Informe Evaluacion Pavimentos PCI

GUILLERMO GUTIERREZ MALLMA INGENIERO CIVIL

ÍNDICE

CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.1 OBJETIVOS 1.2 UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO

CAPÍTULO II EVALUACION SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO EXISTENTE 2.1 EVALUACION SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO - METODO DEL PCI 2.1.2.- Metodología del Pavement Condition Index (PCI) 2.1.2.1.- Interpretación del valor del PCI 2.1.2.2.- Tipos de Falla 2.1.2.3.- Desarrollo del valor del Índice de Condición del Pavimento

CAPITULO III CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOS a) Formatos del Relevamiento de fallas – PCI. b) Cálculos para obtención del valor del PCI. c) Cuadro de evaluación Mecanistica - Empírica

Jr. Cesar L Jr. Jr. Cesar López López Rojas 280 280 Urbanización Maranga Maranga – Distrito Distrito de San Miguel - Teléfono 991-231-95 991-231-9555 – 987-725-467 987-725-467 ez Rojas 280 Urbanización Maranga – Distrito Distrito de San Miguel - Teléfono 991231-955 – 987-725-467 987-725-467


CAPITULO I - GENERALIDADES 1.1 Objetivos El presente estudio tiene por finalidad realizar la evaluación superficial para el proyecto “MEJORAMIENTO DE LA TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE LA AV. JOSÉ OLAYA, V ETAPA VALLECITO ALTO EN LA ZONA I DE JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI – VILLA MARÍA DEL TRIUNFO, PROVINCIA DE LIMA – LIMA”, con la finalidad de cumplir con el programa de trabajo, se realizaron las siguientes actividades: 

Evaluación Superficial del pavimento existente.

1.2 Ubicación y Descripción del Área en Estudio El área correspondiente a la zona del proyecto “MEJORAMIENTO DE LA TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE LA AV. JOSÉ OLAYA, V ETAPA VALLECITO ALTO EN LA ZONA I DE JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI – VILLA MARÍA DEL TRIUNFO, PROVINCIA DE LIMA – LIMA”; tal como se puede apreciar en la figura N° 1.0 Figura N° 1.0

CAPÍTULO II RELEVAMIENTO DE FALLAS DEL PAVIMENTO EXISTENTE En el presente capitulo se desarrollara el trabajo realizado en campo para el relevamiento de fallas, el cual es la identificación de las fallas superficiales en el pavimento existente, cada tipo de falla presenta un grado de severidad en base al cual se define el área afectada y se establecen criterios de rehabilitación utilizados, para este proyecto se utilizó el criterios de:  

Manual de Identificación, Clasificación y Tratamientos de Fallas en Pavimentos Urbanos, Febrero 1999, Lima, Perú INTINTEC. Norma Técnica Nacional. Rehabilitación de Pavimentos Urbanos. (Mayo, 1986).

Jr. Cesar L Jr. Cesar López Rojas 280 Urbanización Maranga – Distrito de San Miguel - Teléfono 991-231-955 – 987-725-467 ez Rojas 280 Urbanización Maranga – Distrito de San Miguel - Teléfono 991231-955 – 987-725-467

GUILLERMO GUTIERREZ MALLMA INGENIERO CIVIL 

Método de evaluación superficial del pavimento – método PCI.

2.1.- TIPOS DE FALLAS Los tipos de fallas del pavimento existente para el presente estudio han sido establecidos de acuerdo a una revisión de los criterios utilizados en el manual antes mencionado, para describir la severidad de los defectos y poder determinar el tipo de tratamiento de rehabilitación y/o mantenimiento, en el siguiente cuadro e presentan los diferentes tipos de fallas que se encontraron en las áreas en estudio Categorías de falla Categoría Deformaciones

Pavimentos Flexibles Hundimiento Corrimiento Fisuras

Agrietamientos

Tipo Piel de Cocodrilo Longitudinales Transversales Peladuras

Desintegraciones

Baches descubiertos Desintegración de borde

2.2.- EVALUACION SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO – METODO PCI Para la evaluación superficial del pavimento existente en la avenida José Olaya se utilizara la metodología de EVALUACIONES SUPERFICIALES, el cual es una evaluación subjetiva y se basa en el juicio y experiencia del profesional responsable para determinar el estado del pavimento. Los trabajos se desarrollarán en tres etapas; inicialmente los trabajos correspondientes al relevamiento de información, ejecutados directamente en el campo; posteriormente los trabajos en gabinete donde se procesarán los datos de campo y finalmente el procesamiento de toda la información recopilada que permita establecer las conclusiones finales para determinar la calificación a las condiciones superficiales del pavimento existente. Esta evaluación permitirá establecer el ritmo de deterioro, con lo cual se establecerán las necesidades de reparación y/o mantenimiento de la vía en toda su longitud.

2.2.1.- Trabajos de Campo Los trabajos de campo se orientaron a establecer las unidades de muestra, número y tipo de fallas, grado de severidad y cantidades, asimismo, el procesamiento de la información recopilada permitió clasificar el estado del pavimento en zonas o sectores de características homogéneas, para el caso de la avenida Jose Olaya se ha encontrado que toda la vía (indicada en el proyecto) tiene las mismas características superficiales. Los trabajos de relevamiento de fallas han consistido en una minuciosa labor de detección de cada una de las fallas superficiales que presenta la capa de rodadura del pavimento, cada sector presenta un grado de deterioro diferente en base al cual se establecieron los criterios



de rehabilitación que se podrían utilizar, para tal fin se formaron cuadrillas de evaluación, los cuales fueron debidamente capacitados y supervisados por el profesional responsable, así mismo se utilizaron hojas de datos, winchas, odómetros e implementos de seguridad y el manual de fallas. 2.2.2.- Metodología del Pavement Condition Index (PCI).El método de evaluación de pavimentos PCI, fue desarrollado por M.Y. Shahin y S.D. Khon y publicado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos en el Reporte Técnico M-268 (1978). Siendo la Metodología más completa para evaluar y calificar objetivamente tanto un Pavimento Asfáltico como uno de Concreto Pórtland, es de fácil evaluación y no requiere herramientas sofisticadas para evaluar Modelos de Gestión Vial. El método determina el Índice de Condición del Pavimento (PCI) en base a la información obtenida de una inspección visual del pavimento de la carretera, este índice ayuda a determinar procesos de evaluación, así como programas de mantenimiento y reparación. Las unidades de muestra se tomaran en un valor máximo de 420 m2 es decir una longitud de 60m y un ancho de 7m; En el formato de exploración para cada unidad de muestreo se determinara el grado de deterioro de un pavimento es función de: El tipo de falla. La severidad de la falla (alta, media o Baja). La densidad de la falla (% de la falla del área de la unidad de muestreo)

  

Una vez obtenido el grado de deterioro para cada tipo de falla en el pavimento, se hallara mediante gráficos el valor deducido de cada tipo de falla; Para el cálculo del valor del PCI se utilizara la formula indicada líneas abajo:

p mi PCI = 100 – (   VD (Ti, Sj, Dij)) x (F). i=1 j =1 Dónde: PCI VD ( )

: :

i j p mi F

: : : : :

Índice de Condición de Pavimento. Valor de deducción, en función del tipo de falla (Ti), severidad (Sj), y densidad de las fallas (Dij) observables en el pavimento. Tipos de falla. Grados de severidad Números de fallas en el pavimento analizado. Grados de severidad para la falla i Factor de ajuste, en función de la sumatoria total y el número de valores de Deducción mayores que 5



En Gabinete se estima el PCI, usando la metodología descrita en este documento, para corregir el Valor deducido encontrado se usara el siguiente diagrama:

Diagrama de Correccion del Valor Deducido.

Encontrando la correccion del valor deducido se estimara el valor del PCI, mediante la fórmula PCI = 100 – VDC 2.2.2.1.- Interpretación del valor del PCI El Diagnóstico de la condición que presenta la carpeta asfáltica puede evaluarse con el Índice de Condición del Pavimento (PCI), parámetro que permite calificar la condición superficial de la estructura del pavimento, de acuerdo a un inventario de los tipos de fallas que se presentan en toda la superficie de la vía considerando magnitud y severidad de las mismas. Las intervenciones requeridas en la vía en estudio están asociadas al estado de condición de esta, medido con el Índice de condición del pavimento, se tienen diferentes tipos de intervención tal como lo propone la misma metodología: ICP < 40 40 < ICP < 70 ICP > 70

Reconstrucción Rehabilitación Mantenimiento

Las actividades necesarias para mantener un Nivel de Servicio óptimo son las siguientes:



a) Mantenimiento (I.C.P. > 70).Cuando el Índice de Condición del Pavimento (ICP) tiene un valor mayor a 70, se deberá de considerar 2 tipos de mantenimiento: Mantenimiento Rutinario: Actividad tendiente a “mantener” la vida útil de la estructura de pavimento. Constituye

una práctica preventiva y comprende las siguientes obras: Sello de fisuras, Limpieza de Obras Adyacentes (Bermas), Demarcación Horizontal, Limpieza de Señales Verticales. Mantenimiento Periódico: Actividad tendiente a “aumentar” en un período de tiempo adicional la vida útil de la

estructura de pavimento, en términos de comodidad y seguridad, se puede constituir una práctica preventiva y/o correctiva y comprende las siguientes obras: Parche, Bacheo, Sobre carpeta, Técnicas Alternativas (Fresado, Termo perfilado, Termo generación y Reciclado In Situ de la carpeta asfáltica) b) Rehabilitación (70 > ICP > 40).Cuando el Índice de Condición del Pavimento (ICP) tiene una valor entre 40 y 70, se deberá considerar el siguiente tipo de mantenimiento: Actividad necesaria para “devolver” a la estructura de pavimento las condiciones de

soporte de carga con las que inicialmente se construyó así como su nivel de servicio en términos de seguridad y comodidad, constituye una práctica correctiva y comprende las siguientes actividades: Intervenciones profundas (Retiro y reconformación de las capas de la estructura de pavimento con idénticas características) y Reciclado In Situ de la totalidad de la estructura de pavimento. c) Reconstrucción (ICP < 40).Cuando el Índice de Condición del Pavimento (ICP) tiene un valor menor a 40, se deberá considerar el siguiente tipo de mantenimiento: Se trata de una vía en estado de Pobre a Fallado, con fallas identificadas de grado severas y en algunos casos, con sectores a nivel de afirmado.



2.2.2.2.- Tipos de Falla La vía del proyecto, muestra diferentes tipos de fallas en el pavimento las cuales han sido estudiadas; por lo tanto se presentan como problemas de algunas de las capas que compone la estructura del pavimento. En esta etapa del estudio se orienta al relevamiento o detección de las fallas de superficie. Niveles de Falla Con el fin de poder determinar el tipo de tratamiento necesario para cada zona del pavimento, se han clasificado las fallas en una escala de tres niveles o grados de deterioro, donde el nivel 1 corresponde a una falla leve, el nivel 2 a una falla media y el nivel 3 a una falla crítica. El Cuadro “Niveles de Falla en los Pavimentos”, muestra los tres niveles considerados, la calificación de falla, la descripción de la gestión correspondiente y la abreviatura adoptada.

Niveles de falla en el pavimento Ítem

1

2

3

Nivel

Low: Bajo

Medium: Medio

High: Alto

Tipo

Calificación de Falla

Descripción Gestión

B

El nivel de severidad o medida métrica (espesor de fisura, altura de huecos y áreas de falla) tomada en campo no se considera; comúnmente se detectan en áreas localizadas menores de 5% del pavimento analizado.

Es un nivel de falla no representativa, no requiere de observación ni de mantenimiento, puesto que no sería productivo el mantenimiento de dicho Pavimento.

M

El nivel de severidad o medida métrica (espesor de fisura, altura de hueco y área de falla) tomada en campo se considera, pero existen otros factores que definen el nivel de la falla. Las áreas localizadas están entre 5% y 25% del pavimento analizado.

Es un nivel de falla que debe estar en observación por el evaluador y ser verificada por otros factores la reparación y/o rehabilitación del pavimento.

A

El nivel de severidad o medida métrica Es un nivel de falla como la más (espesor de fisura, altura de hueco y área severa o extrema, por ser el más de falla) tomada en campo, se considera critico es imprescindible reparar en forma extrema. Las áreas localizadas la falla en el pavimento y darle son superiores al 25% del pavimento viabilidad. analizado.

Relevamiento de Fallas Con la ayuda de “Formatos de Relevamiento”; se ha elaborado el plano de ubicación de fallas a

lo largo del jirón, el relevamiento de fallas está debidamente codificado, determinando la densidad en porcentaje por cada tipo de falla en una longitud de 80 m, a continuación las principales fallas encontradas en la superficie de rodadura:

Falla Múltiple.Este tipo de falla se le ha asignado a los sectores donde se agrupan distintas fallas con un alto nivel de dificultad para cuantificarlos de manera independiente, en este tipo de falla se



agrupan diferentes fallas con distintos niveles de severidad y éstas pueden ser grietas longitudinales y transversales, desprendimiento de agregados, hundimientos, huecos, entre otros.

Grietas Longitudinales y Transversales.Aparecen principalmente porque durante la renovación ó reposición de algún servicio (Agua, desague, eléctrico, etc.), tanto longitudinal como transversalmente a la vía, la ejecución de las juntas no se realizan adecuadamente o sino cuando la contracción de la superficie de concreto asfáltico debido a bajas temperaturas si no al endurecimiento del asfalto o al ciclo diario de temperatura, este tipo de falla es la que predomina debido a la falta de mantenimiento de las juntas del pavimento rígido que se encuentra debajo de la carpeta asfáltica. Hundimiento.Este tipo de falla la podemos observar en el pavimento existente, presenta hundimiento severo en algunos tramos puntuales y otros a lo largo de toda un tramo (entre avenidas); algunas personas colocan material de la zona para tapar los hundimientos provisionalmente sin ningún criterio técnico, en otros casos por trabajos de la misma municipalidad para proveer de agua a las alamedas construidas. Huecos.Este tipo de falla la podemos observar en el pavimento existente, presenta hundimiento severo en algunos tramos puntuales y otros a lo largo de toda un tramo (entre avenidas); algunas personas colocan material de la zona para tapar los hundimientos provisionalmente sin ningún criterio técnico, en otros casos por trabajos de la misma municipalidad para proveer de agua a las alamedas construidas. Desprendimiento de agregados.Podemos observar que en todo el pavimento se ha desprendido los finos de la parte superior de la carpeta asfáltica, en algunos casos por la pérdida del ligante asfáltico y en otras por acción de fricción entre las ruedas de los vehículos y la arena que invade la via; no se puede determinar si el ligante asfáltico se ha endurecido de forma apreciable o que la mezcla presente es de pobre calidad. Piel de cocodrilo En la falla podemos observar que el pavimento tiene piel de cocodrilo que son una serie de grietas interconectadas cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de tránsito. Parche y acometida de Servicio Público.Es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado por material nuevo. Una excavación de servicios públicos es un parche que ha reemplazado el pavimento original para permitir la instalación o mantenimiento de elementos subterráneos. 2.2.2.3.- Desarrollo del valor del Índice de Condición del Pavimento PCI.Para el levantamiento de información del estado superficial del pavimento existente se ha dividido el pavimento en unidades de muestra, cada una de ellas tiene un área promedio de 420 m2. La unidad de muestra es un formato de registro utilizado para el relevamiento de fallas, tal como se puede apreciar:



En las Unidades de Muestreo estudiadas se ha podido constatar que se ha colocado una sobre capa de 1.50 a 2” de material de concreto asfaltico en caliente sobre la capa original del

mismo material. Los valores obtenidos de los formatos de relevamiento de fallas así como los cálculos de la obtención del valor del PCI se encuentran en el cuadro N° 01 de los A nexos. De los cálculos para la obtención del valor del PCI se puede deducir lo siguiente: 

En once (11) Unidades de Muestra equivalente al 50% de las muestras; al no existir la carpeta Superficial así como la contaminación total de la base no se ha aplicado la metodología antes mencionada sino se está recomendando un nuevo diseño de paquete estructural para el pavimento nuevo.



En seis (06) Unidades de Muestreo equivalente al 30% de las muestras; se ha obtenido valores del PCI < 40 (14 a 40) (trabajos de reconstrucción), el cual se debe de interpretar que el pavimento de la avenida José Olaya en esos tramos se encuentra en muy mal estado y se hace necesario reconstrucción total del pavimento.



En cuatro (04) Unidades de Muestreo equivalente al 20% de las muestras; se ha obtenido valores del 40 < PCI < 70 (56 a 64) (trabajos de Rehabilitación), el cual se debe de interpretar que el pavimento de la avenida José Olaya en esos tramos se encuentra en mal estado y se hace necesario la rehabilitación y reconstrucción.

La Avenida José Olaya está ubicada en las faldas de un cerro con una pendiente de aproximadamente del 7%, de dos carriles y un solo sentido de circulación, el flujo de vehículos pesado es menor al flujo de vehículos livianos; en épocas de invierno se producen lloviznas perennes haciendo que esta avenida funcione como un desfogue de todas las aguas que recibe de estas lloviznas así como de las calles transversales aunado esto a que los separadores laterales son de arena y tierra, los trabajos de reparación de las empresas de servicio público en dicha avenida son de mala calidad y la falta de mantenimiento ha generado que un 80% de esta vía no exista carpeta de rodadura obligando a los vehículos de transporte público y privado a circular sobre una superficie de rodadura en muy mal estado.



De la evaluación del pavimento existente por la metodología del PCI se recomienda reconstruir la totalidad del paquete estructural de la avenida José Olaya. CAPITULO III.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 3.01.- La evaluación Superficial del pavimento nos da indicadores que en la avenida José Olaya el tramo comprendido entre la avenida José Carlos Mariátegui y calle Caminos del Inca deberá ser reconstruida en su totalidad. 3.02.- De los cálculos realizados por la metodología del Pavement Condition Index (PCI) se ha obtenido un valor del PCI promedio de 24.11, lo cual se interpreta como un trabajo de reconstrucción total del pavimento existente.

ANEXOS a) Cuadro N° 01 – Valor del PCI b) Grafico N° 01 Valor del PCI – Avenida José Olaya. c) Fotografías.



CUADRO N° 01 VALOR DEL PCI



GRAFICO N° 01 VALOR DEL PCI – AVENIDA JOSE OLAYA.



FOTOGRAFÍAS.



Vista Fotográfica de la av. José Olaya cuadra 1 y 2

Vista Fotográfica de la av. José Olaya cuadra 3








Vista Fotográfica de la av. José Olaya - Mercado












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