capitulo 4 metodo paver

8/2/2019 capitulo 4 metodo paver

1/54

62

4 METODOLOGAS DE EVALUACIN FUNCIONAL YESTRUCTURAL.

Como definimos en el Captulo 1, las evaluaciones funcionales y estructuralesdeterminan los deterioros presentes en el pavimento, dependiendo del tipo de

pavimento, se realizan diferentes tipos de estudios de su estructura.

Los factores agresivos de mayor influencia en el desgaste de un pavimento son:

Agua

Trfico

Clima

El mal drenaje del agua en la carretera y las cargas repetitivas de trfico sobre

la misma, ponderan daos permanentes en el pavimento.El pavimento puede ser evaluado mediante 3 distintas formas:

1. Inspeccin Visual

2. Ensayos no destructivos

3. Ensayos destructivos.

Nuestra evaluacin abarcara los puntos 1 y 2 refirindonos a la inspeccinvisual y a los ensayos no destructivos.

4.1 INSPECCIN VISUAL.

4.1.1 SISTEMA PAVER

El Laboratorio de Investigacin Ingenieril de Construccin del Cuerpo deIngenieros de la Fuerza Armada de los EE.UU. (USACERL), ha desarrolladoun sistema de Evaluacin y Administracin de Pavimentos llamado PAVER

para su uso militar y civil. Desde su implementacin en 1980, ha obtenido unarpida aceptacin en los crculos militares y civiles a travs del mundo.

Para la calificacin funcional y estructural de los pavimentos, el sistemaPAVER utiliza el ndice de Condicin del Pavimento (Pavement ConditionIndex = PCI) desarrollado por el USACERL.

El PCI es un objetivo, un mtodo de graduacin repetible para identificar lacondicin presente del pavimento.

El PCI provee una medida consistente de la integridad estructural delpavimento y su condicin funcional-operacional gradundole de 0 a 100. Estendice es funcin de la densidad de las fallas en el rea estudiada y del valor dededuccin del pavimento por efectos de cada tipo de falla y de cada nivel de

severidad.


2/54

63

El sistema PAVER resulta un instrumento de evaluacin y administracin depavimentos de extremo valor siendo propiamente usado e implementado. Lafase ms importante de todo Sistema de Evaluacin de Pavimentos, y delPAVER en especial, es la que incluye la recopilacin de datos y suactualizacin, ya que de sta depender la exactitud de los resultados a ser

obtenidos de su procesamiento y las estrategias de mantenimiento yrehabilitacin a adoptar a corto y largo plazo.

El concepto bsico del sistema PAVER puede resumirse en los siguientespasos:

1. Para una red vial dada, se identifican los tramos y secciones que sernobjeto de un inventario de fallas por muestreo.

2. Cada tipo de pavimento tiene un nmero definido de fallas posibles.

3. Para cada falla se define: El tipo de falla (sealando el No. De cdigo de acuerdo al tipo de

pavimento).

La intensidad de la falla, el nivel de severidad (Bajo, Mediano,Alto).

La cantidad de la falla (medida o contada).

Estos datos se registran en Formularios diseados para ello.

4. Se define el ndice de Condicin del Pavimento (PCI) de acuerdo a:

PCI = 100 CDV

Siendo CDV el Valor de Deduccin Corregido, el cual se obtiene paracada clase de pavimento de acuerdo al tipo, intensidad y densidad de susfallas. En el Anexo A se muestra las tablas de CDV, para cada tipo defalla.

5. Por medio de un muestreo estadstico de las secciones de pavimento queforman los tramos de la red vial, la encuesta de campo y los conceptos

de los pasos anteriores, se establece el valor de PCI para cada una de lassecciones encuestadas. Idealmente, un pavimento nuevo tiene un PCIcercano a 100, mientras que uno muy deteriorado puede tener un PCI de20 30 para abajo.

Guas Para Dividir Un Tramo En Secciones

Debido a que los tramos son generalmente unidades largas de la red vial, estosraramente poseen las mismas caractersticas en toda su longitud. Para losefectos del PAVER, los tramos deben subdividirse en secciones concaractersticas uniformes. Las caractersticas segn las cuales se dividirn los

tramos en secciones son:


3/54

64

Estructura del Pavimento.- La estructura es uno de los criterios msimportantes para dividir un tramo en secciones. Lamentablemente, nosiempre se cuenta con informacin estructural sobre todos los tramos dela red. En todo caso, hay que inspeccionar datos constructivos y observarzonas de parcheo. En algunos casos deben contemplarse la realizacin de

un programa de perforaciones para verificar la composicin estructuralde una seccin de la red.

Trfico.- El volumen y la intensidad de trfico deben ser uniformes en laseccin.

Construccin.- Todas las partes de una seccin deben haber sidoconstruidas en el mismo tiempo. Los pavimentos construidos endiferentes periodos deben ser divididos en secciones separadascorrespondientes a los tiempos de construccin.

Clasificacin Cualitativa del Pavimento.- La clasificacin cualitativadel pavimento puede usarse para dividir un tramo en secciones. Si untramo cambia de primario a secundario, o de secundario a terciario, etc.,se debe crear la seccin correspondiente. Si un tramo se convierte en unacarretera dividida, debe definirse una seccin para cada direccin detrfico.

Drenajes y Espaldones.- Se recomienda que una seccin y tenga elmismo tipo y ancho de espaldones y las mismas caractersticas dedrenaje en toda su longitud.

Determinacin Del Nmero De Muestras

El primer paso para la inspeccin por muestreo consiste en determinar elnmero mnimo de muestras (n) que debe ser inspeccionado. Estadeterminacin se hace usando la siguiente expresin:

n =

Donde:

N = Nmero total de muestras en la seccin

e = Error permisible al estimar el PCI de la seccin.

SD = La desviacin estndar del PCI entre las muestras de la seccin

que se obtiene de la siguiente expresin:

N SD2

e 24

N 1 + SD2


4/54

65

Donde:

R = Nmero de muestras en la seccin inspeccionada sobre el que se

calcula el valor SD

PCIi = PCI de la muestra i

PCI = PCI promedio de la seccin segn la expresin detallada a

continuacin:

Seleccin De Muestras

La determinacin de las muestras especficas a inspeccionar es tan importantecomo determinar el nmero mnimo de muestras. El mtodo recomendadoconsiste en seleccionar muestras que estn igualmente espaciadas entre si, perola primera muestra debe ser seleccionada al azar. Esta tcnica que se conocecomo Muestreo Sistemtico, se explica brevemente a continuacin.

1. El intervalo de muestreo ( i ) se determina como:

i = N / n

donde

N = # total de muestras en la seccin;

n = # de muestras a inspeccionar e

(i) es recomendado al entero inferior, es decir para i = 3.7 se usa i = 3.

2. La muestra inicial (s) se determina al azar entre 1 y el intervalo de

muestreo (i). Es decir, si i = 3, la muestra inicial podr ser la 1, la 2 o la3.

(PCIi PCI)2

SD =R 1

i - 1

R

PCI = PCIi

Ri - 1

R


5/54

66

3. Las muestras a ser inspeccionadas se identifican como s, s+i, s+2i, etc.Es decir, si la muestra inicial determinada al azar ha sido la No. 2 e i = 3,las muestras a inspeccionar sern las No. 2, 5, 8, 11, etc. Esta tcnica essimple y brinda la informacin necesaria para establecer el perfil del PCIa lo largo de la seccin.

Seleccin De Muestras Adicionales

Una de las mayores objeciones del muestreo sistemtico es la posibilidad deexcluir muestras muy malas o excelentes que puedan existir en la seccin.Otro problema resulta de seleccionar una muestra al azar que contenga fallastpicas tales como cruces de ferrocarril, etc.

Para superar este inconveniente, el inspector debe identificar las muestrasinusuales como muestras adicionales. Una muestra adicional significa que lamuestra no ha sido seleccionada al azar y/o contiene fallas que no son

representativas de la seccin. El sistema PAVER toma en cuenta las muestrasadicionales de un modo especial y as su influencia en el cmputo del PCI dela seccin es mucho menor que el de las muestras seleccionadas por lainspeccin.

4.1.2 IDENTIFICACION DE FALLAS

En esta parte se presenta la informacin necesaria para llevar a cabo laencuesta de fallas en el campo para pavimentos flexibles (Concreto Asfltico =AC, Tratamientos Superficiales Bituminosos = TSB y Concreto Asflticosobre Hormign = AC/PCC).

Falla No. 1

a) Nombre de la Falla.- Fisuramiento Piel de Cocodrilo (AligatorCracking).

b) Descripcin.- El fisuramiento Piel de Cocodrilo o de fatiga es unaserie de fisuras interconectadas causadas por fatiga del concretoasfltica, bajo las cargas repetitivas del trfico.

El fisuramiento comienza en la parte inferior de la capa de superficiedonde se desarrollan los esfuerzos y deformaciones unitarias de tensin

bajo la carga, y se propagan hacia la superficie, inicialmente como unaserie de fisuras longitudinales paralelas. Bajo repeticiones adicionales decarga, las fisuras se interconectan formando como un mosaico queasemeja la piel del cocodrilo. Las piezas tienen menos de 60 cm en sulado mayor.

Este fisuramiento ocurre solamente en reas sujetas a las cargas detrfico repetitivo, tales como las huellas. Por eso, no se presenta sobretoda una rea, a menos que toda esta rea este sujeta al trfico. Elfisuramiento que si se puede presentar sobre toda un rea es elfisuramiento en bloque aunque ste no es causado por la carga de trfico.


6/54

67

El fisuramiento Piel de Cocodrilo es una falla estructural mayor queest generalmente acompaada de surcos o deformaciones permanentesen las huellas.

c) Niveles de Severidad.-

Baja: Fisuras Finas, Longitudinales, paralelas entre s, con ninguna opocas intersecciones. No hay desmembramiento de material a los lados.

Media: Desarrollo mayor de las fisuras formando una red o mosaico.Algunas fisuras pueden estar moderadamente desmembradas.

Alta: Amplio desarrollo de la red de fisuras con significativodesmembramiento. Algunas piezas pueden moverse bajo el trfico.

d) Medicin.- El fisuramiento piel de cocodrilo se mide en pies2 o m2 derea. La mayor dificultad al medir esta falla, es que el fisuramiento

puede presentarse a 2 3 niveles de severidad dentro del rea afectada.

De ser posible, se tratar de registrar cada nivel por separado; casocontrario se registrar la falla en su nivel de severidad ms alto para todael rea.

En las Fotos No. 4.1, No. 4.2 y No. 4.3 se ilustran pavimentos con este tipo defallas con distintas severidades.

FOTO No. 4.1.- Falla Piel de Cocodrilo Severidad Baja

FOTO No. 4.2.- Falla Piel de Cocodrilo Severidad Media


7/54

68

FOTO No. 4.3.- Falla Piel de Cocodrilo Severidad Alta

Falla No. 2

a) Nombre de la Falla.- Exudacin (Bleeding).

b) Descripcin.- La exudacin es una pelcula de material bituminoso en lasuperficie del pavimento que crea una textura vidriosa, brillosa y

bastante pegajosa y resbaladiza en condiciones hmedas.

La exudacin es causada por un exceso de cemento asfltico en la

mezcla, una aplicacin excesiva de sello o imprimacin bituminosa, y/opor un bajo contenido de vacos en la mezcla. Ocurre cuando el asfaltollena los vacos durante el clima clido y fluye hacia la superficie del

pavimento. Como el proceso de exhumacin es irreversible duranteclimas ms fros, el cemento asfltico se acumula en la superficie.


Baja: La exudacin se manifiesta muy levemente y es notoria slodurante pocos das en el ao. El asfalto no se paga a los zapatos o a losvehculos.


8/54

69

Media: La exudacin se manifiesta al extremo que el asfalto se pega alos zapatos y a los vehculos durante algunas semanas del ao.

Alta: La exudacin se manifiesta extensamente, y una cantidadconsiderable de asfalto se pega a los zapatos y vehculos durante varias

semanas al ao.d) Medicin.- La exudacin se mide en pies2 o m2 de superficie. Cuando se

cuenta la exudacin no se considera el Agregado Pulido.


FOTO No. 4.4.- Falla Exudacin Severidad Baja

FOTO No. 4.5.- Falla Exudacin Severidad Media

FOTO No. 4.6.- Falla Exudacin Severidad Alta


9/54

70

Falla No. 3

a) Nombre de la Falla.- Fisuramiento en bloque (Block Cracking).

b) Descripcin.- El fisuramiento en bloque es una serie de fisurasinterconectadas que dividen el pavimento en piezas aproximadamenterectangulares. Los bloques pueden variar en tamao de unos 30 x 30 cma 3 x 3 m. Las fisuras en bloque son causadas principalmente por lacontraccin del concreto asfltico y los ciclos diarios de temperatura(que causan ciclos diarios de esfuerzos y deformaciones). Elfisuramiento en bloque insina que el asfalto se ha endurecido u oxidadosignificativamente. Los bloques se manifiestan en la mayora sobre reasexternas del pavimento, aunque a veces aparecen slo en reas notraficadas. Este tipo de falla difiere del fisuramiento piel de cocodrilo

que forma piezas mas pequeas con ngulos agudos y se concentranicamente en las reas sujetas al trfico vehicular.


Baja: Los bloques se definen como fisuras de baja severidad.

Media: Los bloques se definen como fisuras de mediana severidad.

Alta: Los bloques se definen como fisuras de alta severidad.

d) Medicin.- El fisuramiento en bloque se mide en pies2 o m2 de rea

afectada. Generalmente se manifiesta con la misma severidad en toda el


10/54

71

rea, sin embargo, si hubiera diferentes severidades se debern registrarseparadamente.


FOTO No. 4.7.- Falla Fisuramiento en Bloque Severidad Baja

FOTO No. 4.8.- Fisuramiento en Bloque Severidad Media

FOTO No. 4.9.- Fisuramiento en Bloque Severidad Alta


11/54

72

Falla No. 4

a) Nombre de la Falla.- Desniveles Localizados (Bumps and Sags)

b) Descripcin.- Los desniveles localizados son pequeos desplazamientos

hacia arriba o hacia abajo de la superficie del pavimento.Los desplazamientos hacia arriba (Bumps) se diferencian deldesplazamiento (Falla 16) en que ste ltimo es causado porinestabilidad del pavimento.

Estos desniveles hacia arriba pueden ser causados por varios factores,entre otros.

1. Pandeo o combadura de la subcapa de hormign en el caso decapas de refuerzos de concreto asfltico sobre ese tipo de

pavimentos.

2. Infiltracin y acumulacin de material en una fisura agravada porel trfico vehicular.

3. Infiltracin localizada de agua (por rotura de tubo) que causa unhueco en las subcapas del pavimento.

Los desniveles hacia abajo (Sags) son pequeas y repentinas inmersionesdel nivel circundante de la superficie asfltica como la que suelemanifestarse a veces sobre un tubo subterrneo de agua.

Si los desplazamientos hacia arriba o hacia abajo aparecieran en reasrelativamente grandes de la superficie asfltica, se definirn comoHinchamiento (Falla 18) o como Depresin (Falla 6), respectivamente.


Baja: Desniveles que causan una calidad de rodadura de baja severidad.

Media: Desniveles que causan una calidad de rodadura de medianaseveridad.

Alta: Desniveles que causan una calidad de rodadura de alta severidad.

d) Medicin.- Los desniveles se miden en pies o m.

Si los desniveles se manifiestan en direccin perpendicular al trfico yestn espaciados a distancias menores de 3 metros, la falla se denominaCorrugacin (Falla 5). Si el desnivel se manifiesta en combinacin confisuramiento, ste tambin se registrar separadamente.

En las Fotos No. 4.10, No. 4.11 y No. 4.12 se ilustran pavimentos con este tipode fallas con distintas severidades.


12/54

73

FOTO No. 4.10.- Falla Desnivel Localizado Severidad Baja

FOTO No. 4.11.- Falla Desnivel Localizado Severidad Media

FOTO No. 4.12.- Falla Desnivel Localizado Severidad Alta


13/54

74

Falla No. 5

a) Nombre de la Falla.- Corrugacin (Corrugation)

b) Descripcin.- La corrugacin u ondulacin es una serie de pequeas

acanaladuras espaciadas a intervalos regulares, generalmente menores de3 metros, a lo largo de un tramo del pavimento o en direccinperpendicular al trfico.

Este tipo de falla es usualmente causado por la accin del trfico encombinacin con una capa de superficie o base inestables.


Baja: La corrugacin produce una calidad de rodadura de baja severidad.

Media: La corrugacin produce una calidad de rodadura de medianaseveridad.

Alta: La corrugacin produce una calidad de rodadura de alta severidad.

d) Medicin.- La corrugacin se mide en pies2 o m2 de rea afectada.


FOTO No. 4.13.- Falla Corrugacin Severidad Baja

FOTO No. 14.- Falla Corrugacin Severidad Media


14/54

75

FOTO No. 15.- Falla Corrugacin Severidad Alta

Falla No. 6

a) Nombre de la Falla.- Depresin (Depression)

b) Descripcin.- Las depresiones son zonas localizadas del pavimento conniveles inferiores a los de las zonas adyacentes. En algunos casos lasdepresiones leves no son notorias hasta que, luego de una lluvia, semanifiesta la acumulacin de agua en el rea deprimida. En pavimentossecos, las depresiones pueden descubrirse por las manchas que deja elagua. Las depresiones son causadas por el asentamiento del subsuelo o

por construccin deficiente, pueden causar cierta aspereza en la calidadde rodadura, y cuando estn llenas de agua de cierta profundidad, lasdepresiones pueden causar hidroplaneo y otros problemas de seguridad.


Profundidad mxima de la depresin:

Baja: De 13 a 25 mm (1/2 a 1).

Media: De 25 a 50 mm (1 a 2).

Alta: Ms de 50 mm (ms de 2).

d) Medicin.- Las depresiones se miden en pies2 o m2 de rea afectada.



15/54

76

FOTO No. 4.16.- Falla Depresin Severidad Baja

FOTO No. 4.17.- Falla Depresin Severidad Media

FOTO No. 4.18.- Falla Depresin Severidad Alta

Falla No. 7

a) Nombre de la Falla.- Fisuramiento en borde (Edge Cracking)

b) Descripcin.- Este fisuramiento es paralelo al borde exterior delpavimento y generalmente dentro de los 30 a 60 cm de este borde.

Esta falla es acelerada por el trfico vehicular y puede ser causada poruna falta de soporte lateral del espaldn, drenaje inadecuado y falta decompactacin y confinamiento en el borde del pavimento. El rea entre


16/54

77

la fisura y el borde del pavimento es considerada desmoronada si haydesprendimiento y rotura de piezas completas.


Baja: Fisuramiento bajo o mediano sin desmoronamiento.Media: Fisuramiento mediano con moderada rotura o desmoronamiento.

Alta: Rotura y desmoronamiento considerable a lo largo del borde.

d) Medicin.- El fisuramiento de borde se mide en pies o metros.


FOTO No. 4.19.- Falla Fisuramiento en Borde Severidad Baja

FOTO No. 4.20.- Falla Fisuramiento en Borde Severidad Media


17/54

78

FOTO No. 4.21.- Falla Fisuramiento en Borde Severidad Alta

Falla No. 8

a) Nombre de la Falla.- Fisuramiento de Reflexin de losas de hormign(Joint Reflection Cracking)

b) Descripcin.- Esta falla ocurre solamente en pavimentos asflticoscolocados sobre pavimentos rgidos. No se incluyen fisuras de reflexinque puedan prevenir de otro tipo de subcapas, ya que stos se registran

bajo Fisuramiento Longitudinal y/o Transversal (Falla 10). Las fisuras dereflexin de juntas se producen generalmente por movimientos de lassub-losas causados por gradientes trmicos o de humedad. A pesar de notener su origen en las cargas del trfico, esta falla puede agravarse con el

trfico. Si el pavimento est fragmentado a lo largo de la fisura se diceque esta fisura est desmembrada. Un conocimiento previo de lasdimensiones de las sub-losas puede ayudar a identificar este tipo de falla.


Baja: Una de las siguientes condiciones existe:

1. Fisura Abierta con un ancho < 10 mm.

2. Fisura sellada de cualquier ancho.

Media: Una de las siguientes condiciones existe:

1. Fisura abierta entre 10 y 75 mm de ancho.

2. Fisura abierta de cualquier ancho rodeada de fisuramientoleve.

3. Fisura sellada de cualquier ancho rodeada de fisuramientoleve.

Alta: Una de las siguientes condiciones existe:


18/54

79

1. Cualquier fisura sellada o abierta rodeada de fisuramiento demediana o alta severidad.

2. Una fisura de cualquier ancho con una severa rotura delpavimento a sus lados.

d) Medicin.- Las fisuras de reflexin se miden en pies o metros. Lalongitud y severidad de cada fisura debe registrarse separadamente. Porejemplo, una fisura de 15 metros puede tener 5 metros de una severidady 10 metros de otra. Si existe un desnivel en la fisura tambin deberegistrarse.


FOTO No. 4.22.- Falla Fisuramiento de Reflexin Severidad Baja

FOTO No. 4.23.- Falla Fisuramiento de Reflexin Severidad Media


19/54

80

FOTO No. 4.24.- Falla Fisuramiento de Reflexin Severidad Alta

Falla No. 9

a) Nombre de la Falla.- Desnivel Carril/Espaldn (Lane/Shoulder DropOff)

b) Descripcin.- El desnivel carril/espaldn es una diferencia de elevacinentre el borde del pavimento y el espaldn causada por erosinasentamiento o defectos constructivos.


Baja: La diferencia en elevacin entre el borde del pavimento y elespaldn es de 25 a 50 mm (1 a 2 pulgadas).

Media: La diferencia en elevacin es de 50 a 100 mm (2 a 4 pulgadas).

Alta: La diferencia en elevacin es mayor de 100 mm (> 4 pulgadas).

d) Medicin.- El desnivel carril/espaldn se mide en pies o metros lineales.



20/54

81

FOTO No. 4.25.- Falla Desnivel Carril/Espaldn Severidad Baja

FOTO No. 4.26.- Falla Desnivel Carril/Espaldn Severidad Media

FOTO No. 4.27.- Falla Desnivel Carril/Espaldn Severidad Alta

Falla No. 10

a) Nombre de la Falla.- Fisuramiento Longitudinal y/o Transversal(Longitudinal and Transversal Cracking)


21/54

82

b) Descripcin.- Las fisuras longitudinales son paralelas al eje de lacarretera y pueden originarse en:

1. Una deficiente junta constructiva.

2. Contraccin o endurecimiento del asfalto y/o ciclos trmicos.3. Fisuramiento de reflexin de las sub-capas incluyendo pavimentos

de hormign, pero no de juntas.

Las fisuras transversales se manifiestan cruzando el pavimento enngulos aproximadamente rectos con respecto al eje. Pueden originarseen los causales 2 y 3 mencionados. Estas fisuras generalmente no estnasociadas con las cargas de trfico.


Baja: Una de las siguientes condiciones existe:

1. Fisura Abierta con un ancho < 10 mm.

2. Fisura sellada de cualquier ancho.

Media: Una de las siguientes condiciones existe:

1. Fisura abierta entre 10 y 75 mm de ancho.

2. Fisura abierta de cualquier ancho hasta 75 mm, rodeada de

fisuramiento leve.

3. Fisura sellada de cualquier ancho rodeada de fisuramiento leve.

Alta: Una de las siguientes condiciones existe:

1. Cualquier fisura sellada o abierta rodeada de fisuramiento demediana o alta severidad.

2. Fisura abierta de ms de 75 mm de ancho.

3. Fisura de cualquier ancho con una severa rotura del pavimento asus lados.

d) Medicin.- Las fisuras longitudinales y transversales se miden en pies ometros. La longitud y severidad de cada fisura deben registrarseseparadamente. Por ejemplo, una fisura de 15 metros puede tener 5metros de una severidad y 10 metros de otra. Si existe un desnivel en lafisura debe registrarse como falla No. 4.



22/54

83

FOTO No. 4.28.- Falla Fisuramiento Longitudinal y/o Transversal Severidad Baja

FOTO No. 4.29.- Falla Fisuramiento Longitudinal y/o Transversal Severidad Media

FOTO No. 4.30.- Falla Fisuramiento Longitudinal y/o Transversal Severidad Alta


23/54

84

Falla No. 11

a) Nombre de la Falla.- Parche de corte de Servicio (Patching/Utility Cut)

b) Descripcin.- Un parche es un rea del pavimento que ha sidoreemplazada por material nuevo para reparar el pavimento original.

Un parche es considerado una falla independientemente de lo bien quehaya sido ejecutado, ya que generalmente lleva asociada ciertarugosidad.


Baja: El parche est en buenas condiciones y la calidad de rodadura es debaja severidad o mejor.

Media: El parche est moderadamente deteriorado y/o la calidad derodadura es de mediana severidad.

Alta: El parche est severamente deteriorado y/o la calidad de rodaduraes de alta severidad. El parche debe ser reemplazado pronto

d) Medicin.- El parche se mide en pies2 o m2 de rea afectada. Sinembargo si un parche tiene diferentes partes con diferentes severidades,cada una debe ser registrada separadamente. Por ejemplo, un parche de 5m2 puede tener 2 m2 de severidad baja, y as debe ser anotado. Cuando

se considera un parche no se considera ninguna otra falla en la zona delparche, incluso si el parche est fisurado o manifiesta desplazamientos.

Si el parche aparece sobre un rea muy grande (ms del 50% del rea dela muestra) debe considerarse una nueva seccin, y no debe anotarsecomo parche.


FOTO No. 4.31.- Falla Parche Severidad Baja


24/54

85

FOTO No. 4.32.- Falla Parche Severidad Media

FOTO No. 4.33.- Falla Parche Severidad Alta

Falla No. 12

a) Nombre de la Falla.- Agregado Pulido (Polished Aggregate)

b) Descripcin.- Esta falla es causada por las aplicaciones repetitivas deltrfico. Cuando el agregado superficial se torna liso al tacto, se reduce

considerablemente la adhesin con las llantas. Cuando el rea afectada espequea, la textura del pavimento no contribuye mayormente a reducir lavelocidad, el agregado pulido debe considerase cuando una inspeccinminuciosa revela que la superficie afectada es grande y lisa, y hayevidencia que la resistencia al frenado en condiciones hmedas hadecrecido considerablemente.

c) Niveles de Severidad.- No se definen niveles deseveridad. Sin embargoel grado de pulido debe ser significativo para que esta falla seaconsiderada un defecto.

d) Medicin.- El agregado pulido se mide en pies2

o m2

. Si se ha contadoexhudacin en la misma muestra, no debe contarse agregado pulido.


25/54

86

En la Foto No. 4.34 se ilustra un pavimento con este tipo de falla.

FOTO No. 4.34.- Falla Agregado Pulido

Falla No. 13

a) Nombre de la Falla.- Baches (Potholes)

b) Descripcin.- Los baches son pequeos huecos en la superficie de hasta1 metro de dimetro. Generalmente tienen bordes agudos y ladosverticales cerca de su parte superior. Su crecimiento es acelerado cuandose acumula agua en su interior. Los baches se producen por el efecto

abrasivo del trfico sobre la superficie. El pavimento se desintegra por lapresencia de mezclas pobres, zonas de bajo soporte de la base o subbase,o porque el pavimento ha alcanzado una condicin de fisuramiento Pielde Cocodrilo de alta severidad. Los baches son fallas estructurales queno deben confundirse con desmoronamientos o intemperismo (Falla 19).

c) Niveles de Severidad.- Los niveles de severidad de los baches de menosde 1 metro de dimetro se basan en su dimetro como en su profundidadde acuerdo a la siguiente Tabla No. 4.1

TABLA 4.1.- Niveles de Severidad de Baches

DIAMETRO PROMEDIO DEL BACHEPROFUNDIDADMAXIMA DEL BACHE 10 a 20 cm >20 y 45 y5.0 cm M M A


26/54

87

Si el bache tiene un dimetro superior a los 76 cm, su rea debe serdeterminada en m2 y dividida por 0.45 m2 para hallar el nmeroequivalente de baches. Si la profundidad es menor de 25 mm, los bachesequivalentes se consideran de mediana severidad y si la profundidad esmayor de 25 mm se consideran de alta severidad.

d) Medicin.- Los baches se miden por unidad de la correspondienteseveridad.


FOTO No. 4.35.- Falla Bache Severidad Baja

FOTO No. 4.36.- Falla Bache Severidad Media


27/54

88

FOTO No. 4.37.- Falla Bache Severidad Alta

Falla No. 14

a) Nombre de la Falla.- Cruce de Ferrocarril

b) Descripcin.- Son los desniveles que se encuentran alrededor y entre lasvas asociados con los cruces de ferrocarril.


Baja: El cruce causa una calidad de rodadura de severidad baja.

Media: El cruce causa una calidad de rodadura de severidad mediana.

Alta: El cruce causa una calidad de rodadura de severidad alta.

d) Medicin.- El rea del cruce se mide en pies2 o m2. Si el cruce no afectala calidad de rodadura no debe contarse. Cualquier otro desnivel causado

por las vas debe considerarse como parte del cruce del ferrocarril.


FOTO No. 4.38.- Falla Cruce de Ferrocarril Severidad Baja


28/54

89

FOTO No. 4.39.- Falla Cruce de Ferrocarril Severidad Media

FOTO No. 4.40.- Falla Cruce de Ferrocarril Severidad Alta

Falla No. 15

a) Nombre de la Falla.- Surco en Huella (Rutting)

b) Descripcin.- El surco de huella es una depresin que se localiza en lahuella del trfico. En ciertos casos puede notarse una elevacin del

pavimento a lo largo de la depresin y en muchos casos, el surco slo esnotorio despus de una lluvia por la acumulacin de agua.

El surco se origina en el asentamiento de las capas del pavimento y lasubrasante, ya sea por consolidacin, deformacin plstica o falla decorte.

Esta falla es definitivamente causada por el trfico vehicular, y en granescala, puede resultar en una falla estructural mayor del pavimento.


Profundidad promedio del surco:

Baja: De 6 a 13 mm (1/4 a 1/2).


29/54

90

Media: De 13 a 25 mm (1/2 a 1).

Alta: Mayor de 25 mm (ms de 1).

La profundidad promedio se establece promediando varias lecturas

medidas con una reglilla colocada perpendicularmente a la huella y a unaregla estndar de 1.20 m de largo colocada a lo ancho de la huella.

d) Medicin.- El surco de huella se mide en pies2 o m2 de rea afectada conla severidad establecida de acuerdo a la profundidad promedio.


FOTO No. 4.41.- Falla Surco de Huella Severidad Baja

FOTO No. 4.42.- Falla Surco de Huella Severidad Media

FOTO No. 4.43.- Falla Surco de Huella Severidad Alta


30/54

91

Falla No. 16

a) Nombre de la Falla.- Desplazamientos (Shoving)

b) Descripcin.- El desplazamiento es una deformacin permanente,longitudinal, de un rea localizada de la superficie del pavimentocausada por las cargas del trfico, que empujan el material desuperficie produciendo una ondulacin corta y abrupta. Esta falla ocurrenormalmente slo en mezclas inestables de asfaltos lquidos (condiluidores como nafta, bencina o con emulsiones asflticas).

Estos desplazamientos tambin ocurren en transiciones entre pavimentos

asflticos y pavimentos rgidos, cuando el pavimento rgido se dilata yempuja el pavimento asfltico producindose desplazamiento.


Baja: Desplazamiento que causa una calidad de rodadura de bajaseveridad.

Media: Desplazamiento que causa una calidad de rodadura de medianaseveridad.

Alta: Desplazamiento que causa una calidad de rodadura de altaseveridad.

d) Medicin.- Los desplazamientos se miden en pies2 o m2 de rea afectada.

Los desplazamientos en zonas parchadas se consideran al establecer lafalla parche con su apropiada severidad y no como falla aparte.


FOTO No. 4.44.- Falla Desplazamiento Severidad Baja


31/54

92

FOTO No. 4.45.- Falla Desplazamiento Severidad Media

FOTO No. 4.46.- Falla Desplazamiento Severidad Alta


32/54

93

Falla No. 17

a) Nombre de la Falla.- Fisuramiento de Resbalamiento (SlippageCracking)

b) Descripcin.- Las fisuras de resbalamiento son en forma de media-lunaque tienen dos extremos apuntando en sentido contrario al trfico. Seproducen cuando el frenado o cambio de direccin de las llantas causanuna deformacin en la superficie. Esta falla ocurre usualmente cuandohay una mezcla de baja resistencia o una mala adherencia entre la capade superficie y sus sub-capas.


Baja: El ancho promedio de la fisura es menor de 1 cm (< 3/8).

Media: Existe una de las siguientes condiciones:

1. El ancho promedio de la fisura esta entre 1.0 y 3.8 cm (3/8 y 1 ).

2. El rea alrededor de la fisura evidencia piezas rotas pero firmes.

Alta: Existe una de las siguientes condiciones:

1. El ancho promedio de la fisura es mayor de 3.8 cm (> 1 ).

2. El rea alrededor de la fisura evidencia piezas rotas fcilmenteremovibles.

d) Medicin.- El rea asociada con la fisura de resbalamiento se mide enpies2 o m2 y es anotada con el mximo nivel de severidad en el reaafectada.


FOTO No. 4.47.- Falla Fisuramiento de Resbalamiento Severidad Baja


33/54

94

FOTO No. 4.48.- Falla Fisuramiento de Resbalamiento Severidad Media

FOTO No. 4.49.- Falla Fisuramiento de Resbalamiento Severidad Alta

Falla No. 18

a) Nombre de la Falla.- Hinchamiento (Swell)

b) Descripcin.- El hinchamiento se caracteriza por un combeo hacia arribaen la superficie del pavimento, una ondulacin larga y gradual de ms de3 m de longitud. El hinchamiento puede estar acompaado defisuramiento superficial y es usualmente causado por la accin de un

suelo expansivo.c) Niveles de Severidad.-

Baja: El hinchamiento causa una calidad de rodadura de baja severidad.Los hinchamientos de este nivel de severidad no son fciles de detectar,

pero pueden sentirse viajando a velocidad norma, al producirse unaaceleracin hacia arriba si hay un hinchamiento.

Media: El hinchamiento causa una calidad de rodadura de medianaseveridad.

Alta: El hinchamiento causa una calidad de rodadura de alta severidad.


34/54

95

d) Medicin.- El Hinchamiento se mide en pies2 o m2 de rea afectada.

En la Foto No. 4.50 se ilustra un pavimento con este tipo de falla.

FOTO No. 4.50.- Falla Hinchamiento Severidad Baja

Falla No. 19

a) Nombre de la Falla.- Desmoronamiento / Intemperismo (Weathering /Ravelling)

b) Descripcin.- El desmoronamiento e intemperismo representan el

desgaste de la superficie por prdida de ligante asfltico y ladisgregacin de las partculas ptreas. Estas fallas indican que, o elasfalto se ha endurecido considerablemente o que la mezcla asfltica esde baja calidad. El ablandamiento de la superficie y la disgregacin delos agregados causados por el derramamiento de aceites y petrleos seincluyen tambin en esta falla.


Baja: El agregado o el ligante asfltico han comenzado a desgastarse. Enalgunas reas, la superficie est comenzando a picarse. La superficie est

manchada de aceite aunque an est dura e impenetrable con unamoneda.

Media: El agregado y/o el ligante asfltico se han desgastado. La texturadel pavimento est moderadamente rugosa o picada. En el caso demanchas de aceite, el pavimento est blando y puede penetrarse con unamoneda.

Alta: El agregado y/o el ligante asfltico estn considerablementedesgastados. La superficie est muy rugosa y picada.

Las reas picadas son menores de 10 cm en dimetro y 13 mm enprofundidad. reas picadas de dimensiones mayores que estas se


35/54

96

consideran baches (Falla 13). En el caso de manchas de aceite/petrleo,el ligante asfltico ha perdido sus cualidades y el agregado est

prcticamente suelto.

d) Medicin.- El desmoronamiento / intemperismo se mide en pies2 o m2 de

rea afectada.En las Fotos No. 4.51, No. 4.52 y No. 4.53 se ilustran pavimentos con este tipode fallas con distintas severidades.

FOTO No. 4.51.- Falla Intemperismo Severidad Baja

FOTO No. 4.52.- Falla Intemperismo Severidad Media

FOTO No. 4.53.- Falla Intemperismo Severidad Alta


36/54

97

4.1.3 CALCULO DEL PCI

Los resultados obtenidos de la inspeccin de muestras son usados para calcularel PCI.

Un elemento importante para el clculo del PCI lo constituye el valor dededuccin que vara de 0 a 100. Un valor de 0 indica que la falla en cuestinno tiene impacto sobre la condicin del pavimento, mientras que un valor de100 indica que la falla es extremadamente severa.

Calculo Del PCI De Una Muestra

El clculo del PCI de una muestra es un procedimiento sencillo que involucra5 pasos. En los pasos 1 y 2 se ha provedo lo necesario para implementar elmtodo de inspeccin requerido por el sistema PAVER, o sea identificacin yclasificacin de la red de acuerdo a lo detallado anteriormente.

Paso 3.- Se inspecciona cada muestra en el campo, se definen las fallas y suintensidad y las cantidades correspondientes diseadas para ello, tal como semuestra en la Figura No. 4.1.

FIGURA No. 4.1- Muestra de Inspeccin de Fallas

Paso 4.- Se determinan los valores de Deduccin (DV) para cada tipo de falla

segn su severidad y densidad, como se muestra en la Figura No. 4.2.


37/54

98

FIGURA No. 4.2.- Forma de determinar el Valor de Deduccin

Paso 5.- Se calcula el Valor de Deduccin Total (VDT) sumando los valoresde deduccin para cada tipo de falla.

Paso 6.- Se determina el Valor de Deduccin Corregido (DVT) usando lascurvas de correccin las cuales toman en cuenta el factor q que es lacantidad de fallas que producen un impacto ms considerable en el pavimento.Si uno de los valores de deduccin individuales es mayor que el total corregido(CDV), se asigna a CDV el mayor valor de deduccin individual. Por ejemplosi se encontraron 2 fallas en un pavimento asfltico, una con un valor dededuccin de 50 y la otra con un valor de deduccin de 10, la curva decorreccin da un valor corregido de CDV = 44. como 44 es menor de 50, seasigna a CDV el valor de 50, tal como se muestra en la Figura No. 4.3.

FIGURA No. 4.3.- Forma de determinar el Valor de Deduccin


38/54

99

Paso 7.- Se calcula el PCI de la relacin: PCI = 100 - CDV.

Calculo Del Pci De Una Seccin

El clculo del PCI de una seccin es un proceso que involucra el clculo de lasmuestras. Si todas las muestras de una seccin son inspeccionadas, el PCI de laseccin es simplemente el promedio de los valores de PCI de sus muestras.Del mismo modo si todas las muestras inspeccionadas han sido seleccionadasal azar, utilizando tcnicas de muestreo sistemtico.

Por ltimo, se grada la condicin del pavimento de la seccin, calificndoleentre Excelente y Deteriorada en funcin de su PCI calculado, mediante laTabla No. 4.2.

TABLA No. 4.2.- Calificacin del PCI

EXCELENTE85

100

70

40

55

25

10

0

PCI CALIFICACION

MUY BUENA

BUENA

REGULAR

MALA

MUY MALA

DETERIORADA


39/54

100

Calculo De La Densidad De La Falla

La densidad de una falla en la muestra es indispensable para el clculo del PCIde esa muestra.

1. La densidad de fallas medidas en unidades de rea (pies

2

o m

2

) secalcula:

2. La densidad de fallas medidas en unidades de longitud (pies o metros)tales como fisuramientos varios, desnivel carril/espaldn, etc., se calcula:

Ancho de influencia representativo de la falla = 0.30 m = 1 pie

3. La densidad de fallas medidas en unidades (nmero) tal como baches, secalcula:

4.2 METODOLOGIA DE EVALUACION ESTRUCTURAL

Las capas constitutivas del pavimento presentan poros intercomunicados que,idealmente, estn llenos de aire. El aire es altamente compresible y enconsecuencia no se opone al libre movimiento de las partculas minerales,

permitiendo la deformacin requerida para el desarrollo de las fuerzas decontacto entre las partculas y conduciendo a la adecuada distribucin de las

presiones aplicadas sobre la capa.

Si los poros y sus interconexiones estn llenos de agua, la capa se transformaen un conjunto de dos materiales, a saber: el material granular, que debedeformarse para distribuir las presiones, y el agua, que por ser incompresible omejor, de muy alto mdulo elstico a la compresin, prcticamente no sedeforma ante las cargas. En la Figura No. 4.4 se muestra la distribucin de

presiones en la estructura de un pavimento.

DENSIDAD = NUMERO DE BACHESAREA DE LA MUESTRA (Pies 2 m 2)

x 100

DENSIDAD =LONGITUD DE LA FALLA (Pies m) x 0.30 m (1 pie)

AREA DE LA MUESTRA (Pies 2 m 2)x 100

DENSIDAD =AREA DE LA FALLA (Pies 2 m 2)

AREA DE LA MUESTRA (Pies 2 m 2)x 100


40/54

101

FIGURA No. 4.4.- Distribucin de Presiones en la Estructura de unPavimento

Bajo condiciones de saturacin, como las cargas viajan sobre el pavimento auna velocidad muy superior a la que puede alcanzar el agua dentro de laestructura (que se encuentra saturada), es imposible que el agua fluyalibremente, y as las cargas del trnsito se trasforman en un aumento de la

presin de poros que se trasmite sin ningn alivio y en todas las direcciones, talcomo se muestra en la Figura No. 4.5. La consecuencia de la transmisinconstante de presiones inestabiliza las capas produciendo el desvanecimiento

de la cohesin entre los materiales de los elementos, originando de esta formala falla estructural.

FIGURA No. 4.5.- Transmisin de la presin de un neumtico en una capasaturada.


41/54

102

Dicho de otra manera, para que dos materiales puedan trabajar en conjunto,ayudndose entre s, es necesario que presenten una curva de esfuerzo-deformacin similar, es decir que tengan comportamientos elsticos similares.De lo contrario, cada material trabaja independientemente, y el primero enhacerlo es aqul que sea menos deformable. Como consecuencia de las

diferencias elsticas de los materiales, cuando el agua llena los espacios vacosentre las partculas minerales, las presiones ejercidas por el trnsito, como ya sedijo, viajan a travs de ella y se trasmiten sin ningn alivio hasta llegar al suelode subrasante, hecho que impide a las capas de base y subbase cumplir con sufuncin estructural de diseo.

Para realizar la evaluacin de la capacidad de soporte estructural de unacarretera se han desarrollado mtodos basados en el conocimiento emprico yestadstico del comportamiento del pavimento.

Los datos que se requieren para el clculo de la evaluacin estructural de

pavimentos son los siguientes:

Espesores de las diferentes capas de construccin de la carretera.

Trfico, caracterizado por el Trfico Promedio Diario Anual (TPDA) y elnmero de Ejes equivalentes de 8.2 Ton.

Deflexin de la capa de rodadura sometida a una carga conocida.

Temperatura del pavimento y superficial.

Contenido de humedad.

Ancho de calzada

Por medio de la interpretacin del cuenco de deflexiones generado por elDeflectmetro, y utilizando la tcnica conocida con el nombre de ClculoInverso, Retroclculo o Backcalculation se puede conocer el estado estructuraldel firme y determinar el estado actual y tomar las medidas efectivas ocorrectoras correspondientes.

Metodologa Segn Teora Multicapa

En este mtodo se aprovecha toda la informacin que ofrece el software delDef1etmetro. Se basa en obtener los mdulos de rigidez de las diferentescapas que componen el firme (a partir de la comparacin de los cuencos dedef1exiones obtenidos y calculados) y determinar mediante leyes de fatiga los

parmetros crticos que evalan el estado de agotamiento. A partir de estosparmetros y el trfico previsto se realizan los clculos del espesor de refuerzoy la vida residual del firme para cada tramo homogneo.

En la Figura 4.6 se muestra un diagrama de flujo de la Metodologa delRetroclculo Pasos a seguir:


42/54

103

FIGURA 4.6.- Diagrama de Flujo de la Metodologa de Retroclculo

Pasos a seguir:

1.- Se especifican los tramos a realizar la Auscultacin, y la normativa defrecuencia (cada 50 o 100 metros) y la carga a utilizar (10-250 KN).

2.- Se realiza el trabajo de campo mediante el Deflectmetro de Impacto,segn lo indicado en la seccin 3.2.

3.- Se obtienen los datos de campo: para cada punto se obtienen nuevedeflexiones correspondientes a los nueve ge6fonos, las cargas reales

producidas y las temperaturas (aire y superficial puntualmente en funcin

de los cambios atmosfricos).

DATOS PARTIDA:(Trfico, Periodo de Diseo)

TRAMIFICACION

7. (SeccionesHomo neas

DATOS PARTIDA:(Espesor capas, Coeficiente

de Poisson)

ESPECIFICACIONES:(Frecuencia, tramos, carga) TRABAJO DECAMPO6. AUSCULTACIN FWD

OBTENCION DE DATOS5. (Deflexiones, Carga,

Temperatura)

CORRECCIONES4. (Temperatura,

humedad)

CALCULOS TEORICOS3. (Mdulos Elsticos)

VIDA RESIDUAL2. (Leyes de Fatiga)

1. CALCULO DELREFUERZO

INFORME POR PUNTO:Capa Crtica

Vida residualEspesor de Refuerzo

INFORME GENERAL:Refuerzos

Vida residual


43/54

104

4.- Se establecen las correcciones que se deben realizar a las deflexionesobtenidas ya sean por humedad de la explanada temperatura de lamezcla bituminosa.

5.- Se introducen en el programa informtico de gestin los datos referentes

a espesores tanto de las capa bituminosas como de las granulares, ascomo el coeficiente de Poisson de la capa superior.

6.- Se realiza el clculo de los mdulos de elasticidad de cada una de lascapas con el programa informtico.

7.- Se introducen los datos de trfico futuro previsto (en funcin del No. deejes equivalentes de 8.2 Ton) y del periodo de proyecto (10 aos pararehabilitaciones).

8.- Se obtiene la capa crtica en cada punto (capa por la cual el pavimento

llegar antes al agotamiento estructural).9.- Se calcula la vida residual del firme a partir del parmetro crtico

obtenido, mediante leyes de fatiga previamente especificadas para cadatipo de firme.

10.- Se obtiene el espesor de refuerzo necesario (del material con el que sequiera rehabilitar) para que el firme cumpla con las solicitaciones detrfico previstas durante toda la vida de proyecto en cada muestra.

11.- Se determinan las secciones homogneas mediante mtodos estadsticos.

Se determina el espesor de refuerzo y la vida residual de las seccioneshomogneas.

METODOLOGIAS DE DISEO

A travs del anlisis y clculo de los datos recolectados por el FWD, es posibleencontrar respuestas a varias preguntas relacionadas al mantenimiento de unared de carreteras tales como:

Mdulo E Dinmico

Tiempo de vida restante

Capas crticas

Necesidad de Refuerzo

Las solicitaciones de trfico y el acondicionamiento estructural medido por ladeflexin caracterstica se configuran como lo establece la tabla 4.3


44/54

105

TABLA No. 4.3.- Correspondencia entre valores de trfico y deflexiones

Categora deTrficoPesado

IMDp

(vehculos pesados / da)

(1) Deflexin enmilsimas de mm

D(0)

(2) Deflexin enmilsimas de mm

D(0)

T00 mayor a 4.000 1000 500T0 Entre 2.000 y 4.000 1250 500

T1 Entre 800 y 2.000 1500 750

T2 Entre 200 y 800 2000 1.000

T3 Entre 50 y 200 2500 1.250

T4 Menor a 50 3000 1.500

Normas PG3 / PG-4 Ministerio de Fomento. Espaa.

Se reconoce que existen niveles de agotamiento estructural que compromete lasubrasante o explanada, en circunstancias en que la deflexin D(0) supera losumbrales de cada categora de la columna (1).

Por otra parte, se considerar que el pavimento tiene una vida residualinsuficiente siempre que el valor puntual de la deflexin supere los umbralesindicados en la columna (2). La evaluacin estructural con las herramientas deanlisis utilizadas en este estudio permite conocer la vida residual.

A continuacin detallaremos algunas de las metodologas de procesamiento delos datos.

4.2.1 DEFLECTOGRAMA CARACTERISTICO

Para establecer una tramificacion de zonas homogneas a las que luego seaplicar una nica solucin de rehabilitacin estructural, es recomendabledisponer de una representacin grfica de las deflexiones (deflectograma),tomando como abscisas las distancias al origen de los puntos de medida y,como ordenadas, los valores de las deflexiones. Un ejemplo puede ser elesquematizado en la Figura No. 4.7

FIGURA No. 4.7.- Esquema de Deflectograma


45/54

106

Se puede realizar visualmente en l una tramificacion provisional de zonashomogneas de comportamiento uniforme que complete o corrija la efectuada

previamente.

Como a efectos constructivos no es operativo que los espesores de

recrecimiento varen cada pocos metros, convendr establecer en cada proyectode rehabilitacin estructural una longitud mnima operativa de tramo deestudio, considerndose zonas singulares, que requerirn un estudio especial,las que no alcancen la longitud mnima, que a los efectos de aplicacin seconsidera de 100 m.

En un tramo homogneo que tenga un comportamiento uniforme, susdeflexiones se distribuirn aleatoriamente alrededor de la media (m), siguiendouna distribucin normal con una desviacin tpica muestral (s). La experienciasobre el tratamiento de las deflexiones medidas con cualquiera de los equiposde auscultacin indica que es frecuente encontrar, en este tipo de tramos, unos

coeficientes de (s/m) comprendidos entre 0,20 y 0,30. En tramos muyuniformes se dan valores inferiores a estos. Valores entre 0,30 y 0,40 indicanmenor uniformidad, pero se considera todava aceptable. Si el coeficiente devariacin de las deflexiones supera ampliamente el valor de 0,40, no podrconsiderarse que el tramo tenga un comportamiento uniforme.

Como consecuencia de todo lo expuesto, la tramificacin deber hacerse, entreotros, con los criterios siguientes:

1. En los tramos homogneos de comportamiento uniforme, los valores delas deflexiones variarn aleatoriamente en torno al valor medio (m).

2. Del orden del 95% de los valores de las deflexiones de cada tramoestarn comprendidos dentro del intervalo cuyo extremo superior seavez y media el valor medio de las deflexiones, y cuyo extremo inferiorsea la mitad de dicho valor medio (es decir, entre 0,5 m y 1,5 m).

3. Se considerarn distintos los tramos con valores medios diferentes.

4. Dos tramos con los mismos valores medios, pero con diferentesamplitudes de variacin de las deflexiones (o sea, diferente s), sernasimismo distintos.

5. El coeficiente de variacin de las deflexiones ser inferior a 0,40.

6. La longitud de los tramos estar, en general, comprendida entre 200 y1.000 m, diferenciando en el caso de autopistas, autovas y carreteras decalzadas separadas ambas calzadas a los efectos de tramificacin de lasdeflexiones y clculo de la rehabilitacin estructural.

7. En cualquier caso, la longitud mnima en un tramo ser de 100 m.

Analizado el deflectograma, las zonas que no hayan podido tramificarse segnlos criterios indicados, en especial los numerados como 2, 5 y 7, seconsiderarn como singulares y, por tanto, en ellos ser preceptivo disponer deinformacin complementaria.


46/54

107

Estudios Complementarios

Realizada la tramificacin, segn los criterios definidos en el apartado anterior,deber ser comprobada y verificada in situ. Se estudiarn especialmente loscasos en que exista discrepancia entre los valores de la deflexin, el aspecto

superficial del pavimento y la seccin estructural del firme, para conocer lasrazones de tal discrepancia, efectuando eventualmente trabajos adicionales dereconocimiento (nuevas medidas de deflexin, calicatas y ensayoscomplementarios, etc.).

La Tabla No. 4.4 recoge y resume las diferentes opciones que se puedenpresentar. En general, se considerar que hay suficiente concordancia cuando,siendo las deflexiones altas, el pavimento est degradado y se estime que laseccin estructural del firme es escasa para las solicitaciones que soporta; asmismo, cuando las deflexiones sean bajas, el pavimento presente buen aspectosuperficial y la seccin estructural del firme parezca adecuada para las

solicitaciones que soporta.

Conviene tener en cuenta que la calificacin de las deflexiones como altas obajas es relativa y stas deben relacionarse siempre con las caractersticas de laseccin estructural del firme existente; como es evidente, no cabe esperar losmismos valores de deflexin en los firmes flexibles, que en los semiflexibles ysemirgidos.

TABLA No. 4.4. Comparacin Y Contraste De La Inspeccin Visual, El Tipo DeSeccin Estructural Y Las Medidas De La Deflexin

ASPECTOSUPERFICIAL

SECCINESTRUCTURAL

DEL FIRME

DEFLEXIONES DIMENSIONAMIENTOPOR DEFLEXIONES

OBSERVACIONES Y ALGUNAS CAUSASPOSIBLES DE DISCREPANCIA

Malo Escasa Altas S Se precisa una rehabilitacinestructural.

Malo Escasa Bajas No Si las deflexiones son bajas porhaberlas medido en poca seca,repetirlas en poca adecuada oemplear un coeficiente correctorms ajustado al real. La aparente

discrepancia tambin puededeberse a que alguna capa delfirme haya sido tratada con unconglomerante hidrulico, y no sehaya tenido en cuenta estacircunstancia.

Malo Adecuada Altas Dudoso Si hay deterioros de una capa delfirme o de la explanada,corregirlos antes de efectuar larehabilitacin generalizada.

Si la vida del firme est agotada,


47/54

108

puede dimensionarse larehabilitacin por deflexiones

Bueno Escasa Altas Dudoso Posible rehabilitacin orenovacin superficial reciente,

firme recin construido (en talescasos, puede dimensionarse larehabilitacin por deflexiones)

Malo Adecuada Bajas No Defectos en la capa superficial(debe hacerse rehabilitacinsuperficial)

Bueno Escasa Bajas No Si el buen aspecto del pavimentoproviene de una recienterenovacin superficial, se est en

un caso anlogo al 2.

Bueno Adecuada Altas No Posible medida de deflexionescon temperatura elevada del

pavimento, o tramo con pocasmedidas

Bueno Adecuada Bajas S Puede no ser precisa unarehabilitacin

Deflexin caracterstica

Cada tramo homogneo establecido se estudiar por separado y en l sedeterminar un valor de la deflexin que se considerar representativo delestado del firme. Lo normal ser emplear un valor de deflexin caractersticadk el cual, suponiendo que los valores de la deflexin se reparten segn unacurva de Gauss, vendr definido por la expresin:

dk = m + 2s

en donde:m = di

n

y

s = (di m)2

n-1

siendo:

di: la deflexin patrn, sin corregir por humedad y temperatura, del punto i

n: el nmero de puntos medidos.


48/54

109

El coeficiente 2 que figura en la expresin de dk equivale a una probabilidaddel 97,5 % de que la deflexin caracterstica no sea sobrepasada en el tramo (elvalor 2 es una aproximacin del 1,96 que se obtiene con una distribucinnormal).

Es importante, en todo caso, tratar independientemente las poblaciones de lasdeflexiones del carril derecho e izquierdo de la misma calzada, puesto quecorresponden, en general, a familias claramente diferenciadas, para evitarcometer un error no admisible en el tratamiento de los datos y en el clculo delespesor de recrecimiento correspondiente. La diferencia entre los valores de losdiferentes carriles podra explicarse porque, aparte de que la seccin estructuraldel firme es a veces distinta en ambos (sobre todo, si se ha ensanchado lacarretera por un lado), las condiciones de drenaje y del suelo suelen serdiferentes en las carreteras a media ladera, y tambin en ocasiones las dedrenaje en los desmontes, ya que el agua del subsuelo puede provenir

preferentemente del lado derecho o izquierdo de la carretera, en funcin de las

pendientes longitudinales y transversales de la calzada y de la explanada.

Si se miden por separado las deflexiones en la rueda derecha e izquierda delequipo de auscultacin, como hacen los deflectgrafos, se podr observartambin que las medidas corresponden a poblaciones distintas, siendogeneralmente ms desfavorables la de la rodada derecha, situada ms cerca del

borde de la carretera, que la de la rodada interior, correspondiente al centro,que normalmente tiene menos humedad en la explanada.

Cuando la solucin de rehabilitacin estructural que se adopte consista en unrecrecimiento por igual en toda la anchura de la calzada, a efectos de

dimensionamiento del espesor necesario debern tomarse las deflexiones delcarril y su rodada ms desfavorables.

4.2.2 METODO DE LAS DIFERENCIAS ACUMULADAS

El mtodo de las diferencias acumuladas es un mtodo estadstico utilizado porel AASHTO 1993 conforme al apndice J de la Gua de Diseo Estructural dePavimentos, para establecer Secciones Homogneas.

La metodologa se basa en los siguientes pasos:

Se realiza una hoja de clculo en donde la primera columna denotara laabscisa del ensayo correspondiente.

X 1, X 2, X 3, X 4, X 5 .... X n

Siendo

X 1: La abscisa en el punto 1X n: La Abscisa en el ensimo punto.

La segunda columna denominada Distancia de Intervalo mostrara ladiferencia entre las Abscisas de la columna 1, longitud expresada enmetros.


49/54

110

X 1 = 0

X 1 = X 1 X 0

X 2 = X 2 X 1 X n = X n X n -1

La tercera columna denominada Distancia Acumulativa es el clculodel acumulado de las distancias de la columna 2.

X 1 = 0

X 2 = X 1 + X 2

X 3 = X 1 + X 2 + X 3

X n = X 1 + X 2 + ...+ X n-1 + X n

La cuarta columna indica la respuesta (r) del pavimento en nuestro casola deflexin mxima de los 9 gefonos (D1).

La quinta columna expresa el promedio entre las deflexiones.

1 = r1

2 = r1+r22

n = rn-1+rn2

La columna sexta denominada el rea de Intervalo se determinamediante la expresin siguiente:

a1 = 0

a2 = X 2 x 2


50/54

111

an = X n x n

La columna sptima denominada el rea Acumulativa se determinamediante la expresin siguiente:

a1 = 0

a2 = a 1 + a 2

a3 = a 1 + a 2 + a 3

an = a 1 + a 2 + a 3 + . + a n-1 + a n

Se determina el factor de diferencia mediante la siguiente frmula:

F = rea AcumulativaDistancia Acumulativa

F = an X n

La columna octava determina la Diferencia Acumulada a travs de lasiguiente expresin:

Zx1 = 0

Zx2

= a2

- ( F x X2

)

Zxn = an - ( F x X n )

Se realiza un grfico Zx Vs Abscisa, el cual nos ayudar a lavisualizacin de las secciones homogneas. En teora cada vez que elgrfico cambie de pendiente, esta determinar una nueva seccin. Sedeber tener en cuenta que secciones muy pequeas son antieconmicas

para un tratamiento de rehabilitacin.


51/54

112

4.2.3 PROGRAMA ROMDAS

Con el programa ROMDAS, se puede procesar los siguientes parmetros:

.Perfil Transversal

.

Perfil Longitudinal

.GPS

.Puntos de Localizacin Referenciada

.Tiempos de viaje y Congestin

En la captura de datos los parmetros son grabados en diferentes archivos.Para procesar estos archivos se los hace por separado.

Para el procesamiento del Perfil Longitudinal, se deber seleccionar laecuacin de calibracin ms acorde a la situacin del pavimento estudiado.Una vez procesado el archivo es guardado en la base de datos general del

proyecto. De igual manera se procede con el Perfil Transversal.

Estos archivos dependiendo de los parmetros de captura debern serpresentados segn la normalizacin cada 100 m a lo largo del proyecto.

Es recomendado realizar los ensayos cada 10 m y luego sacar un promedio porhectmetro, para obtener un perfil mas ajustado a la realidad.

4.2.4 PROGRAMA UNIANALYSE

Es un sistema de medida de fisuras sobre la carretera, que permite medirautomticamente el tipo de fisura, severidad y densidad de un segmento.

Recoge todas las imgenes pertenecientes a un segmento y mide las fisuras a lolargo de la seccin del pavimento.

Para el anlisis de las imgenes se emplea fundamentalmente dos pasosprincipales que son:

Segmentacin de la imagen,

Clasificacin de fisuras.

Segmentacin de la imagen.- La segmentacin de imagen es un proceso usadopara identificar objetos dividiendo la imagen original en subgrupos.

Consiste en diferenciar las fisuras en el pavimento del resto del pavimento ypara esto emplea el siguiente procedimiento:


52/54

113

- Divide la imagen del pavimento en cuadriculas. El cmputo basado encuadrculas reduce significativamente la complejidad computacional declculos basados en pxeles. Como resultado es posible determinar msrpidamente existencia de fisuras y tipo de fisuras.

- Aplica filtros a la imagen para eliminar distorsiones en la imagen causadaspor la textura del pavimento, las lneas entre carriles, sombras, etc. Adems yaque el cmputo se realiza por cuadrculas, se ve menos afectado por

perturbaciones de fondo debido a que pocos pxeles aislados no son suficientespara clasificar una cuadricula como fisurada.

Un filtro del medio calcula el valor medio del tamao del filtro determinadoclasificando los pxeles en orden ascendente o descendente. Entones un valorse determina usando una ecuacin de regresin, la cual est desarrollada comouna funcin de nivel de brillo de cada cuadrcula. Aplicando este valor a cadacuadrcula, cada pxel se convierte en un valor binario. (1,0)

- Si el porcentaje de pxeles representando fisuras en una cuadrcula es mayorque lo predefinido la cuadrcula se considera como fisurada. Se determina siuna cuadricula est o no fisurada basado en el porcentaje de pxeles de fisurasen una cuadrcula.

Como se puede ver en la figura 4.7, la imagen de la superficie del pavimentoha sido dividida en cuadrculas y se ha corrido los filtros que han permitidodistinguir entre cuadrculas fisuradas y no fisuradas.

FIGURA 4.7.- Imagen de la Superficie del pavimento divida en

cuadrculas


53/54

114

Clasificacin de Fisuras.- diferenciacin entre cinco tipos: sin fisuras, fisuratransversal, longitudinal, piel de cocodrilo, y de bloque.

El resultado del anlisis de las imgenes se presenta en unidades UCI (UnifiedCrack Index) o ndice Unificado de Fisuramiento, que se encuentra bajo norma

ASTM STP 1121 [Pavement Management Implemnentation].Este ndice adimensional representa el porcentaje de la superficie del

pavimento libre de fallas. Bajo este mtodo uniANALIZE cuenta el nmero decuadrculas afectadas por fisuras y las divide entonces para el numero total decuadriculas en las que fue dividida la imagen, obteniendo de esta forma le UCI

para cada imagen de la superficie del pavimento.

La figura 4.8 se muestra un ejemplo del como se ve el proceso de anlisis deimgenes del pavimento.

FIGURA 4.8.- Procesamiento de Imagen del pavimento en programa UCI

ndice Unificado de Fisuras.- Es el porcentaje de la superficie del pavimentoafectado por fisuras. Bajo este mtodo se cuenta el nmero de cuadrculasafectadas por fisuras y las divide entonces para el nmero total de cuadrculas


54/54

en las que fue dividida la imagen, obteniendo de esta forma el UCI para cadaimagen del pavimento. Los estndares de clasificacin del UCI se encuentran

bajo regulaciones ASTM.

Estndares Provisionales AASHTO.- Los estndares provisionales de

AASHTO han sido adoptados por este paquete informtico y usados desde elao 2000. Se puede determinar el tipo de fisura de cada imagen basada en losprotocolos AASHTO. Despus de definir el tipo de fisura, calcula la extensiny severidad de la fisura. Esto es medido ya sea por longitud o rea de la fisura.

Documents

capitulo 4 metodo paver