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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
OAXACA
Ingeniería CIVIL
TALLER DE INVESTIGACION II
DETERIORO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN LA COLONIA
JARDIN DEL MUNICIPIO DE OAXACA DE JUAREZ
ALUMNOS:
GUTIERREZ ACOSTA JUAN ERNESTO
MONCADA REYEZ LEONARDO JAVIER
Pérez Ramírez Juan Manuel
CATEDRÁTICO:
DOC. ALEJANDRO CALVO CAMACHO
EQUIPO 1
HORA CLASE: 7:00 - 8:00 HRS
OAXACA DE JUAREZ, OAX. A DE JULIO DE 2011
INDICE DE CONTENIDO INTRODUCCION
CAPITULO I
ANTECEDENTES
1.1.-Problemática
1.1.1.-Aspecto Cualitativo
1.1.2.-Aspecto Cuantitativo
1.2.-Justificacion
1.3.-Delimitacion del área de estudio
1.3.1.-Macrolocalizacion
1.3.2.-Microlocalizacion
1.4.-Hipotesis
1.5.-Objetivo General
1.6.-Metodoligía
CAPITULO II
MARCO TEORICO
CAPITULO III
CAPITULO IV
CAPITULO V
CAPITULO VI
CAPITULO VII
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
DETERIORO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN LA
COLONIA JARDIN DEL MUNICIPIO DE OAXACA DE
JUAREZ
INTRODUCCIÓN
Las vías terrestres se proyectan y se construyen para que estén en servicio por
un determinado número de años (como mínimo), llamado horizonte de proyecto o vida
útil de la obra. Al concluir este tiempo, los caminos se abandonan, se rescatan o se
construyen con objeto de aumentar su servicio por mas tiempo, que es en genera lo
que sucede.
Al estar en operación, una obra se deteriora poco a poco y presenta diferentes
condiciones de servicio a través de los años. Los deterioros pueden ser pequeños al
principio; pero mas adelante probablemente sean mas serios y aceleren la falla de la
vía; por esto, una obra requiere mantenimiento o conservación, para cuando menos
asegurar su vida de proyecto y proporcionar un servicio adecuado.
El deterioro se observa y se califica con un valor del 1 al 5, llamado índice de
servicio; cuando una obra comienza a funcionar recién construida, debe tener una
calificación de 4.0 a 4.5, la cual disminuye conforme pasa el tiempo.
Cuando un camino de primer orden o autopista llega a un valor de 2.5, o de 2
uno de segundo orden, el transito tiene bastantes problemas y la “comodidad” del viaje
llega al punto mínimo. En este momento, la obra alcanza su falla funcional. Si el
camino sigue en servicio, logra la falla estructural en cuanto a los materiales o sus
espesores, o a que no se pronostico el transito en forma adecuada, una obra vial
puede llegar a la falla estructural al estar casi destruida antes de terminar la vida útil
del proyecto, sin que quizá hubiese habido falla funcional, pues el deterioro habría sido
rápido.
Para que una obra deteriorada con el tiempo no llegue a la falla estructural, es
necesario rehabilitar la vía cuando alcance la falla funcional y su clasificación sea de 2
para los caminos secundarios o de 2.5 para los de primer orden y especiales, o un
poco antes de preferencia.
Cuando se registra la historia de un camino y se obtiene año con año los
índices de servicios, una curva con la cual se conoce aproximadamente el tiempo en
que la vía llegara a su falla estructural.
Para calificar un camino se utiliza el método visual, donde se toma en cuenta
la cantidad de grietas que hay en la superficie de rodamiento; el numero de baches,
cajetes o calaveras; y la magnitud de las deformaciones.
CAPITULO I
ANTECEDENTES
1.1.-PROBLEMÁTICA
1.1.1.-Cualitativa
En la actualidad se presentan problemas muy comunes en las calles de la ciudad de
Oaxaca, esto es la presencia de fallas en las carpetas asfálticas de los pavimentos
flexibles.
Si nos enfocamos a un solo lugar se podrá investigar a detalle el por que de este
problema. Es por esto que se tomo como lugar de investigación la col. Jardín de la
ciudad de Oaxaca, un lugar donde se hace más notorio este problema.
Con el simple hecho de pasar por las calles de la col. Jardín se da uno cuenta de que
estos pavimentos fueron tal vez mal diseñados, hubo falta de espesores o
simplemente una mala calidad de los materiales. Y es que al ver la magnitud de las
fallas o daños que se presentan en las carpetas asfálticas se da uno cuenta de que no
es normal y sobre todo si se sabe que un pavimento flexible se crea para tener una
vida de útil normal de 15 a 20 años de duración.
Los baches, calavereos, agrietamientos, desprendimientos de la carpeta, a floración
de los materiales pétreos y otros defectos se hacen presentes en la mayor parte de la
calle principal de esta colonia, y sobre todo en la época de lluvias.
Los ciudadanos al circular por estas calles ya sea tanto en autobuses como en autos
particulares se ven afectados por un transito inadecuado sobre esta carretera,
dañando las unidades de motor así como un mal y pésimo recorrido de los pasajeros
sobres esta calle como y es que al ver los graves daños que presenta este pavimento
crea un descontento social no solo de los habitantes de esta colonia, también de las
personas que visitan este lugar.
1.1.2.-Cuantitativa
Las fallas que presenta la arteria principal de la col jardín se presentan a continuación
describiendo el tipo de falla y la forma en que se manifestó:
TIPOS DE FALLAS
DISTORSIONES
Baches: Se presentan de un 35 al 40% del total del
pavimento, en diferentes partes de esta (con medidas
promedio de 1.55 a 5 metros).
Asentamientos: presentan de un 40 al 50 % de la totalidad
del pavimento, en diferentes partes de esta
Calavereo: Este fenómeno no es tan notorio se presenta de
un 5 al 10% de la totalidad del pavimento, en escasas zonas
de la vialidad.
AGRIETAMIENTOS
Grietas en forma de mapa o en piel de cocodrilo: Este
fenómeno es el que mas se hace presente, de una 40 a un
50 % de la totalidad del pavimento, en todas las partes de
esta vialidad.
DESINTEGRACIONES
Desprendimiento de la carpeta como capa: Este
fenómeno es uno de los más notorios ya que se presenta de
un 50 al 60% de la totalidad del pavimento, se hace presente
en todas partes de la vialidad.
DEFECTOS VARIOS
Superficies lisas o derrapantes: Este fenómeno se hace
presente en toda la totalidad del pavimento exceptuando los
lugares donde se presentan las fallas antes mencionadas.
Afloracion del material pétreo: Este fenómeno se hace
presente de un 60 a 70% de la totalidad del pavimento
1.2.-JUSTIFICACION
Los pavimentos debe de ser diseñados de tal manera que las cargas impuestas por el
transito, no generen deterioros permanentes excesivos. En el caso de los pavimentos
flexibles estos deterioros se producen en cada una de las capas. De acuerdo a los
los métodos de diseño de pavimentos suponen que los deterioros permanentes
ocurren solamente en la subrasante. Por lo cual nos hemos dado la tarea de llevar a
cabo una investigación que nos explique las causas de las fallas de los pavimentos
flexibles en la colonia jardín del municipio de Oaxaca de Juárez.
Como sabemos la sociedad requiere vialidades seguras con un manejo confortable del
vehículo, mejores condiciones de frenado sobre la superficie de rodamiento, con un
bajo costo de operación y una mayor vida útil, sin mayor pre ángulo se necesitan vías
de comunicación con una estructura que permita el transito de vehículos.
De tal manera una vialidad deben de cumplir con ciertos estándares tales como: una
superficie uniforme, de Color y textura adecuadas, con una mayor resistencia a la
repetición de cargas impuestas por el transito y la acción del medio ambiente
(superficie impermeable).
1.3.-DELIMITACION DEL AREA DE ESTUDIO
1.3.1.- Macro localización
La entidad, se encuentra ubicada en la parte sureste de la República Mexicana,
colindando al Norte con los estados de Puebla y Veracruz; al Sur con el Océano
Pacífico; al Este con el estado de Chiapas y al Oeste con el Estado de Guerrero.
Pertenece a la Federación de los Estados Unidos Mexicanos desde 1825 y se
encuentra ubicada entre los paralelos 15º 39’ y 18º 42’ de Latitud Norte y los
Meridianos 93º 38’ y 98º 32’ Latitud Norte Occidental a partir del meridano de
Greenwich. La capital es la Ciudad de Oaxaca de Juárez, la cual se encuentra en la
Latitud Norte 17º 03’’ y 96º 43’ Latitud Oeste. Tiene una Altitud de 1,550 metros sobre
el nivel del mar.
1.3.2.- Micro localización
La colonia jardín se encuentra a 17°05’43.55’’ latitud al norte y 96°41’59.66’’ latitud
oeste. Esta a una altura de 1612 m. sobre el nivel del mar. Colinda al Noroeste con la
Colonia Manuel Ávilla, al Noreste con la Agencia de San Luis Beltrán, al Sureste con la
Colonia Volcanes y al Sureste con la Colonia siete Regiones.
1.4.-HIPOTESIS
La aparición prematura de fallas de los pavimentos flexibles en la colonia Jardín es
causada por la mala calidad de los materiales y el mal diseño del pavimento,
provocando transito inadecuado de vehículos.
1.5.- OBJETIVO GENERAL
Investigar el deterioro actual del pavimento flexible en la arteria principal de la colonia
jardín del municipio de Oaxaca de Juárez por medio de trabajo de campo, para
conocer las fallas más comunes que presentan los pavimentos.
1.6.- METODOLOGÍA
En esta investigación se utilizara un enfoque cualitativo la cual produce registros
narrativos del fenómeno a investigar. En este tipo de metodología los datos se
obtienen por medio de la observación y las entrevistas, entre otros. También se
estudia la relación entre las variables obtenidas a partir de la observación en contextos
estructurales y situacionales. Lo primero que se realizara es la búsqueda de
información sobre el tema a tratar en las distintas fuentes de información, se
continuara la descripción y narrativa del tema en la colonia jardín.
CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1.- MATERIALES
La manera mas comúnmente empleada para hacer uso del asfalto en la elaboración
de carpetas para caminos, es mezclándolo con un agregado pétreo de características
conocidas. Sin embargo, no cualquier tipo de agregado puede emplearse de la manera
adecuada para formar carpetas; de ahí la necesidad de conocer sus características
físicas para saber si es apto o no.
Los agregados constituyen del 88 al 96% del peso de un pavimento bituminoso y algo
más del 75% del volumen del mismo. Contribuyen a la estabilidad mecánica, soportan
la carga del tráfico y al mismo tiempo transmiten la carga ala subbase a una unidad de
presión considerable reducida. Estos materiales deben de ser de calidad uniforme,
trituradas a tamaños según sea necesario, deben estar compuestos de piedras solidas
y duraderas o fragmentos de roca o escoria, con o sin arena u otro agregado mineral
inerte y cuidadosamente dividido. Todo el material debe estar libre de arcilla, materia
orgánica y otras sustancias perjudiciales que afecten la estabilidad del pavimento. El
exceso de material fino debe separarse antes de ser triturado.
Tipos de materiales:
ARENA
GRAVA
PIEDRA TRITURADA
ESCORIA
RELLENO MINERAL
2.2.- CLASIFICACION DE MATERIALES
2.2.1- Arena
Es el material granular fino resultado de la desintegración natural de rocas o del
triturado de agregado grueso. Existen varias definiciones de tamaños para ´particulas
de arena. La mas común en nuestro medio define a la arena como aquel material
granular que pasa la malla #4(malla con abertura de 1/4") , y es retenido por la malla
#200.
Existen varios tipos de arenas, cada una de las cuales con características de
graduación diferentes. En la figura se muestran las definiciones de diferentes arenas
en función de su tamaño.
Comúnmente es necesario mezclar dos o más tipos diferentes de arena para obtener
la graduación deseada para mezclas asfálticas.
TIPO DE
ARENA
%MATERIAL QUE PASA LA MALLA
3/8” #4 #10 #20 #40 #50 #80 #100 #200
Arena
producto
del viento
------- ------- ------- ------- 80 a
100
------- 35 a
50
0 a 5 -------
Arena de
lago o mar
------- ------- ------- ------- 80 a
100
------- ------- 25 a
65
0 a
15
Arena de
rio
100 60 a
90
------- 20 a
40
------- 0 a
30
------- 0 a 5 ------
Arena
gravosa
------- 85 a
100
------- 40 a
60
------- 15 a
25
------- 3 a
15
0 a
10
Arena de
banco
100 98 85 78 52 ------- 14 ------- 3
ARENA
ARTIFICIAL
SUS TAMOS VARIAN DE ACUERDO AL PROCESO DE
TRITURACION AL QUE SEA SOMETIDA. ES UN MATERIAL QUE
POR LO GENERAL PASA LA MALLA #4.
2.2.2.- Grava
Es el producto de la desintegración de grandes rocas. Son partículas más grandes que
las arenas; el punto de división generalmente es el de la malla #4.
A continuación describiremos los diferentes tipos de grava:
Gravilla: Se le nombra a si a cualquier grava libre de impurezas con un diámetro
aproximado en ¼” y ½”. Puede ser de banco o de rio.
Grava de rio: Se le puede encontrar en casi cualquier rio o arroyo y esta formada
principalmente por fragmentos de textura suave y forma redondeada revueltos con
arena de rio generalmente libre de arcilla e impurezas. La porción de partículas con
tamaño mayor a ¼” se clasifica como grava de rio; el resto es arena de rio.
Grava de banco: Este material se puede encontrar en depósitos naturales. Es un
producto granular de textura suave y forma redondeada revuelto con arenas finas y
arcillas. Los depósitos defieren ampliamente entre si como la proporción existente
entre material fino y grueso y generalmente se clasifican de la siguiente manera:
Grava arcillosa, grava arenosa, arcilla gravosa y arena gravosa.
2.2.3.- Piedra Triturada
La piedra triturada es el resultado del machaqueo mecánico de roca solidad de varios
tipos. Como ejemplos podemos citar: Piedra caliza triturada, granito, cuarcita, etc.
Piedra triturada graduada: Puede ser producida en cualquier graduación deseada por
medio del uso de varios tipos de maquinas trituradoras y cribas, el objetivo al triturar
una piedra es el de obtener partículas cubicas, aunque algunos tipos de roca,
especialmente las sedimentarias que se forman por estratos, al quebrarse forman lajas
largas las cuales hacen su uso cuestionable.
Piedra triturada no graduada: Se refiere al producto de una planta trituradora que no
es cribado y/o separado en varios tamaños. Sin embargo, normalmente se utiliza una
criba para desechar material de tamaño mayor que el especificado.
Material producto de triturado final: Este material es la parte de la piedra o grava
triturada que pasa atreves de la malla #4(1/4”), el cual varia considerablemente en su
angularidad y en su graduación dependiendo del tipo de roca triturada. L mayoría de
estos materiales varían en su graduación desde ¼” hasta un 0 a un 6 porciento
pasando la malla #200. Son generalmente bien graduados, aunque en muchos casos
presentan escasez de material de tamaños de la malla #40 a la #100.
2.2.4.- Escoria
Es un material no metálico producto del triturado a altas temperaturas de caliza
constituida esencialmente por silicatos y alumino-silicatos. Una escoria de buena
calidad puede ser un excelente material para pavimentos bituminosos y puede ser
triturada a casi cualquier graduación, aunque no esta por demás decir que la mayoría
de las escorias son porosas y absorben mas material bituminoso que los demás
agregados.
2.2.5.- Relleno Mineral
Limo: Es un material fino y poroso depositado por el viento. Los tamaños de sus
partículas son más pequeños que los de las arenas y más grandes que las partículas
de arcilla.
Polvo granular: Es el polvo resultado de la pulverización de ciertos tipos de roca como
la caliza, cemento portland o algunos otros polvos obtenidos de forma artificial o
natural. El porcentaje de este material que pasa la malla #200 varía del 80 al 100 por
ciento. Este material fino es utilizado en mezclas asfálticas para llenar pequeños
huecos y así incrementar la estabilidad del pavimento. Estos productos no son muy
utilizados debido a su alto costo.
En muchos casos, algunos de los tipos de agregados aquí mencionados, se combinan
para obtener una graduación con ciertas características deseadas o requeridas para
un uso en particular. En otros casos, un solo agregado puede tener una graduación
satisfactoria. La graduación del agregado es importante, pues determina, en la
mayoría de los casos, la estabilidad mecánica de una mezcla asfáltica.
2.3.- GRADUACIONES UTILIZADAS PARA MEZCLAS ASFALTICAS
Habiendo discutido los tipos básicos de agregados utilizados en la construcción de
pavimentos bituminosos, el siguiente paso a considerar será el de las combinaciones
de estos tipos de la manera en que se encuentran en depósitos naturales o por medio
de medios mecánicos de sistemas de alimentación en modernas plantas de asfalto.
Para el uso d los agregados en mezclas bituminosas, se habla en términos de su
graduación. Se usan tres amplias clasificaciones:
a) Agregado de graduación densa con tolerancia estrecha.
b) Agregado denso de graduado económico.
c) Agregado seleccionado de graduación abierta.
El agregado no solo debe clasificarse en base a su graduación, la forma y dureza de
las partículas juegan un papel muy importante en la estabilidad de la carpeta. Las
partículas de forma cubica, angulosa y de consistencia dura son las óptimas; las
partículas de textura suave y forma alargada son poco deseables en una mezcla. La
densidad de las partículas de diferentes tamaños en una mezcla debe de variar lo
menos posible, ya que las graficas granulométricas consideran los porcentajes en
peso de las mismas.
Las primeras dos clasificaciones listadas arriba tienen el mismo objetivo: Una carpeta
densa y hermética con una máxima resistencia mecánica. Varían, sin embargo en
llegar al mismo objetivo; la segunda sacrifica un poco la resistencia mecánica para
poder reducir los costos en agregado, materiales aglutinantes y métodos constructivos.
La tercera clasificación cubre una variedad de tamaños selectos de agregados que
tienen como objetivo, algo más que una carpeta densa y hermética. El proceso incluye
un riego de sello, piedra macadam de graduación abierta, etc. En este grupo, lo mas
importante es la dureza y angulosidad de las partículas de agregados.
2.3.1.- Agregado de Graduación Densa con Tolerancia
Estrecha
Aunque existen diferentes opiniones de lo que constituye la graduación “ideal” para un
agregado de graduación densa, y a pesar de que los requerimientos y las practicas
varían, la graduación establecida esta sujeta a un estrecho control de tolerancia en las
especificaciones de caminos principales a base de pavimentos bituminosos. Los
pavimentos que encuadran dentro de esta graduación son por lo general llamados
concretos asfalticos y asfaltos laminados.
Se controla la tolerancia de graduación de diferentes maneras: 1) Las fuentes de los
agregados individuales son seleccionadas cuidadosamente, 2) El procesamiento de
cada agregado es cuidadosamente regulado en su lugar de origen, 3) La revoltura de
los diferentes agregados en el lugar del mezclado se controla mecánicamente y, 4)
Loas agregados combinados son recribados y reproporcionados (cuando la
combinación incluye tamaños que pueden ser económicamente cribados) después de
secarse y antes de mezclarse con el aglutinante. Las plantas dosificadoras de asfalto
modernas han sido adaptadas para estos requerimientos. Los tamaños de los
agregados en la combinación final de la mezcla se sujetan a una tolerancia +-5
porciento en los agregados gruesos y una tolerancia menor en las arenas y los finos.
Algunas veces se mezclan de cuatro a cinco agregados separados para obtener una
graduación final que quede dentro de la curva granulométrica deseada. En la práctica
es común revolver tres agregados diferentes constituidos por dos tipos de arena y un
material triturado. Generalmente, el material triturado se criba y su propia graduación
se establece en la planta trituradora.
Por lo anterior se observa que es necesario un largo proceso y el uso de maquinaria
compleja para obtener un agregado denso de tolerancia estrecha lo que ocasiona
grandes gastos. Muchas veces es necesario acarrear agregados de una distancia
considerable para asegurar el tipo de graduación especificada; así, el transporte puede
traducirse en un elemento muy costoso dentro del proceso. Sin embargo, muchos
ingenieros consideran que este gasto adicional se justifica en carreteras importantes,
calles muy transitadas, y caminos que requieran de una máxima estabilidad.
2.3.2.- Agregado Denso de Graduado Económico
Frecuentemente, se puede sacrificar ciertos factores, lo que afectara la graduación
“ideal”. Además del ahorro económico que se puede conseguir, se puede utilizar un
procedimiento constructivo más práctico y económico. En muchas ocasiones, gracias
a que esta graduación resulta más económica, se puede tender una carpeta mas
gruesa para compensar una posible reducción de estabilidad. Un resultado final de
todo esto puede ser un mejor pavimento flexible en relación al costo del mismo. Se
pueden obtener más kilómetros de pavimento de calidad con el mismo presupuesto
utilizado para la clasificación antes descrita.
Algunos estudios han revelado que el exceso de vacios en las graduaciones o
desbalanceos exagerados en tamaños de partículas de agregados pueden afectar la
estabilidad mecánica hasta un punto peligroso. Sin embargo, para casi todos los
requerimientos de tráfico, existe un factor de seguridad considerable en la graduación,
y este hecho puede ser un factor importante en la economía.
A continuación se citan algunas recomendaciones para hacer mas económica la
selección de agregados y los costos de preparación teniendo cuidado de no excederse
en estas pues puede resultar contraproducente y en perjuicio de la calidad de la
carpeta. El fin de los puntos abajo mencionados es el de reducir el costo de
producción sin disminuir considerablemente su resistencia por lo que hay que
establecer ciertos criterios de tolerancia al llevarlos acabo:
1. La piedra triturada no graduada puede ser utilizada aunque no siempre cumpla
con la tolerancia de la graduación “ideal”.
2. El costo de la separación de tamaños en la fuente de obtención del agregado y
su re-graduado en el lugar de mezclado puede ser eliminado, a pesar de que
se tenga el efecto de segregación en el manejo y transporte del material.
3. Se puede prescindir del uso de arenas y materiales finos caros, aunque se
tenga una graduación deficiente en los tamaños más pequeños.
4. El costo y las complicaciones del cribado y dosificado después del secado
pueden eliminarse sin que esto represente un problema serio en el control de la
graduación del agregado.
No existen curvas granulométricas “típicas” de significancia en esta segunda
clasificación. La curva “ideal” es la más deseable, pero, en contraste con la primera
clasificación, se permite un grado adicional de variación para hacer el proceso más
económico con los agregados disponibles en la localidad o región.
2.3.3.- Agregado Seleccionado de Graduación Abierta.
Los agregados que caen dentro de esta clasificación normalmente no son susceptibles
de ser adaptados a un tipo de pavimento denso con excepción de los procesos donde
se aplican sucesivamente agregados más pequeños. Generalmente se emplean en
recubrimientos y en tratamientos superficiales y son siempre utilizados en los tipos
Macadam. La estabilidad de la superficie de rodamiento depende más del acomodo de
las partículas de similar tamaño que de la resistencia ligante del material bituminoso.
En aplicaciones sucesivas, la estabilidad se incrementa por la acción “clave” de
partículas de menor tamaño colocadas en los vacios superiores entre los agregados
gruesos.
Por lo anterior, esta clasificación puede ser dividida en dos subclasificaciones: 1)
Agregados que son aplicados en un riego y 2) Agregados que son aplicados en riegos
sucesivos.
En forma general, se aplican las siguientes limitaciones:
1. El porcentaje máximo que pase la malla #8 no debe ser mayor de 5 cuando el
tamaño máximo del agregado es mayor de 1/2”.
2. El porcentaje máximo que pase la malla #8 no debe ser mayor de 8 cuando el
tamaño máximo del agregado se encuentre entre 1/2” y 1/4”.
3. El porcentaje máximo que pase ala malla #8 no debe ser mayor de 10 cuando
el tamaño máximo del agregado se menor de 1/4”
4. El porcentaje máximo que pase la malla #200 no debe ser mayor de 2 para
cualquier agregado.
2.4.- LIMITES ESTABLECIDOS PARA GRADUACIONES DE AGREGADOS QUE
DAN COMO RESULTADO MEZCLAS ASFALTICAS DE BUENA CALIDAD
Estudios realizados en graduaciones prácticas basadas en el análisis de un número de
caminos (de buena y mala calidad) han arrojado como resultado la grafica de la fig. en
donde los tamaños de los agregados se expresan en función del tamaño máximo de
los mismos. Se pueden comparar varias graduaciones con la figura mostrada
graficándolas de la misma manera.
Es difícil establecer una regla estricta y universal en los limites de graduación, pero los
estudios han indicado que cuando las graduaciones de los agregados caen dentro de
las curvas continuas de la grafica, los pavimentos han funcionado satisfactoriamente;
mientras que aquellas que se encuentran fuera de estas curvas y dentro de las curvas
punteadas, el pavimento tiene una tendencia a mostrar la debilidad indicada.
a) Mezclas ásperas con tendencia a segregarse. No son críticas.
b) Mezclas porosas. Pierden resistencia a la tensión cuando son mezclados con
asfaltos rebajados. Mejores resultados si se utiliza como cemento asfaltico.
c) Agregados más costosos de producir. Superficie fácil de terminar.
d) Mezclas críticas. Tienden a perder estabilidad si se mezclan con más asfalto
del especificado.
2.5.- REQUISITOS DE LOS MATERIALES PETREOS UTILIZADOS EN LA
CONSTRUCCION DE CARPETAS ASFALTICAS SEGÚN EL INGENIERO CRESPO
VILLALAZ
En general, los materiales pétreos para carpetas asfálticas deben llenar los siguientes
requisitos.
a) No deben emplearse agregados pétreos que presenten más del 35% en peso,
de fragmentos en forma de lajas o que tengan marcada tendencia a romper en
forma de lajas cuando se les tritura. Generalmente se consideran como lajas
las que tengan una longitud mayor de tres veces la dimensión menor del
agregado.
b) No deben emplearse agregados pétreos que contengan materia orgánica o
arcilla en grumos.
c) Los agregados pétreos deben emplearse de preferencia secos o con una
humedad máxima igual a la de absorción de los mismos (excepto cuando se
utilizan emulsiones).
d) No deben tener más del 20% de fragmentos de textura suave.
e) El tamaño máximo no deberá ser mayor que las 2/3 partes del espesor de la
carpeta proyectada.
f) Tener resistencia suficiente para soportar, sin romperse, las cargas del equipo
de compactación.
g) La porción que pase por la malla #40 debe tener una contracción lineal menor
al 3%.
h) Deben de llenar las características granulométricas dependiendo del proceso
constructivo a seguir.
i) El desgaste determinado con la maquina de Los Ángeles debe ser menor de
40%.
j) La absorción del material debe ser menor de 3%.
k) La densidad aparente del material debe ser mayor de 2.3.
l) El material pétreo debe tener una adherencia satisfactoria con el asfalto.
m) El material pétreo debe resistir la prueba de intemperismo acelerado.
2.6.- FALLAS EN LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES
La descripción y discusión de las fallas de los pavimentos no es una tarea sencilla; su
variedad y diferencia de matices bastarían para que no lo fuese, sin contar con otras
dificultades, incluso ajenas a los hechos ingenieriles.
Una vez mas aparecen en este caso y, por cierto en forma muy clara, las
ambigüedades que suelen haber en torno al uso de la palabra “falla“. En pavimentos
es común que la palabra se utilice tanto para “verdaderos colapsos o desastres
locales, como para describir deterioros simples o lugares de posible evolución futura
desfavorable”. El problema se complica aun mas si se comprende que el concepto de
deterioro o falla esta asociado al nivel de servicio, que es básicamente subjetivo,
dependiente del nivel de exigencia o de la riqueza de quien lo establece.
2.7.- TIPOS DE FALLAS Y COMO SE MANIFIESTAN
2.7.1.-Distorsiones
TIPO DE FALLA FORMAS DE CÓMO SE MANIFIESTAN
DISTORSIONES
BACHES
ASENTAMIENTOS
ONDULACIONES
CORRUGACIONES DE LA CARPETA
DESPLAZAMIENTOS O CORRIMIENTOS EN LA CARPETA
LEVANTAMIENTOS DEL PAVIMENTO
RODADAS MARCADAS EN LA CARPETA
SURCOS
DEPRESIONES NE ZANJAS NO BIEN RELLENADAS
Se describen a continuación en forma muy somera algunas de las fallas:
a) Baches: Se debe a la desintegración de la carpeta y de la base por la mala
calidad de los materiales inferiores, incluida las terracerías con alto contenido
de agua. Ocurren también por la presencia de grietas y calaveras que no se
trataron en forma adecuada y oportuna.
b) Corrimiento de la carpeta asfáltica: Ocurre cuando la mezcla es de baja
estabilidad, ya se a por exceso de asfalto o por usarse un asfalto blando en
zonas de alta temperatura; se presenta también en el carril de subida en
tramos de pendiente marcada y en curvas donde los esfuerzos de tracción de
los vehículos son muy grandes.
c) Roderas: Son deformaciones longitudinales que se presentan en la superficie
de rodamiento, en la zona de mayor incidencia de las ruedas de los vehículos:
si son menores a 1 cm, se deben a una deformación de la carpeta asfáltica;
pero si son mayores, se debe a una insuficiencia en la base o a que esta no es
de la calidad adecuada.
d) Deformaciones fuertes de la superficie de pavimento: Se deben a un espesor
insuficiente o a la mala calidad de los materiales del pavimento y de las
terracerías, a menudo con una notable falta de compactación desde la
construcción. Casi siempre hay una gran cantidad de agua por falta de
cunetas, sub drenajes u otras obras para controlar el líquido. Cuando el transito
aumenta en forma considerable, las obras diseñadas para un volumen de
transito y que no se rehabilitan en forma oportuna y adecuada, presentan
también este problema.
e) Pequeñas deformaciones transversales rítmicas: Esta falla, que es muy
molesta al transito, se presenta cuando la base no esta bien cementada o
cuando se construyo en definitiva con materiales inertes. Se debe a las
deformaciones de esta capa, producidas por la vibración y los esfuerzos
tangenciales que provocan los vehículos y que se reflejan hacia la superficie de
rodamiento.
f) Presencia de calaveras: Las calaveras son huecos que se forman en la
superficie de rodamiento e incluso llegan a ser muy numerosos; su tamaño no
es mayor que 15 cm. Se debe a una calidad insuficiente en la base, a carpetas
con contenido de asfalto menor que el óptimo o por colocar una carpeta sobre
otra agrietada y calavereada, que se refleja en la nueva.
g) Deformaciones de la superficie de rodamiento del orden de 5 cm: Son
ocasionadas por la mala calidad de la base o por la insuficiencia en el espesor
del pavimento.
2.7.2.- Agrietamientos
TIPO DE FALLA FORMAS DE CÓMO SE MANIFIESTAN
AGRIETAMIENTOS
GRIETAS LONGITUDINALES EN LAS ORILLAS O EN EL
CENTRO.
GRIETAS TRANSVERSALES POR REFLEXIÓN O POR
CONDUCCIÓN.
GRIETAS EN FORMA DE MAPA O DE PIEL DE COCODRILO,
(LIMITANDO PIEZAS PEQUEÑAS 10X40 CM Y GRANDES
MAS DE 40 CM)
GRIETAS POR CORRIMIENTOS DE LA CARPETA
GRIETAS PARABÓLICAS EN LA CARPETA
Se describen a continuación en forma muy somera algunas de las fallas:
a) Grietas longitudinales a la orilla de la carpeta: Este problema se presenta en
las terracerías, ya sea por contracciones que ocurran en ellas o por estar
construidas sobre terrenos blandos; también puede deberse a que el transito
se acerca mucho a las orillas cuando la carpeta cubre toda la corona de la vía,
en cuyo caso no hay suficiente confinamiento lateral. De igual manera, estas
grietas aparecen cuando las ampliaciones no se realizan en forma adecuada,
pues se utilizan materiales sin compactación o sin anclaje adecuado a la parte
antigua; con el tiempo, a veces corto, estas grietas surgen en la superficie de
rodamiento y se propagan al centro.
b) Agrietamientos en forma de mapa o en “piel de cocodrilo”: Se trata de un
agrietamiento que se extiende sobre toda la superficie de rodamiento o, por lo
menos, sobre una parte muy substancial de ella, por el cual dicha superficie
adquiere el aspecto que da nombre al fenómeno.
c) Agrietamiento longitudinal: Consiste en la aparición de grietas longitudinales
de no gran abertura (en el orden de 15 cm) en toda el área que corresponde a
la de circulación de las cargas mas pesadas.
2.7.3.- Desintegraciones
TIPO DE FALLA FORMAS DE CÓMO SE MANIFIESTAN
DESINTEGRACIONES
DESPRENDIMIENTOS DEL MATERIAL PÉTREO DE LA
CARPETA.
DESPRENDIMIENTOS DE LA PELÍCULA DE ASFALTO
DEL MATERIAL PÉTREO.
DESPRENDIMIENTO DE LA CARPETA, COMO CAPA.
ROMPIMIENTOS DE LAS PARTÍCULAS DEL MATERIAL
PÉTREO, QUE PROPICIAN SU DESPRENDIMIENTO.
Se describen a continuación en forma muy somera algunas de las fallas:
a) Desintegración de la carpeta: Se presenta en carpetas asfálticas antiguas por
oxidación del asfalto; o en carpetas relativamente recientes con escaso
contenido de asfalto, se da también en carpetas elaboradas con material pétreo
deleznable.
b) Descarnado de la carpeta: Resulta de usar aditivos inadecuados en las
mezclas y se presenta en zonas de grandes esfuerzos horizontales provocados
por el transito, como en la zona de arranque y frenado, en avenidas o calles de
ciudades.
2.7.4.- Defectos varios
TIPO DE FALLA FORMAS DE CÓMO SE MANIFIESTAN
DEFECTOS
VARIOS
SUPERFICIES LISAS O DERRAPANTES.
ZONAS CON ASFALTO DESCUBIERTO EN CARPETAS DE
RIEGOS.
SUPERFICIES “RAYADAS” EN CARPETAS DE RIEGOS O EN
RIEGOS DE SELLO.
Se describen a continuación en forma muy somera algunas de las fallas:
a) Superficie de rodamiento lisa: Este defecto se debe a un exceso de asfalto en
el riego de liga, en la mezcla asfáltica o en el riego de sello. El exceso de
asfalto por acción del transito se bombea hacia la superficie de rodamiento,
provocando así su alisamiento pero aun de esta manera se puede tener una
capa de asfalto de 1 o 2 mm en forma de nata; esto es muy peligroso, pues los
vehículos derrapan con facilidad.
b) Los vehiculas también derrapan por la presencia de una capa de polvo sobre la
superficie de rodamiento, la cual se forma a menudo en las zonas donde los
caminos de terracería o mal revestidos entroncan con la carretera; sin
embargo, pueden haber longitudes grandes de camino con este defecto
cuando las carpetas sin sello, o los sellos, se elaboren con pétreos suaves
como las calizas, que se desgastan con el transito y dejan el polvo en la
superficie de rodamiento. En ambos casos, en tiempo de lluvias (sobre todo
ligeras) se produce una pequeña capa de lodo sumamente peligrosa.
c) Cuando los riegos de sello se dan en forma inadecuada por exceso de asfalto,
escasez de pétreos o mala adherencia de estos con el asfalto, se alisa la
superficie de rodamiento, lo que debe evitarse por su alta peligrosidad.
2.8.-CAUSAS QUE PROVOCAN LAS FALLAS DE ACUERDO ASU ORIGEN
2.8.1.-CAUSAS QUE ORIGINAN FALLAS EN LOS PAVIMENTOS Y QUE NO
PROVIENEN DIRECTAMENTE DE ELLOS
2.8.1.1.- Terreno de Cimentación
PARTE DE LA EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
TERRENO DE
CIMENTACION
MALA CALIDAD DEL MATERIAL (SUELOS ORGANICOS,
SUELOS EXPANSIVOS, SUELOS RESILENTES, ETC.),
ASOCIADA A VARIACIONES EN EL CONTENIDO DE AGUA,
QUE PRODUCEN CAMBIOS VOLUMETRICOS
PERJUDICIALES.
BAJA CAPACIDAD DE CARGA O FALTA DE COMPACTACION
EN EL SUELO.
2.8.1.2.- Terracerías
PARTE DE LA EN QUE SE
ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
TERRACERIAS
CORTES
ESPESOR INSUFICIENTE DE LA CAPA
SUBRASANTE, MALA CALIDAD DEL MATERIAL
DE ESTA Y/O BAJA COMPACIDAD.
TERRAPLENES
MALA CALIDAD DE LOS MATERIALES.
ACOMODO INADECUADO DE LOS
MATERIALES O FALTA DE COMPACTACION.
EXCESO EN EL CONTENIDO DE AGUA DE
LOS MATERIALES Y/O CAMBIOS
VOLUMETRICOS PERJUDICIALES CON LAS
VARICIONES DE HUMEAD.
2.8.1.3.- Obras de Drenaje
PARTE DE LA EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
OBRAS DE
DRENAJE
INSUFICIENCIA DE ALCANTARILLAS.
UBICACIÓN INCORRECTA O INADECUADA DE LAS OBRAS.
USO DE MATERIALES DE MALA CALIDAD O INADECUADOS
EN LA CONSTRUCCION DE ESTAS OBRAS.
DEFECTOS DE CONSTRUCCION.
FALTA DE CONSERVACION Y LIMPIEZA DE LAS OBRAS
PARA RREMOVER AZOLVES U OTRAS OBSTRUCCIONES,
RAHACER CANALIZACIONES.
FALTA DE SUBDRENAJE DONDE SE REQUIERE O MAL
FUNCIONAMIENTO DE LOS EXISTENTES.
2.9.1.- CAUSAS QUE ORIGINAN FALLAS EN LOS PAVIMENTOS Y QUE
PROVIENEN DIRECTAMENTE DE ELLOS
2.9.1.1.- Sub-Base
CAPA O
INTERFASE EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
SUB-BASE
MALA CALIDAD DEL MATERIAL UTILIZADO.
BAJA COMPACTACION.
FALTA DE ESPESOR.
CONTAMINACION CON EL MATERIAL DE LAS
TERRACERIAS.
DEFECTOS DE CONSTRUCCION Y/O ACABADOS.
2.9.1.2.- Base
CAPA O
INTERFASE EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
BASE
MALA CALIDAD DEL MATERIAL UTILIZADO.
BAJA COMPACTACION.
FALTA DE ESPESOR.
FAKTA DE AFINIDAD DEL MATERIAL PETREO CON EL
ASFALTO E IMPREGNACION.
FALTA DE LIMPIEZA Y/O BARRIDO DE LA SUPERFICIE DE
LA BASE AL MOMENTO DE IMPREGNAR.
DEFECTOS DE CONSTRUCCION Y/O ACABADOS.
DEFECTOS DE LA BASE IMPREGNADA POR EXPOSICION
EXCESIVA AL TRANSITO Y A LOS EFECTOS DEL CLIMA,
ANTES DE PROTRGERLA CON LA CARPETA
2.9.1.3.-Riego de Impregnación
CAPA O
INTERFASE EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
RIEGO DE
IMPREGNACION
TIPO INADECUADO DE ASFALTO O MALA CALIDAD DEL
PRODUCTO
CANTIDAD EXCESIVA DE ASFALTO.
CANTIDAD ESCASA DE ASFALTO.
TRANSITO DEMASIADO PRONTO SOBRE EL RIEGO DE
ASFALTO.
ASFALTO FRIO (VISCOCIDAD ALTA) QUE IMPIDE SU
PENETRACION EN LA BASE.
DEFECTOS EN LA APLICACIÓN DEL ASFALTO (ATRIBUIBLE
A LA PETROLIZADORA O AL OPERADOR).
EXCESO DE ARENA DE “POREO”, CUANDO ESTE SE USA.
2.9.1.4.-Riego de Liga
CAPA O
INTERFASE EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
RIEGO LIGA
TIPO INADECUADO DE ASFALTO O MALA CALIDAD DEL
PRODUCTO.
CANTIDAD EXCESIVA DE ASFALTO.
CANTIDAD ESCASA DE ASFALTO.
ASFALTO MUY FRIO O QUE HA PERDIDO SU PODER DE
AGLUTINACION, AL MOMENTO DE TENDER LA CARPETA.
DEFECTOS EN LA APLICACIÓN DEL ASFALTO.
2.9.1.5.- Riego de sello
CAPA O
INTERFASE EN
QUE SE ORIGINA
MOTIVOS DE LAS FALLAS
RIEGO DE SELLO
MALA CALIDAD DE LOS MATERIALES PETREOS
UTILIZADOS O DEFECTOS EN SU GRANULOMETRIA.
FALTA DE AFINIDAD DEL MATERIAL PETREO CON EL
ASFALTO.
EXCESO O ESCASEZ DE MATERIAL PETREO Y/O DE
ASFALTO.
ASFALTO INADECUADO O MALA CALIDAD DEL PRODUCTO.
MATERIALES PETREOS DEMASIADO HUMEDOS AL
MOMENTO DE SU APLICACIÓN.
TRANSITO SOBRE EL RIEGO DE ASFALTO, ANTES DE
CUBRIR CON EL PETREO.
ASFALTO MUY FRIO O QUE HA PERDIDO SU PODER DE
AGLUTINACION, AL MOMENTO DE CUBRIRLO CON EL
MATERIAL PETREO.
DEFECTOS EN LA APLICACIÓN DEL ASFALTO.
CAPITULO Iii
CAPITULO IV
De acuerdo a la investigación de campo que se realizo en la arteria principal de la
colonia “jardín” del municipio de Oaxaca de Juárez, se detectaron que las principales
causas que originaron estas grandes cantidades de fallas en el pavimento flexible son
las siguientes:
a) Insuficiencia de espesor en la carpeta asfáltica: de acuerdo a las
especificaciones establecidas por la SCT y otras dependencias
gubernamentales la carpeta asfáltica debe de tener un espesor uniforme dato
que no se encontró en nuestra investigación de campo, se encontraron que en
tramos de este pavimento existen espesores que van desde los 7 a los 15 cm.
Cabe resaltar que en las zonas donde existe espesores de 7 cm. El daño es
mayor.
b) Mala calidad de los materiales: se encontraron superficies lisas y derrapantes
lo cual fue causado por el afloramiento del asfalto o por materiales de mala
calidad los cuales se pulen muy fácilmente al paso de los vehículos por este
pavimento.
c) Mal diseño del pavimento: no se contemplaron la repetición de cargas que
actualmente presenta, efecto del transito pesado en zonas sud-diseñadas.
d) Mala adherencia: no existió una buena adherencia entre el asfalto y el
agregado pétreo puesto que en la temporada de lluvias el agua penetro la
carpeta, lavando el material, provocando un desprendimiento del material con
el asfalto aunado con esto el intenso flujo vehicular acelero este proceso.
e) Defectos de construcción en obras de drenaje: falta de conservación y limpieza
de las obras para remover azolves u otras obstrucciones además de un mal
funcionamiento de los ya existentes o posiblemente una ubicación incorrecta
de estas.
f) Mal proceso constructivo: no hubo una supervisión adecuada puesto que se
encontró diferentes tamaños de espesores a todo lo largo de la zona de
estudio.
g) Mala conservación : se sabe que una obra se deteriora poco a poco y presenta
diferentes condiciones de servicio atreves de los años los deterioros pueden
ser pequeños al principio; pero mas adelante probablemente sean mas serios y
aceleren la falla de la vía, por esto una obra requiere mantenimiento o
conservación para cuando menos asegurar su vida de proyecto y proporcionar
un servicio adecuado es por esto que se hizo visible que a este pavimento
nunca se le brindo una conservación adecuada.
CAPITULO V
De acuerdo a la investigación de campo que se realizo en la arteria principal de la
colonia “jardín” del municipio de Oaxaca de Juárez, se detectaron que los principales
efectos que se originaron son los siguientes:
a) El efecto que provoca la deficiencia de espesor en la carpeta asfáltica es la
aparición de grietas en forma de mapa o de la llamada piel de cocodrilo que
conlleva a una vialidad inadecuada para el transito de los habitantes de esta
colonia.
b) Una superficie de rodamiento lisa ase que los vehículos derrapen por la
presencia de pétreo suaves que se desgastan por el transito y dejan el polvo
en la superficie de rodamiento. En tiempos de lluvia se producen pequeñas
capas de lodo sumamente peligrosas para el transito de vehículos, generando
accidentes y descontento social.
c) El efecto de un mal diseño ,es la creación de espesores insuficientes para la
repetición de cargas que se presenta lo que conlleva a la presencia de
calaveras; que no son mas que huecos que se forman en la superficie de
rodamiento e incluso llegan a ser muy numerosos provocando un pésimo
transito vehicular.
d) El efecto que provoca la mala adherencia de los materiales es que genere la
desintegración de la carpeta comúnmente se le conoce como bache.
e) El efecto que provoca la mala colocación de obras de drenaje o la insuficiencia
de estas, que durante la temporada de lluvias crea cambios volumétricos en
todas las capas del pavimento lo que conlleva a una prematura aparición de
grietas longitudinales y asentamientos.
f) Al no haber una supervisión adecuada y rigurosa cabe la posibilidad de que el
pavimento falle prematuramente a consecuencia de que no se ponga los
espesores indicados y la utilización de materiales no aptos para el pavimento.
g) El deterioro se observa y se califica con un valor del 1 al 5 llamado, índice de
servicio; cuando una obra empieza a funcionar debe de tener una calificación
de 4 a 4.5, la cual disminuye con forme pasa el tiempo cuando un camino llega
a un valor de 2.5 a 2 el transito tiene bastantes problemas la comodidad del
viaje llega a u punto mínimo. En este momento, la obra alcanza su falla
funcional. Si el camino sigue en servicio, logra la falla estructural y
prácticamente ya no se puede realizar el transito.
COMPROBACION DE LA HIPOTESIS
Se comprobó en parte que los deterioros que se presentan en el pavimento de la col.
Jardín fueron causados por que no hubo una supervisión adecuada en la construcción,
no hubo una uniformidad en los espesores y sobre todo la mala conservación y
colocación de las obras de drenaje por lo cual se presentaron prematuramente estas
fallas. Cabe mencionar que dentro de estos puntos va de manera oculta la mala
calidad de los materiales.
Por lo anterior se comprueba que parte de la hipótesis planteada en el apartado del
presente trabajo de manera casi satisfactoria para el nivel en que se realizo esta
investigación.
CAPITULO VI En primer lugar el termino pavimento se encuentra definido como “ La capa o conjunto
de capas de materiales apropiados comprendida entre el nivel superior de las
terracerías y la superficie de rodamiento cuyas principales
CONCLUSIONES Y SUJERENCIAS
CAPITULO VII Propuesta para mejorar la avenida a san Luís Beltrán de la col. Jardín
1
OBJETIVO
Hacer un recorrido por toda la avenida y darle una calificación de acuerdo al estado en que se
encuentra.
META
Obtener la calificación dada así como la información recopilada para saber si presenta falla
funcional o falla estructural
2
OBJETIVO
Realizar sondeos a cielo abierto en todos los estratos, así como indicar si el asfalto en la
carpeta esta fresco o ya esta oxidado.
META
Obtener los datos necesarios para calcular la humedad y la compactación de cada capa y asi
obtener información relevante para identificar el problema que se presenta.
3
OBJETIVO
Investigar la manera en como realizan las dependencias encargadas los re bacheos o
composturas de fallas.
META
Proponer un método de re bacheo que de buenos resultados basados en las
investigaciones que se han hecho.
BIBLIOGRAFIA
a) a) Fernando Olivera Bustamante. Estructuración de las vías terrestres,
México, Grupo Editorial Patria 2009, Pág. 385-390.
b) http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/3271/Capitulo4.pdf
ANEXOS
