseño. Las aplicaciones incluyen carpetas nuevas de asfalto o tratamientos superficiales sobre pavimentos existentes. Para el propósito de este tema, consideraremos aplicaciones de mezcla caliente de cemento asfáltico para carpetas nuevas de 1.5 pulgadas (3.81 cms) o más gruesas”. Aplicación de la capa ligante La capa ligante es el ingrediente activo principal del sistema de tela de pavimentación y debe ser considerado como tal. Aunque muchas veces es mal usado, la aplicación apropiada de la capa ligante es fácil de realizar con los equipos sofisticados de riego de asfalto de hoy día. El asfalto de pavimentación de grado directo es la mejor opción y la más económica para el riesgo de liga con tela de pavimentación y debe ser esparcido a una temperatura entre 300°F y 350°F (pero, ópticamente no excediendo 325°F). La velocidad de esparcimiento del asfalto debe ser aplicada a la tasa especificada por el productor de la tela de pavimentación. En condiciones frías, cuando la capa ligante se endurece rápidamente, la tela debe ser colocada detrás de la aplicación del riego de liga para conseguir una adhesión temporal fuerte hasta que se coloque la nueva capa asfáltica. En condiciones calientes, podría ser necesario permitir un tiempo de enfriamiento entre la aplicación del riego de liga y la colocación de la tela, para prevenir la saturación prematura de la misma. En clima caliente, un esparcimiento ligero de la mezcla caliente sobre la tela evitará que las fibras de la misma se adhieran al equipo y al mismo tiempo permitirá su saturación completa antes de la pavimentación. Colocación de la capa asfáltica nueva. La capa asfáltica nueva puede ser colocada inmediatamente después de la colocación de la tela. Un espesor de asfalto compactado mínimo de 1.5 (3.8 cms) 33

pulgadas es requerido. Un espesor adecuado de la capa asfáltica nueva genera calor suficiente para tirar el riego de liga hacia arriba, dentro y a través de la tela de pavimentación. Espesores de capa asfáltica hasta de 1 pulgada (2.5 cms) han sido exitosamente colocadas en climas cálidos para ciertas condiciones de pavimentos y tráficos, pero no son generalmente recomendados.

34

3.2.

ESTUDIOS BASICOS Estudio de Transito para Pavimentos Volumen de tránsito Se define como el número de vehículos que pasan por un punto o un carril durante una unidad de tiempo. Sus unidades son vehículos/día; vehículos/hora, etc. Indice Medio Diario, IMD Es el promedio del número de vehículos que pasan por un punto durante un período de tiempo. Según el período de análisis para medir el volumen, podrá ser indice medio diario anual, IMDA, indice medio diario mensual (IMDM) o indice medio diario semanal (IMDS).

A. Ordoñez (2015) Estudio de Topografía El levantamiento topográfico es la primera fase del estudio técnico y descriptivo de un terreno. Se trata de examinar la superficie cuidadosamente teniendo en cuenta las características físicas, geográficas y geológicas del terreno, pero también las alteraciones existentes en el terreno y que se deban a la intervención del hombre (construcción de taludes, excavaciones, canteras…). En realidad, un levantamiento topográfico consiste en un acopio de datos para poder realizar, con posterioridad, un plano que refleje el mayor detalle y exactitud posible del terreno en cuestión. Además de ser vital para la elaboración del plano del terreno, el levantamiento topográfico es una herramienta muy importante durante los trabajos de edificación porque con ellos se van poniendo las marcas en el terreno que sirven como guía la construcción.

3.3.

ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS Ensayo de CBR El CBR es un ensayo para evaluar la calidad del un material de suelo con base en su resistencia, medida a través de un ensayo de placa a escala. Según la norma ASTM D 1883-07, el CBR es un ensayo de carga que usa un pistón metálico, de 0.5 pulgadas cuadradas de área, para penetrar desde la superficie de un suelo compactado en un molde metálico a una velocidad constante de penetración. Se define CBR, el parámetro del ensayo, como la 35

relación entre la carga unitaria en el pistón requerida para penetrar 0.1” (2.5 cm) y 0.2” (5 cm) en el suelo ensayado, y la carga unitaria requerida para penetrar la misma cantidad en una piedra picada bien gradada estándar; esta relación se expresa en porcentaje. 3.4.

RESULTADOS - Como resultado se obtiene la rehabilitación de este pavimento flexible que se encuentra en pésimas condiciones condiciones, mediante la aplicación de geotextiles no tejidos los cuales aportaran propiedades para mejorar la resistencia, aumentar la durabilidad y mejorar la filtración de agua que provienen de lluvias, etc. - Es importante que la nueva pavimentación tenga un mantenimiento constante para prolongar el periodo de tiempo de vida útil.

11. CONCLUSIONES 

El geotextil tipo A no se utilizo estructuralmente, se uso en los subtramos críticos como función primaria para prevenir el deterioro del revestimiento asfáltico por agrietamiento térmico.



De los estudios de factibilidad, los subtramos críticos en el tramo VI consta de problemas de nivel freático 1.5 km, filtraciones a media ladera 0.3 km y suelos desfavorables 3.0 km con un total de terrenos críticos de 4.8 km. Entonces solamente se hubiesen utilizados terraplenes o geotextil tipo B en 5 km y colocar cunetas revestidas en ambos lados de la carretera, pero se utilizaron terraplén en todo el tramo VI ( 40 km) aumentando los costos.

12. RECOMENDACIONES 

El mantenimiento vial debe ser ejecutado a diario y se deberá mantener el transito por la via permanentemente, aun cuando se estén ejecutando las obras de mantenimiento.



El personal encargado del mantenimiento debe contar con los recursos fisicos que se han indicado en este informe y con todos los dispositivos de seguridad necesarios para el buen cumplimiento de sus funciones.



Que el personal asignado para los trabajos del programa tenga un alto grado de experiencia en las operaciones de mantenimiento de la via, para lo cual

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no se deben escatimar los costos de preparación, promoción y seguridad de empleo. 13. BIBLIOGRAFIA -

A. Quiroz. (2012). Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos. Perú: AEA

-

Werner, G., "Calculo de Capas de Concreto Asfáltico con el Uso de Geotextiles", III Congreso Iberoamericano de Asfalto, Cartagena, 1985.

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K. Gamsky. (2005). Durability of Geotextil. New York: Taylor.

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Luis

adolfo.

(2005).

Rehabilitación

de

tramos

carreteros

pavimentados utilizando geotextiles no tejidos - sistema petromat - . Guatemala: omali. -

Diseño y Aplicación de los Geosinteticos en las Obras de Ingeniería. Promoción 95-11 FIC-UNI Lima Perú 1995.

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Notas Técnicas "Amoco Geotextiles". Atlanta 1996

-

Resefias Técnicas "Paving Fabrics Tack Coats". Traducido por Parra E., Klemas J. 1994

37