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• Anthony Guanilo

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INTRODUCCIÓN Aproximadamente la vida útil de un pavimento bien diseñado y en constante mantenimientos es de 20 a 25 años. Eso es lo ideal, pero en Perú la falta de responsabilidad social, mal manejo de los recursos y la falta de control estatal evidencian un déficit alto de pavimentos no eficientes, esto conlleva a una pronta reconstrucción o cambio de ciertas zonas mal pavimentadas, fallas las cuáles son perceptibles para quienes transitan por estas vías.

OBJETIVO Con el presente informe pretendo exponer los tipos de fallas más comunes y sus causales, ya sea debido a un mal proceso constructivo, mal diseño o en el caso más frecuente cuando hay déficit en el mantenimiento de este tipo de infraestructuras, los pavimentos

MARCO TEÓRICO Existen 3 tipos de pavimentos según su estructura, cada uno de los cuáles tiene fallas y deterioros propios, a continuación los enumeramos: 1.- Pavimentos Flexibles: Revestimiento bituminoso (mezcla asfáltica). 2.- Pavimentos Rígidos: Revestimiento de concreto hidráulico (losas). 3.- Pavimentos Articulados: Revestimiento de adoquines o bloques de concreto.

FALLAS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES Pavimentos compuestos por una o varias capas de mezcla asfáltica en caliente (HMA), o por tratamientos superficiales; dependiendo del espesor de la capa de rodadura se clasifican en:

- Tratamientos superficiales: Monocapas (TSM), bicapas (TSB), tricapas. - Lechadas asfálticas o slurries. - Cape seals. - Micropavimentos. Los daños que presenta una estructura de pavimento flexible pueden ser clasificados en cuatro categorías: • Fisuras • Deformaciones • Pérdida de capas estructurales • Daños superficiales Dentro de cada categoría existen diferentes deterioros que se originan por diversos factores, algunos de los cuales se han establecido mediante la revisión bibliográfica, y otros mediante evaluación de campo y ensayos de laboratorio. A continuación se presenta la definición de cada uno de estos deterioros, sus severidades (clasificadas en Baja, Media y Alta), la forma de medir el daño y las unidades de medida, sus posibles causas, todo ello acompañado de un registro fotográfico.

1.- FISURAS

TIPO DE FALLA

Fisuras longitudina les y transversal es

DESCRIPCIÓN

CAUSALES

Corresponden a discontinuidades en la carpeta asfáltica, en la misma dirección del tránsito o transversales a él. Son indicio de la existencia de esfuerzos de tensión en alguna de las capas de la estructura, los cuales han superado la resistencia del material afectado. La localización de las fisuras dentro del carril puede ser un buen indicativo de la causa que las generó, ya que aquellas que se encuentran en zonas sujetas a carga pueden estar relacionadas con problemas de fatiga de toda la estructura.

• Rigidización de la mezcla asfáltica por pérdida de flexibilidad debido a un exceso de filler1, o al envejecimiento del asfalto. • Fatiga de la estructura, usualmente se presenta en las huellas del tránsito. • Pueden corresponder a zonas de contacto entre corte y terraplén por la diferencia de rigidez de los materiales de la subrasante. • Riego de liga insuficiente o ausencia total. • Espesor insuficiente de la capa de rodadura.

PERCEPCIÓN VISUAL

Fisuras en juntas de construcció n

Fisura por reflexión de juntas o grietas en placas de concreto

Corresponden a fisuras longitudinales o transversales generadas por la mala ejecución de las juntas de construcción de la carpeta asfáltica o de las juntas en zonas de ampliación. Se localizan generalmente en el eje de la vía, coincidiendo con el ancho de los carriles, zonas de ensanche y en zonas de unión entre dos etapas de colocación de pavimento asfáltico. Este tipo de daño se presenta cuando existe una capa de concreto asfáltico sobre placas de concreto rígido; tales fisuras aparecen por la proyección en superficie de las juntas de dichas placas, en cuyo caso presentan un patrón regular, o también cuando existen grietas en las placas de concreto rígido que se han reflejado hasta aparecer en la superficie presentando un patrón irregular.

•Carencia de ligante en las paredes de la junta. •Deficiencia en el corte vertical de las franjas construidas con anterioridad. •Deficiencias de compactación en la zona de la junta. • Unión entre materiales de diferente rigidez.

•Son generadas por los movimientos de las juntas entre las placas de concreto rígido o de los bloques formados por las grietas existentes en éste, debido a los cambios de temperatura y de humedad.

• Falla lateral del talud en zonas de terraplén.

Fisuras en medialuna

Son fisuras de forma parabólica asociadas al movimiento de la banca por lo que usualmente se presentan acompañadas de hundimientos.

• Falla del talud en zonas de corte a media ladera. • Ausencia o falla de obras de contención de la banca. • Desecación producida por la presencia de árboles muy cerca al borde de la vía. • Consolidación de los rellenos que acompañan las obras de contención.

Fisuras de borde

Corresponden a fisuras con tendencia longitudinal a semicircular localizadas cerca del borde de la calzada, se presentan principalmente por la ausencia de berma o por la diferencia de nivel entre la berma y la calzada.

La principal causa de este daño es la falta de confinamiento, anchos de berma insuficientes o sobrecarpetas que llegan hasta el borde del carril y quedan en desnivel con la berma; en estos casos

Generalmente se localizan dentro de una franja paralela al borde, con ancho de hasta 0,6 m

Fisuras en bloque

Piel de cocodrilo

Cuando se presenta este tipo daño la superficie del asfalto es dividida en bloques de forma aproximadamente rectangular. Los bloques tienen lado promedio mayor que 0,30 m 3. Este deterioro difiere de la piel de cocodrilo en que esta última aparece en áreas sometidas a carga, mientras que los bloques aparecen usualmente en áreas no cargadas. Sin embargo, es usual encontrar fisuras en bloque que han evolucionado en piel de cocodrilo por acción del tránsito. Por otra parte, la piel de cocodrilo generalmente está formada por bloques con más lados y ángulos agudos. Corresponde a una serie de fisuras interconectadas con patrones irregulares, generalmente localizadas en zonas sujetas a repeticiones de carga. La fisuración tiende a iniciarse en el fondo de las capas asfálticas, donde los esfuerzos de tracción son mayores bajo la acción de las cargas. Las fisuras se propagan a la superficie inicialmente como una o más fisuras longitudinales paralelas. Ante la repetición de cargas de tránsito, las fisuras se propagan formando piezas angulares.

la fisura es generada cuando el tránsito circula muy cerca del borde. Las fisuras que aparecen por esta causa generalmente se encuentran a distancias entre 0,3 m a 0,6 m del borde de la calzada. • Contracción del concreto asfáltico debido a la variación de la temperatura durante el día. La presencia de este tipo de fisuras indica que el asfalto se ha endurecido significativamente, lo cual sucede debido al envejecimiento de la mezcla o al uso de un tipo de asfalto inadecuado para las condiciones climáticas de la zona. • Reflejo de grietas de contracción provenientes de materiales estabilizados utilizados como base. • Combinación del cambio volumétrico del agregado fino de la mezcla asfáltica con el uso de un asfalto de baja penetración.

•Espesor de estructura insuficiente. •Deformaciones de la subrasante. •Rigidización de la mezcla asfáltica en zonas de carga (por oxidación del asfalto o envejecimiento). •Problemas de drenaje que afectan los materiales granulares. •Compactación deficiente de las capas granulares o asfálticas. •Deficiencias en la elaboración de la mezcla asfáltica.

Fisuración por deslizamien to de capas

Corresponden a fisuras en forma de semicírculo o medialuna, con curvaturas definidas de acuerdo con la fuerza de tracción que produce la llanta sobre el pavimento (al acelerar o frenar). Este tipo de fisuras se genera por acción del arranque o frenado de los vehículos lo que conlleva a que la superficie del pavimento se deslice y se deforme.

•Estas fisuras se presentan usualmente cuando existe una mezcla en la superficie de baja resistencia o por la escasa adherencia entre las capas superficiales de la estructura del pavimento. Se pueden generar ante el paso de tránsito muy pesado y muy lento, en zonas de frenado y acelerado de los vehículos.

2.- DEFORMACIONES

También conocida como corrugación o rizado, es un daño caracterizado por la presencia de ondas en la superficie del pavimento, Ondulación generalmente perpendiculares a la dirección del tránsito, con longitudes entre crestas usualmente menores que 1,0m.

Este deterioro se asigna a los “abombamientos” o prominencias que se presentan en la superficie del pavimento. Pueden Abultamiento presentarse bruscamente ocupando pequeñas áreas o gradualmente en áreas grandes, acompañados en algunos casos por fisuras. Los hundimientos corresponden a depresiones Hundimient localizadas en el pavimento o con respecto al nivel de la rasante. Este tipo de daño puede

• Pérdida de estabilidad de la mezcla asfáltica. • Exceso de compactación de la carpeta asfáltica. • Exceso o mala calidad del asfalto. • Falta de curado de las mezclas en la vía. • Acción del tránsito en zonas de frenado y estacionamiento. • Deslizamiento de la capa de rodadura sobre la capa inferior por exceso de riego de liga. • Se generan principalmente por la expansión de la subrasante o en capas de concreto asfáltico colocado sobre placas de concreto rígido, el cual se deforma al existir presiones bajo la capa asfáltica (como las generadas por procesos de bombeo). • Asentamientos de la subrasante. • Deficiencia de compactación de las capas inferiores del pavimento, del terraplén o en las zonas de

generar problemas de seguridad a los vehículos, especialmente cuando contienen agua pues se puede producir hidroplaneo.

Ahuellamiento

El ahuellamiento es una depresión de la zona localizada sobre la trayectoria de las llantas de los vehículos. Con frecuencia se encuentra acompañado de una elevación de las áreas adyacentes a la zona deprimida y de fisuración. Un ahuellamiento significativo puede llevar a la falla estructural del pavimento y posibilitar el hidroplaneo por almacenamiento de agua.

acceso a obras de arte o puentes. • Deficiencias de drenaje que afecta a los materiales granulares. • Diferencia de rigidez de los materiales de la subrasante en los sectores de transición entre corte y terraplén. • Deficiencias de compactación de rellenos en zanjas que atraviesan la calzada. • Inestabilidad de la banca. • Circulación de tránsito muy pesado. • El ahuellamiento ocurre principalmente debido a una deformación permanente de alguna de las capas del pavimento o de la subrasante, generada por deformación plástica del concreto asfáltico o por deformación de la subrasante debido a la fatiga de la estructura ante la repetición de cargas.

3.- PÉRDIDA DE LAS CAPAS DE LA ESTRUCTURA

Descascaramiento

Este deterioro corresponde al desprendimiento de parte de la capa asfáltica superficial, sin llegar a afectar las capas asfálticas subyacentes.

• Limpieza insuficiente previa a tratamientos superficiales. • Espesor insuficiente de la capa de rodadura asfáltica. • Riego de liga deficiente. • Mezcla asfáltica muy permeable.

Baches

Desintegración total de la carpeta asfáltica que deja expuestos los materiales granulares lo cual lleva al aumento del área afectada y al aumento de la profundidad debido a la acción del tránsito. Dentro de este tipo de deterioro se encuentran los ojos de pescado que corresponden a baches de forma redondeada y profundidad variable, con bordes bien definidos que resultan de una deficiencia localizada en las capas estructurales.

Este tipo de deterioro puede presentarse por la retención de agua en zonas fisuradas que ante la acción del tránsito produce reducción de esfuerzos efectivos generando deformaciones y la falla del pavimento. Este deterioro ocurre siempre como evolución de otros daños, especialmente de piel de cocodrilo.

Parche

Los parches corresponden a áreas donde el pavimento original fue removido y reemplazado por un material similar o diferente, ya sea para reparar la estructura (a nivel de concreto asfáltico o hasta los granulares) o para permitir la instalación o reparación de alguna red de servicios (acueducto, gas, etc.).

• Procesos constructivos deficientes. • Progresión del daño inicial por el cual debió realizarse el parcheo (cuando la intervención fue inadecuada para solucionar el problema). • Deficiencias en las juntas. • Propagación de daños existentes en las áreas aledañas al parche.

4.- DAÑOS SUPERFICIALES

Desgaste superficial

Corresponde al deterioro del pavimento ocasionado principalmente por acción del tránsito, agentes abrasivos o erosivos. Se presenta como pérdida de ligante y mortero. Suele encontrarse en las zonas por donde transitan los vehículos.

• Falta de adherencia del asfalto con los agregados. • Deficiente dosificación de asfalto en la mezcla. • Acción intensa del agua u otros agentes abrasivos además del tránsito.

Pérdida de agregado

Exudación

Conocida también como desintegración, corresponde a la disgregación superficial de la capa de rodadura debido a una pérdida gradual de agregados, haciendo la superficie más rugosa y exponiendo de manera progresiva los materiales a la acción del tránsito y los agentes climáticos

•Aplicación irregular del ligante en tratamientos superficiales. •Problemas de adherencia entre agregado y asfalto. •Uso de agregados contaminados con finos o agregados muy absorbentes. •Deficiencia decompactación de la carpeta asfáltica. • Contaminación de la capa de rodadura con aceite, gasolina y otros.

Este tipo de daño se presenta con una película o afloramiento del ligante asfáltico sobre la superficie del pavimento generalmente brillante, resbaladiza y usualmente pegajosa. Es un proceso que puede llegar a afectar la resistencia al deslizamiento.

La exudación se genera cuando la mezcla tiene cantidades excesivas de asfalto haciendo que el contenido de vacíos con aire de la mezcla sea bajo; sucede especialmente durante épocas o en zonas calurosas. También puede darse por el uso de asfaltos muy blandos o por derrame de ciertos solventes.

FALLAS EN PAVIMENTOS RÍGIDOS Se presenta una descripción de los diferentes tipos de daños que puede presentar un pavimento rígido, los cuales fueron agrupados en cuatro categorías generales: • Grietas • Deterioro de las juntas • Deterioro superficial Cada uno de los daños correspondientes a cada categoría se describe a continuación, presentando su definición, nivel de severidad, la forma de medición, sus posibles causas. Las fotografías relacionadas con cada tipo de daño, se presentan a medida que se describe cada uno de ellos.

1.- GRIETAS

Este tipo de deterioro genera un bloque de forma triangular en La losa; se presenta generalmente al interceptar las juntas transversal y longitudinal, describiendo un ángulo mayor que 45°, con respecto a la dirección del tránsito. La longitud de los lados del triángulo sobre la junta de la losa varía entre 0,3 m y la mitad del ancho de la losa.

• Asentamiento de la base y/o la subrasante. • Falta de apoyo de la losa, originado por erosión de la base. • Alabeo térmico. • Sobrecarga en las esquinas. • Deficiente transmisión de cargas entre las losas adyacentes.

Grietas longitudinales

Grietas predominantemente paralelas al eje de la calzada o que se extienden desde una junta transversal hasta el borde de la losa, pero la intersección se produce a una distancia (L) mucho mayor que la mitad de la longitud de la losa.

• Asentamiento de la base o la subrasante. • Falta de apoyo de la losa, originado por erosión de la base. • Alabeo térmico. • Losa de ancho excesivo. • Carencia de una junta longitudinal. • Mal posicionamiento de las dovelas y/o barras de anclaje. • Aserrado tardío de la junta. • Contracción del concreto

Grietas transversales

Grietas que se presentan perpendiculares al eje de circulación de la. Pueden extenderse desde la junta transversal hasta la junta longitudinal, siempre que la intersección con la junta transversal esté a una distancia del borde (T) mayor que la mitad del ancho de la losa y la intersección con la junta longitudinal se encuentra a una distancia inferior que la mitad del largo de la losa (L).

• Asentamiento de la base o la subrasante. • Losas de longitud excesiva. •Junta de contracción aserrada o formada tardíamente. •Espesor de la losa insuficiente para soportar las solicitaciones. •Gradiente térmico que origina alabeos. • Problemas de drenaje. • Cargas excesivas

Grietas de Esquina

Grietas en bloque o Fracturación múltiple

Aparecen por la unión de grietas longitudinales y transversales formando bloques a lo largo de la placa. Este grupo también comprende las grietas en “Y”.

Por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto), el equivocado diseño estructural y las condiciones de soporte deficiente. Es la evolución final del proceso de fisuración, que comienza formando una malla más o menos cerrada; el tránsito y la continua flexión de las losas aceleran la subdivisión en bloques más pequeños, favoreciendo el desportillamiento de sus bordes.

2.- DAÑOS EN JUNTAS

Separación de Juntas Longitudinales

Corresponde a una abertura en la junta longitudinal del pavimento. Este tipo de daño se presenta en todos los tipos de pavimento rígido

• Contracción o expansión diferencial de losas debido a la ausencia de barras de anclaje entre carriles adyacentes. • Desplazamiento lateral de las losas motivado por un asentamiento diferencial en la subrasante. • Ausencia de bermas. • Asentamiento diferencial de la subrasante. • Endurecimiento del sello: producto de mala calidad, envejecimiento.

Deterioro del sello

Desprendimiento o rompimiento del sello de las juntas longitudinales o transversales, que permite la entrada de materiales incompresibles e infiltración de agua superficial.

• Perdida de adherencia entre el sello y la placa: producto de mala calidad, sellado mal colocado, caja mal diseñada, paredes sucias en el momento de aplicar el sello. • Perdida de sello: producto de mala calidad, procedimiento de colocación deficiente, movimiento relativo excesivo entre losas aledañas, poca consistencia

del material de sello. • Incrustación de material incompresible: ocasionada por la cercanía de bermas no pavimentadas o la caída de materiales de vehículos que transitan por la vía. • Crecimiento de la vegetación: humedad en la junta.

3.- DETERIOROS SUPERFICIALES

Descascaramiento

Descascaramiento es la rotura de la superficie de la losa hasta una profundidad del orden de 5 a 15 mm, por desprendimiento de pequeños trozos de concreto

Desintegra ción

Consiste en pérdida constante de agregado grueso en la superficie, debido a la progresiva desintegración de la superficie del pavimento por pérdida de material fino desprendido de matriz arenacemento del concreto, provocando una superficie con pequeñas cavidades

Baches

Desintegración de la losa de concreto y la remoción en una cierta área, formando una cavidad de bordes irregulares que incluso puede dejar expuesto el material de base

Los descascaramientos generalmente son consecuencia de un exceso de acabado del concreto fresco colocado, produciendo la exudación del mortero y agua, dando lugar a que la superficie del concreto resulte muy débil frente a la retracción. • Material inapropiado en el interior del hormigón tal como terrones de arcilla ó cal viva. • Mortero poco homogéneo. • Deficiente calidad de los materiales. • Agregados expansivos o de baja durabilidad. • Fundaciones y capas inferiores inestables. • Espesores del pavimento estructuralmente insuficientes. • Retención de agua en zonas hundidas y/o fisuradas. • Acción abrasiva del tránsito sobre sectores localizados de mayor debilidad del pavimento o sobre áreas en las que se

Escalonamiento de Juntas longitudinales y transversales

Es una falla provocada por el tránsito que corresponde a un desnivel de la losa en su junta con respecto a una losa vecina

Parches

Un parche es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado, ya sea con un material similar o eventualmente diferente, para reparar el pavimento existente, también un parcheo por reparación de servicios públicos es una intervención que se ha ejecutado para permitir la instalación o mantenimiento de algún tipo de servicio público subterráneo

Fisuración por retracción o Tipo malla

Fisuras limitadas sólo a la superficie del pavimento. Las grietas de mayores dimensiones se orientan en sentido longitudinal y se encuentran interconectadas por grietas más finas.

han desarrollado fisuras en bloque, que han alcanzado un alto nivel de severidad, provoca la desintegración y posterior remoción de parte de la superficie del pavimento. •Deficiencia en el traspaso de cargas entre las losas o trozos de losas. •Erosión de la base en las inmediaciones de la junta o grieta. •Asentamiento diferencial de la subbase ó subrasante. •Falta de capacidad de soporte de la subrasante. • En parches asfálticos, la capacidad estructural del parche es insuficiente o se practicó un deficiente proceso constructivo. • En parches de concreto de pequeñas dimensiones, la retracción por fraguado puede separar el parche del concreto antiguo, si no se utiliza un epóxico como material de adhesión. • En el caso de parches de concreto, si hubo reemplazo de por lo menos la mitad de una losa de concreto, el traspaso de carga entre el parche y la losa es insuficiente por falta de dovelas o barras de amarre y/o por defectos en el proceso constructivo. • Curado inapropiado del concreto. • Exceso de amasado superficial y/o adición de agua durante el alisado de la superficie. • Malla de refuerzo muy cerca a la superficie.

FALLAS EN PAVIMENTOS ARTICULAR 1.- FRACTURAMIENTOS

Fracturamiento

Son corrimientos localizados de los adoquines junto a los elementos de confinamiento.

Fracturamiento de confinamien tos externos

Es el deterioro y destrucción parcial o total de los confinamientos externos. En estados avanzados de deterioro, se presenta pérdida de material, permitiendo la incrustación de partículas y objetos extraños al pavimento.

Fracturamiento de confinamien tos internos

Es el deterioro y destrucción parcial o total de los confinamientos internos. En estados avanzados de deterioro se presenta pérdida de material, permitiendo la incrustación de partículas y objetos extraños al pavimento.

• Inadecuado espesor de los adoquines • Inadecuado espesor de las capas de apoyo. • Deficiencia en la calidad de los materiales de la capa de apoyo y/o de los adoquines. • Paso de cargas extraordinarias. • Fatiga provocada por el paso del tránsito. • Baja calidad de los materiales y/o precario control en el proceso de construcción. • Por impacto de las llantas de los vehículos, cuando los confinamientos están a un nivel superior al de la rasante de la carretera. • Por invasión de vegetación. • Por retracción del concreto (sí éste es en concreto). • Fatiga provocada por el paso del tránsito. • Baja calidad de los materiales y/o precario control en el proceso de construcción. • Por impacto de las llantas de los vehículos, cuando los confinamientos están a un nivel superior al de la rasante de la carretera. • Por invasión de vegetación. • Por retracción del concreto (sí éste es en concreto).posterior remoción de parte de la superficie del pavimento.

2.- DEFORMACIONES

Abultamiento

Son levantamientos o protuberancias que se presentan en la superficie del pavimento.

Ahuellamien to

Depresión que se presenta a lo largo del sentido del tráfico, bajo las huellas de los vehículos

• Cambios volumétricos de la subrasante. • Generalmente se presentan en subrasantes con suelos expansivos. • Hundimientos causados por las cargas del tránsito. • Consolidación de las capas subyacentes • Inadecuada compactación de las capas estructurales. • Aparcamiento de vehículos pesados durante mucho tiempo.