MEMORIA DESCRIPTIVA

8.1 INTRODUCCIN

En este captulo se realizar la evaluacin funcional y estructural del pavimento existente, establecindose el juicio de la capacidad estructural de la va, y determinndose finalmente sectores de caractersticas homogneas para una adecuado diseo del refuerzo, de ser necesario.

Para tal efecto, el procedimiento a seguir se efectuar en tres etapas.

La primera consistir en la evaluacin funcional del pavimento existente mediante la medicin de la rugosidad y la evaluacin de la condicin del pavimento, determinado segn su valor PCI (ndice de condicin del pavimento).

El trabajo concluir con la sectorizacin en base a la respuesta funcional.

Para la siguiente etapa, que corresponde a la evaluacin estructural, se utiliz la Viga Benkelman para medir la respuesta del pavimento ante el paso de un camin cargado normalizado. Las lecturas de las deflexiones, radios de curvatura, y los valores del mdulo resilente de la sub rasante determinado segn modelo de capas elsticas, permitir determinar la condicin actual del pavimento.

El trabajo concluir con la sectorizacin en base a la respuesta estructural existente del pavimento.

En base a los resultados anteriormente sealados, la tercera etapa consistir en la conjuncin ambas sectorizaciones, los cuales en complemento con los ensayos destructivos, permitirn efectuar una sectorizacin final que nos permita proponer las estructuras del pavimento mas adecuada a plantear, por sector homogneo.

Se concluye en esta etapa con la divisin del tramo carretero en tramos homogneos para el clculo de la estructura del pavimento

ConsorcioMONTALVOInforme Final

Estudio Definitivo para el Mantenimiento Peridico de la Carretera Panamericana SurTramo: Puente Santa Rosa Puente Montalvo

8.2 EVALUACIN FUNCIONAL DEL PAVIMENTO

8.2.1EVALUACIN DE LA CONDICIN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO

8.2.1.1 INTRODUCCIN

Este documento contiene el mtodo utilizado para la evaluacin del deterioro del pavimento, y los resultados del mismo realizado al pavimento de la Carretera Panamericana Sur, entre los Km. 1041+600 (Puente Santa Rosa) y el Km.1139+795 (Puente Montalvo), como parte de la contraprestacin de los servicios para los Estudios de Mantenimiento Peridico del pavimento, a cargo del Consorcio Montalvo.

Los trabajos se han realizado de acuerdo a los Trminos de Referencia del estudio y forman parte del captulo de Inspeccin y Evaluacin de la Zona del Proyecto.

8.2.1.2 ALCANCE

Este mtodo permite la determinacin de la condicin del pavimento a travs de una evaluacin visual, usando el ndice de condicin del pavimento (PCI) que es un ndice numrico de la condicin del pavimento cuyos rangos varan desde 0 hasta 100 siendo esta ultima la mejor condicin posible.

8.2.1.3 PROCEDIMIENTO EMPLEADO

La metodologa PCI esta descrita en la norma ASTM 5340-98, la cual nos da los lineamientos para determinar el ndice de condicin del pavimento, que ayuda a calcular un ndice de deterioracin y se utiliza a menudo para proyectar la condicin futura.

A continuacin pasamos a detallar el mtodo empleado, de acuerdo con la norma

ASTM 5340 98

El pavimento es dividido en tramos, las cuales son divididas a su vez en secciones. Cada seccin es nuevamente dividida en unidades de muestreo. El tipo y la severidad de la condicin del pavimento es calculada por la inspeccin visual de las unidades de muestro del pavimento. La cantidad de dao se mide mediante la metodologa dada en la norma ASTM. Los datos del dao para calcular el ndice de la condicin del pavimento en cada unidad de muestreo. El ndice de cada seccin es determinado en base a los ndices de cada unidad de muestreo dentro de la seccin. El calculo de cada una de las fallas reconocidas, se encuentran en la Norma ASTM.

La evaluacin de la condicin del pavimento se basa en el ndice de la condiciona del pavimento (PCI) que es una escala a partir de 0 a 100 que mide tanto la integridad estructural como la condicin superficial. La seccin del pavimento se debe primero dividir en muestras. Todas las muestras pueden ser examinadas, o un numero mas pequeo de muestras escogidas al azar se puede elegir para representar la seccin entera. Los mtodos estadsticos se utilizan para determinar el numero de las muestras requeridas.

Una hoja de datos se requiere por cada unidad de muestra. El inspector llena el formulario de datos caminando por cada unidad de muestra y registrando los deterioros medidos. Un bosquejo de la unidad de muestra se hace usando los puntos impresos que representan intersecciones comunes. El numero apropiado para casa deterioro encontrado en el pavimento se incorpora en el cuadrado que representa la seccin del pavimento. El deterioro tambin se observa como gravedad baja, media o alta. Una porcin de la hoja de la inspeccin se utiliza para resumir los niveles de deterioro encontrados en cada unidad de muestra. Se calcula el PCI usando los pasos siguientes:

1. Los valores deducidos se determina para cada tipo de deterioro y gravedad utilizando las curvas de la vlvula de deduccin. Los valores deducidos para todos los deterioro se determinan usando las curvas apropiadas2. El total valor reducido (TDV) es computado sumando individuales valores del deducir.3. una vez que se compute el TDV. Se debe determinar un valor corregido del deducir (CDV) usando curvas de correccin.

8.2.1.4 SIGNIFICADO Y USO

El PCI es un indicador numrico que clasifica la condicin superficial del pavimento, adems provee una medida de la condicin presente del pavimento basado en las fallas observadas en la superficie del pavimento las cuales tambin indican la integridad estructural y la condicin operacional de la superficie. El PCI no puede medir la capacidad estructural.

8.2.1.5 TRABAJOS EFECTUADOS

El trabajo de evaluacin fue realizado por el Ingeniero de Suelos y Pavimentos, realizando un recorrido a lo largo de toda la va, y obteniendo un total de 197 ensayos.

8.2.1.6 RESULTADOS OBTENIDOS

De acuerdo a las fichas de evaluacin se aprecia que la mayora de fallas son fisuras longitudinales, transversales y fisuras en bloque, en los tres niveles (leve, moderado y severo). Los resultados de los ensayos realizados en las zonas representativas se aprecian en el Cuadro N 1 en el Volumen N 1 Anexo III Evaluacin Superficial del Pavimento Mtodo PCI, en donde al inicio del tramo la evaluacin superficial se encuentra en muy buen estado a excelente hasta el Km.1083+500 siguiendo una superficie regular a pobre hasta el Km. 1110+500 y finalizando el tramo con una superficie regular.

Por lo tanto, los sectores de mayor incidencia tienen un estado del pavimento excelente 28.4% y regular 23.3% (Cuadro N 1 Resultados de Ensayos del PCI. Anlisis Estadstico, Volumen N 1 Anexo III), lo que indicara que la va se encuentra en buen estado, de acuerdo a la metodologa empleada.

8.2.1.7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El PCI es una tcnica de levantamiento del deterioro bastante exacta, que produce resultados constantes cuando esta repetida, por eso ha sido normalizada por ASTM. El procedimiento de evaluacin produce una medida significativa y muy exacta de la condicin del pavimento.La va en general de acuerdo a la evaluacin presenta un estado de deterioro de Regular a Bueno, lo que es un buen indicativo para efectuar el respectivo mantenimiento.

8.2.2 EVALUACIN DE LA RUGOSIDAD DEL PAVIMENTO

8.2.2.1 METODOLOGA PARA LA DETERMINACIN DE LA RUGOSIDAD DE LOS PAVIMENTOS

a. INTRODUCCIN

El Laboratorio Britnico de Investigacin de Transportes y Caminos (TRRL) desarroll el rugosmetro MERLIN (acrnimo de la terminologa inglesa Machine for Evaluating Roughness using low-cost Instrumentation), basndose en el principio del perfilmetro esttico, con el objetivo de obtener un equipo de bajo costo, fcil manejo y un mtodo de anlisis simple con resultados confiables (1,2,3).

A pesar de la gran exactitud de los resultados que proporciona el MERLIN, slo superada por la exactitud que proporciona el mtodo topogrfico, la desventaja del equipo es su bajo rendimiento si se compara con los rugosmetros dinmicos automatizados, tales como: el Bump Integrator, Mays Meter, Perfilmetro Laser, etc. La gran cantidad de tiempo consumido en la toma de datos y clculo del IRI, utilizando el mtodo grfico original establecido por el TRRL, se hace ms notoria cuando se trata de evaluar la rugosidad de vas de gran longitud (100 km o ms) y se dispone de muy poco tiempo para ello.

Debido a que en los pases latinoamericanos la oportunidad de empleo de los rugosmetros an sigue siendo espordica, lo que no justifica muchas veces la manutencin de vehculos ad hoc destinados a la operacin de equipos dinmicos y los costos de calibracin relativamente altos, o a que las redes a ser evaluadas no son de gran extensin, el MERLIN constituye una buena alternativa, siempre y cuando sea resuelto el problema del bajo rendimiento (uso de mtodos adecuados para medicin y clculo), mas an cuando los resultados que proporciona son ms exactos que los de cualquier equipo automatizado.

En dicho contexto las tareas principales, para establecer una metodologa que permita una mayor eficiencia, han sido las de estudiar las fuentes que inciden en el bajo rendimiento del equipo y desarrollar mtodos que permitan procesos automatizados, complementndose esto con la inclusin de criterios de anlisis y

especificaciones tcnicas para la calificacin de los resultados, lo que ha sido posible por la experiencia ganada entre 1993 y 1998, luego de la evaluacin de ms de 3,000 km de pavimentos, en mas de 100 proyectos de carreteras, en el Per (4).

b. METODOLOGA PARA LA DETERMINACIN DE LA RUGOSIDAD

b.1 Fundamentos Tericos

La determinacin de la rugosidad de un pavimento se basa en el concepto de usar la distribucin de las desviaciones de la superficie respecto de una cuerda promedio. La Figura N 1 ilustra como el MERLIN mide el desplazamiento vertical entre la superficie del camino y el punto medio de una lnea imaginaria de longitud constante. El desplazamiento es conocido como la desviacin respecto a la cuerda promedio.

La longitud de la cuerda promedio es 1.80m, por ser la distancia que proporciona los mejores resultados en las correlaciones. Asimismo, se ha definido que es necesario medir 200 desviaciones respecto de la cuerda promedio, en forma consecutiva a lo largo de la va y considerar un intervalo constante entre cada medicin. Para dichas condiciones se tiene que, a mayor rugosidad de la superficie mayor es la variabilidad de los desplazamientos. Si se define el histograma de la distribucin de frecuencias de las 200 mediciones, es posible medir la dispersin de las desviaciones y correlacionarla con la escala estndar de la rugosidad (Ver Figura N2). El parmetro estadstico que establece la magnitud de la dispersin es el Rango de la muestra (D), determinado luego de efectuar una depuracin del 10% de observaciones (10 datos en cada cola del histograma). El valor D es la rugosidad del pavimento en unidades MERLIN.

El concepto de usar la dispersin de la desviaciones de la superficie respecto de una cuerda promedio, como una forma para evaluar la rugosidad de un pavimento no es nuevo ni original del TRRL. Varios parmetros de rugosidad precedentes, tal como el conocido Quarter-car Index (QI), han sido propuestos por otros investigadores basndose en el mismo concepto, los que son analizados en la referencia (5).

b.2 Correlaciones D versus IRI

Para relacionar la rugosidad determinada con el MERLIN con el Indice de Rugosidad Internacional (IRI), que es el parmetro utilizado para uniformizar los resultados provenientes de la gran diversidad de equipos que existen en la actualidad, se utilizan las siguientes expresiones:a. Cuando 2.4