Monografía - Falla Pavimento Rígido

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA INGENIERIA CIVIL

TEMA: MEJORAMIENTO Y REPARACION DE PAVIMENTOS RIGIDOS

CURSO: DISEÑO PAVIMENTOS

MODERNO

DE

INTEGRANTES: JUAN CARLOS PEREZ HURTADO HONNATHAN HUGO BELLIDO CAPCHA

Ayacucho - 2016

Mejoramiento y reparación de pavimentos rígidos

Índice

ÍNDICE

ÍNDICE.......................................................... ........................................................................................................................ ................................................................................................................. ................................................... 2 INTRODUCCIÓN ............................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................. ............................. 4 1.

ASPECTOS GENERALES................................................................ GENERALES................................................................................................................................ ......................................................................... ......... 5 1.1. Pavimento - Definición ..................................................................................................................................... 5 1.2. Tipos de pavimentos ........................................................................................................................................ 5 1.3. Función de un pavimento ............................................................................................................................... 6 1.4. Factores que influyen en el diseño. ............................................................................................................... 6 1.5. Tránsito ................................................................................................................................................................ 6 1.6. Comparación entre pavimento flexible y pavimento hidráulico ............................................................ 6 1.7. Ventajas del pavimento rígido ....................................................................................................................... 7 1.8. Elementos que integran un Pavimento Rígido ............................................................................................ 7 1.8.1. Sub rasante .............................................................. .............................. ................................................................. ................................................................. ..................................................... ..................... 7 1.8.2. Sub base ........................................................................................................................................................ 8 1.8.3. Superficie de rodadura ............................................................................................................................... 8 1.9. Tipos de Pavimentos Rígidos ........................................................................................................................... 8 1.9.1. Concreto hidráulico simple ........................................................................................................................ 8 1.9.2. Concreto hidráulico reforzado .................................................................................................................. 8 1.9.3. Concreto hidráulico reforzado continuo ................................................................................................. 8 1.10. Aplicaciones de los pavimentos rígidos ....................................................................................................... 8 1.10.1. Aeropistas .................................................................................................................................................. 8 1.10.2. Vialidades urbanas ................................................................. ................................. ................................................................. ................................................................. ................................ 9 1.10.3. Zonas residenciales ................................................................................................................................. 9

2.

SERVICIABILIDAD DE PAVIMENTOS........................................................ ................................................................................................................... ........................................................... 10 2.1. Evaluación de pavimentos ........................................................................................................................... 11 2.2. Importancia de evaluación de pavimentos ............................................................................................. 11 2.3. Objetividad en la evaluación de pavimentos .......................................................................................... 11 2.4. Curva de comportamiento de los pavimentos ........................................................................................ 11 2.5. Tipos de evaluación de pavimentos ........................................................................................................... 12 2.5.1. VIZIR ............................................................................................................................................................... 12 2.5.2. FHWA / OH99 / 004 ..................................................................................................................................... 12 2.5.3. ASTM D 6433-99 ........................................................................................................................................... 12 2.6. Índice de Condición de Pavimento (PCI) .................................................................................................. 13 2.6.1. Método del PCI (Pavement Condition Index) ...................................................................................... 13 2.6.2. Objetivos del PCI ........................................................................................................................................ 13 2.6.3. Patologías .................................................................................................................................................... 13

3.

DAÑOS EN ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO RÍGIDO ............................... ........................................................... 15 3.1. Tipos de fallas en los pavimentos ................................................................................................................. 15 3.1.1. Fallas de superficie ..................................................................................................................................... 15 3.1.2. Fallas Estructurale Estr ucturaless.................................................................. ................................. .................................................................. ................................................................ ................................... ....15 3.2. Daños en estructuras de pavimento rígido ............................................................................................... 15 3.2.1. Fisura transversal o diagonal .................................................................................................................... 15 3.2.2. Fisura Longitudinal Longi tudinal .................................................................. ................................. .................................................................. ................................................................ ................................... ....16 3.2.3. Fisura de Esquina ........................................................................................................................................ 17 3.2.4. Losas subdivididas ...................................................................................................................................... 18 3.2.5. Fisuras en Bloque ........................................................................................................................................ 19 3.2.6. Fisuras Inducidas Induci das ................................................................ ............................... ................................................................. ................................................................ ......................................... .........19

Diseño moderno de pavimentos

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Índice

ÍNDICE

ÍNDICE.......................................................... ........................................................................................................................ ................................................................................................................. ................................................... 2 INTRODUCCIÓN ............................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................. ............................. 4 1.

ASPECTOS GENERALES................................................................ GENERALES................................................................................................................................ ......................................................................... ......... 5 1.1. Pavimento - Definición ..................................................................................................................................... 5 1.2. Tipos de pavimentos ........................................................................................................................................ 5 1.3. Función de un pavimento ............................................................................................................................... 6 1.4. Factores que influyen en el diseño. ............................................................................................................... 6 1.5. Tránsito ................................................................................................................................................................ 6 1.6. Comparación entre pavimento flexible y pavimento hidráulico ............................................................ 6 1.7. Ventajas del pavimento rígido ....................................................................................................................... 7 1.8. Elementos que integran un Pavimento Rígido ............................................................................................ 7 1.8.1. Sub rasante .............................................................. .............................. ................................................................. ................................................................. ..................................................... ..................... 7 1.8.2. Sub base ........................................................................................................................................................ 8 1.8.3. Superficie de rodadura ............................................................................................................................... 8 1.9. Tipos de Pavimentos Rígidos ........................................................................................................................... 8 1.9.1. Concreto hidráulico simple ........................................................................................................................ 8 1.9.2. Concreto hidráulico reforzado .................................................................................................................. 8 1.9.3. Concreto hidráulico reforzado continuo ................................................................................................. 8 1.10. Aplicaciones de los pavimentos rígidos ....................................................................................................... 8 1.10.1. Aeropistas .................................................................................................................................................. 8 1.10.2. Vialidades urbanas ................................................................. ................................. ................................................................. ................................................................. ................................ 9 1.10.3. Zonas residenciales ................................................................................................................................. 9

2.

SERVICIABILIDAD DE PAVIMENTOS........................................................ ................................................................................................................... ........................................................... 10 2.1. Evaluación de pavimentos ........................................................................................................................... 11 2.2. Importancia de evaluación de pavimentos ............................................................................................. 11 2.3. Objetividad en la evaluación de pavimentos .......................................................................................... 11 2.4. Curva de comportamiento de los pavimentos ........................................................................................ 11 2.5. Tipos de evaluación de pavimentos ........................................................................................................... 12 2.5.1. VIZIR ............................................................................................................................................................... 12 2.5.2. FHWA / OH99 / 004 ..................................................................................................................................... 12 2.5.3. ASTM D 6433-99 ........................................................................................................................................... 12 2.6. Índice de Condición de Pavimento (PCI) .................................................................................................. 13 2.6.1. Método del PCI (Pavement Condition Index) ...................................................................................... 13 2.6.2. Objetivos del PCI ........................................................................................................................................ 13 2.6.3. Patologías .................................................................................................................................................... 13

3.

DAÑOS EN ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO RÍGIDO ............................... ........................................................... 15 3.1. Tipos de fallas en los pavimentos ................................................................................................................. 15 3.1.1. Fallas de superficie ..................................................................................................................................... 15 3.1.2. Fallas Estructurale Estr ucturaless.................................................................. ................................. .................................................................. ................................................................ ................................... ....15 3.2. Daños en estructuras de pavimento rígido ............................................................................................... 15 3.2.1. Fisura transversal o diagonal .................................................................................................................... 15 3.2.2. Fisura Longitudinal Longi tudinal .................................................................. ................................. .................................................................. ................................................................ ................................... ....16 3.2.3. Fisura de Esquina ........................................................................................................................................ 17 3.2.4. Losas subdivididas ...................................................................................................................................... 18 3.2.5. Fisuras en Bloque ........................................................................................................................................ 19 3.2.6. Fisuras Inducidas Induci das ................................................................ ............................... ................................................................. ................................................................ ......................................... .........19


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Índice

3.3. Deformaciones en estructuras de pavimento rígido ............................................................................... 20 3.3.1. Levantamiento de losas ............................................................................................................................ 20 3.3.2. Dislocamiento ............................................................................................................................................. 21 3.3.3. Hundimiento ................................................................................................................................................ 22 3.4. Desintegraciones en estructuras de Pavimento rígido ............................................................................ 23 3.4.1. Descascaramiento y fisuras capilares .................................................................................................... 23 3.4.2. Pulimiento de la superficie........................................................................................................................ 24 3.4.3. Peladuras ..................................................................................................................................................... 24 3.4.4. Bache ........................................................................................................................................................... 25 3.5. Deficiencias Deficienci as de juntas en estructuras estructur as de Pavimento rígido .................................................................. .......................................................... ........26 3.5.1. Deficiencias en material de sello ............................................................................................................ 26 3.5.2. Despostillamiento ....................................................................................................................................... 27 3.5.3. Fisuras por mal funcionamiento de juntas ............................................................................................. 27 3.6. Otros deterioros en estructuras de pavimento rígido .............................................................................. 28 3.6.1. Parchados y reparaciones para servicios públicos ............................................................................. 28

4.

REPARACIÓN REPARACIÓN Y REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS ......................................................................... 30 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10. 4.11.

Fisura Transversal ............................................................................................................................................. 30 Fisura longitudinal ........................................................................................................................................... 30 Fisura de esquina ............................................................................................................................................ 31 Fisuras en bloque ............................................................................................................................................ 32 Baches .............................................................................................................................................................. 32 Despostillamiento ............................................................................................................................................ 33 Sellado de juntas y grietas ............................................................................................................................ 34 Reparación en todo el espesor de losa de pavimento rígido ............................................................... 36 Reparación de espesor parcial ................................................................................................................... 37 Instalación de drenes de pavimento.......................................................................................................... 38 Cepillado de la superficie ............................................................................................................................. 38 Nivelación de Bermas .................................................................................................................................... 39

CONCLUSIONES CONCLUSIONES .............................................................................................. ........................................................... 41


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Introducción

INTRODUCCIÓN Desde los senderos hechos a fuerza de paso, hasta las grandes carreteras de concreto, el hombre h ombre ha modificado su entorno de acuerdo con las necesidades de su s u tiempo. Actualmente, en la era de las comunicaciones, la necesidad de construir caminos más fuertes y más seguros intensifica su mirada en el concreto, material de grandes posibilidades para el desarrollo de los caminos en el mundo contemporáneo. La historia de las modernas técnicas de construcción de caminos y puentes tiene sus inicios alrededor de 1850, con Tressaguet en Francia y John Metcalfe en el Reino Unido, quienes desarrollaron un método de construcción con base en la colocación de piedras largas, limitadas por piedras de tamaño progresivamente más pequeño. Este tipo de caminos, junto con otros realizados con piedras, grava y arena, fueron diseñados para los bajos volúmenes y velocidades de los primeros vehículos, hasta que la industria automotriz, al ir creciendo a pasos agigantados, fue demandando mejores carreteras y caminos urbanos. El reto, entonces, era buscar un material que resistiera pesadas cargas de manera eficiente y duradera: la solución se tradujo en lo que ahora llamamos la construcción de caminos pavimentados. Fue John Loundon MacAdam, a principios del siglo XIX quien desarrolló el sistema notablemente más económico que se usa en la actualidad. La historia del primer pavimento de concreto se remonta al año 1905, en la ciudad de Ohio, en los Estados Unidos. De ahí en adelante, el uso de este material en la construcción de caminos será recurrente, tanto en dicho país como en Europa. La cronología de la expansión de caminos de concreto en el siglo XX, es la siguiente: 







1920 - 1939: Uso de pavimentos de concreto hidráulico, en el Sistema de carreteras de los Estados Unidos, difundiéndose en Europa. 1940 - 1950: Inicios de la aviación comercial; se construyen aeropuertos que utilizan pistas de concreto. 1960 -1970: Uso intensivo de pavimentos de concreto en el sistema de carreteras y aeropuertos de Estados Unidos. 1990 - Actualidad: Era de la sobre carpeta de concreto hidráulico o whitetopping.

La elaboración de concreto para pavimentos, no requiere de materiales ni técnicas especiales. Los componentes de la mezcla (cemento, agua, aire, agregados y aditivos) se pueden adaptar para producir las resistencias deseadas, y bastará con controlar la relación, reacción y contenido de agua y cemento. Sin embargo, al momento de colocar el concreto se debe asegurar la resistencia requerida, ya que de lo contrario, será necesario elaborar una cimentación cimentaci ón mucho más fuerte que la normal. n ormal.


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1. 1.1.

Aspectos generales

ASPECTOS GENERALES

Pavimento - Definición

Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del tránsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. Deberá presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del tránsito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas. La división en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor económico, La resistencia de las diferentes capas no solo dependerá del material que la constituye, también resulta de gran influencia el procedimiento constructivo; siendo dos factores importantes la compactación y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, éste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.

Gráfico 01: Pavimentos

1.2.

Tipos de pavimentos

Básicamente existen dos tipos de pavimentos: rígidos y flexibles. El pavimento rígido se compone de losas de concreto hidráulico que en algunas ocasiones presenta un armado de acero, tiene un costo inicial más elevado que el flexible, su periodo de vida varía entre 20 y 40 años; el mantenimiento que requiere es mínimo y solo se efectúa (comúnmente) en las juntas de las losas. El pavimento flexible resulta más económico en su construcción inicial, tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 años, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida útil. Este tipo de pavimento está compuesto principalmente de una carpeta asfáltica, de la base y de la sub-base. Terracería, se llama terracería al conjunto de obras compuestas de cortes y t erraplenes, formadas principalmente por la sub-rasante y el cuerpo del terraplén, constituida generalmente por materiales no seleccionados y se dice que es la subestructura del pavimento. Cuando se va a construir un camino que presente un TPDA (Tránsito Promedio Diario Anual) mayor a 5000 vehículos, es necesario que se construya bajo la sub-rasante una capa conocida como subyacente; la cual deberá tener un espesor mínimo de 50 cm.


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1.3.

Aspectos generales

Función de un pavimento

Proporciona al usuario un tránsito cómodo, seguro, rápido y menor costo. Para que esto se cumpla el ingeniero civil debe: Diseñar. Construir. Conservar.

1.4.     

Factores que influyen en el diseño. Topografía Geología Clima Vegetación Estudio geotécnico: Pc material (a, b, c) para fines de pago Calidad de los materiales ( clasificación, equipo) Bancos de materiales Mecánica de suelos Fallas de tipo geológico

    

1.5. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

1.6.

Tránsito Cantidad de vehículos. T dpa (transito diario promedio anual). Clasificación vehicular. Cargas permitidas. Tasa de crecimiento ( r ). Anual de interés compuesto. Periodo de diseño ( n ). Tiempo que transcurre para que se produzca la fatiga (deformación). flexible 5 a 20 años. o rígido. 20 a 50 años. o

Comparación entre pavimento flexible y pavimento hidráulico

En un pavimento rígido, debido a la consistencia de la superficie de rodadura, se produce una buena distribución de las cargas, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante.


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Aspectos generales

Lo contrario sucede en un pavimento flexible, la superficie de rodadura al tener menos rigidez, se deforma más y se producen mayores tensiones en la subrasante.

1.7.

Ventajas del pavimento rígido

Las ventajas de un pavimento de concreto hidráulico radican en: 1) 2) 3) 4) 5)

Velocidad en su construcción Mayor vida útil con alto índice de servicio Mantenimiento mínimo No se deforma ni deteriora con el tiempo Requiere menor estructura de soporte

“Para la elaboración de un pavimento de concreto hidráulico es primordial contar con materiales de la más alta calidad que garanticen su durabilidad y perfecto funcionamiento”

1.8.

Elementos que integran un Pavimento Rígido

1.8.1. Sub rasante Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño. El espesor de pavimento dependerá en gran parte de la calidad de la sub rasante, por lo que ésta debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad a la expansión y contracción por efectos de la humedad, por consiguiente, el diseño de un pavimento es esencialmente el ajuste de la carga de diseño por rueda a la capacidad de la sub rasante.


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Mejoramiento y reparación de pavimentos rígidos 1.8.2.

Aspectos generales

Sub base

Es la capa de la estructura de pavimento destinada fundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadura de pavimento, de tal manera que la capa de sub rasante la pueda soportar absorbiendo las variaciones inherentes a dicho suelo que puedan afectar a la sub base. La sub base debe controlar los cambios de volumen y elasticidad que serían dañinos para el pavimento. Se utiliza además como capa de drenaje y contralor de ascensión capilar de agua, protegiendo así a la estructura de pavimento, por lo que generalmente se usan materiales granulares. Al haber capilaridad en época de heladas, se produce un hinchamiento del agua, causado por el congelamiento, lo que produce fallas en el pavimento, si éste no dispone de una sub rasante o sub base adecuada. Esta capa de material se coloca entre la sub rasante y la capa de base, sirviendo como material de transición, en los pavimentos flexibles.

1.8.3. Superficie de rodadura Es la capa superior de la estructura de pavimento, construida con concreto hidráulico, por lo que debido a su rigidez y alto módulo de elasticidad, basan su capacidad portante en la losa, más que en la capacidad de la sub rasante, dado que no usan capa de base. En general, se puede indicar que el concreto hidráulico distribuye mejor las cargas hacia la estructura de pavimento.

1.9.

Tipos de Pavimentos Rígidos

1.9.1. Concreto hidráulico simple No contiene armadura en la losa y el espaciamiento entre juntas es pequeño (entre 2.50 a 4.50 metros ó 8 a 15 pies). Las juntas pueden o no tener dispositivos de transferencia de cargas (dovelas).

1.9.2. Concreto hidráulico reforzado Tienen espaciamientos mayores entre juntas (entre 6.10 y 36.60 metros ó 20 a 120 pies) y llevan armadura distribuida en la losa a efecto de controlar y mantener cerradas las fisuras de contracción.

1.9.3. Concreto hidráulico reforzado continuo Tiene armadura continua longitudinal y no tiene juntas transversales, excepto juntas de construcción. La armadura transversal es opcional en este caso. Estos pavimentos tienen más armadura que las juntas armadas y el objetivo de esta armadura es mantener un espaciamiento adecuado entre fisuras y que éstas permanezcan cerradas.

1.10. Aplicaciones de los pavimentos rígidos 1.10.1. Aeropistas En los aeropuertos, donde se demanda un mínimo de prórroga para la utilización del pavimento terminado, se ha empleado un sistema de apertura rápida; éste consiste en el colado secuencial del pavimento en la reconstrucción de pistas aéreas y plataformas.


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Aspectos generales

1.10.2. Vialidades urbanas La reconstrucción de vialidades urbanas se ha convertido en uno de los principales problemas, pues además del tiempo y costo, afectan al tránsito vehicular. Sin embargo, con los pavimentos de concreto de apertura rápida, estos problemas se minimizan ostensiblemente.

1.10.3. Zonas residenciales El uso de pavimentos de concreto en zonas residenciales aumenta día con día, debido a la reducción del tiempo de curado en la mezcla. Se ha demostrado que lo más eficiente para disminuir el cierre de accesos, es la construcción con base en cimbra deslizante a todo lo ancho de la calle. En los estacionamientos de las casas particulares, por ejemplo, se ha logrado limitar a sólo 24 horas el impedimento para que los residentes metan sus automóviles.


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2.

Serviciabilidad de pavimentos

SERVICIABILIDAD DE PAVIMENTOS

La serviciabilidad de los pavimentos, es la percepción que tienen los usuarios del nivel de servicio del pavimento. Es por ello que la opinión de ellos es la que debe ser medida para calificar la serviciabilidad. La medición de la serviciabilidad de los pavimentos, también puede ser considerada como una evaluación de la superficie, pero hay que tener presente que esta no es una evaluación completa. La serviciabilidad de los pavimentos ha sido representada en un índice, derivado de los resultados de la prueba AASHO, en la cual se realiza la evaluación mediante una escala que varía de 0 a 5, siendo 5 el valor para pavimentos con una superficie perfecta y 0 para un pavimento con una superficie en malas condiciones. En la siguiente tabla se presenta la escala de calificación de la serviciabilidad según la norma AASHO:

Cuadro 01: Norma AASHO


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2.1.


Evaluación de pavimentos

Los pavimentos son estructuras diseñadas para entregar al usuario seguridad y comodidad al transitar, esto significa que la plataforma debe entregar un nivel de servicio acorde a la demanda solicitada. La evaluación de pavimentos consiste en un informe, en el cual se presenta el estado en el que se halla la superficie del mismo, para de esta manera poder adoptar las medidas adecuadas de reparación y mantenimiento, con las cuales se pretende prolongar la vida útil de los pavimentos, es así, que es de suma importancia elegir y realizar una evaluación que sea objetiva y acorde al medio en que se encuentre.

2.2.

Importancia de evaluación de pavimentos

La evaluación de pavimentos es importante, pues permitirá conocer a tiempo los deterioros presentes en la superficie, y de esta manera realizar las correcciones, consiguiendo con ello brindar al usuario una serviciabilidad óptima. Con la realización de una evaluación periódica del pavimento se podrá predecir el nivel de vida de una red o un proyecto. La evaluación de pavimentos, también permitirá optimizar los costos de rehabilitación, pues si se trata un deterioro de forma temprana se prolonga su vida de servicio ahorrando de esta manera gastos mayores.

2.3.

Objetividad en la evaluación de pavimentos

La objetividad en la evaluación de pavimentos juega un papel primordial, pues se necesita personas verdaderamente capacitadas para que realicen las evaluaciones, de no ser así, dichas pruebas pueden perder credibilidad con el tiempo y no podrán ser comparadas, además, es importante que se escoja un modelo de evaluación que se encuentre estandarizado para poder decir que se ha realizado una evaluación verdaderamente objetiva. No siempre se pueden obtener mediciones o índices que cumplan con la condición para comparar dos proyectos debido al sesgo intrínseco de la toma de decisiones, produciéndose una desviación entre la realidad y lo expresado por las muestras. La desviación que ocurre puede deberse a dos causas principales. 



2.4.

Variabilidad de las unidades, debido a que las unidades son la base para los análisis que se realizaran. Diversidad de la respuesta dentro de cada unidad, esto porque se relaciona a la fiabilidad de la eventual rehabilitación.

Curva de comportamiento de los pavimentos

La curva de comportamiento de los pavimentos es la representación histórica de la calidad del pavimento. Para analizar el comportamiento funcional del pavimento se necesita información de calidad de rodadura durante el periodo de estudio y de los datos históricos del tránsito que se han solicitado al pavimento durante ese periodo. Diseño moderno de pavimentos

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Con la ayuda del índice de serviciabilidad o el índice de condición de un pavimento versus el tiempo o el número de ejes equivalentes, se puede graficar la degradación del pavimento, consiguiendo de esta manera visualizar el tiempo en el que un pavimento necesitara una rehabilitación, consiguiendo son esto incrementar la vida útil del pavimento. En la figura 5, se representa el comportamiento de un pavimento en función del tiempo o del número de ejes equivalentes al cual está expuesto; mediante esta representación se podrá adoptar medidas adecuadas, las cuales permitan aumentar la vida útil de un pavimento.

Gráfico 01: Curva de comportamiento de un pavimento

2.5.

Tipos de evaluación de pavimentos

Existen diversos métodos de evaluación de pavimentos, que son aplicables a calles y carreteras, entre los aplicables al presente estudio están:

2.5.1. VIZIR Es un índice que representa la degradación superficial de un pavimento, representando una condición global que permitirá tomar algunas medidas de mantenimiento y rehabilitación. Este índice ha sido desarrollado por el Laboratoire Central des Ponts et Chausses – France o por sus siglas en ingles LCPC. El sistema VIZIR, es un sistema de simple comprensión y aplicación que establece una distinción clara entre las fallas estructurales y las fallas funcionales y que ha sido adoptado en países en vía de desarrollo y en especial en zonas tropicales.

2.5.2. FHWA / OH99 / 004 Este índice presenta una alta claridad conceptual y es de sencilla aplicación, pondera los factores dando mayor énfasis a ciertos deterioros que son muy abundantes o importantes en regiones donde hay estaciones muy marcadas pero no en áreas tropicales.

2.5.3. ASTM D 6433-99 También conocido como Pavement Condition Index, o por sus siglas PCI. Este índice sirve para representar las degradaciones superficiales que se presentan en los pavimentos flexibles y de hormigón. Este método ha sido el más aplicado, debido a que se la adoptado mundialmente por algunas entidades encargadas de realizar la cuantificación de los deterioros en la superficie de pavimentos.


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2.6.


Índice de Condición de Pavimento (PCI)

2.6.1. Método del PCI (Pavement Condition Index) El método de evaluación de pavimento PCI (Pavement Condition Index), fue desarrollado por M.Y. Shahin y S.D. Khon y publicado por el cuerpo de Ingenieros de la Armada de Estados Unidos en 1978. El método P.C.I. para pavimentos de aeropuertos, carreteras y estacionamientos ha sido ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandarizado, por diversas agencias como por ejemplo: la Federal Aviation Administration (FAA 1982), el U.S. Department of Defence (U.S. Air Force 1981 y U.S Army 1982), la American Public Work As sociation (APWA 1984), etc. Además, el PCI para aeropuertos ha sido publicado por la ASTM como método de análisis (ASTM 1983). En 1982 la Federal Aviation Administration FAA, a través de su Circular AC 150/5380-6 de 03/12/1982, denominada “Guidelines and Procedures for Maintenance for Airport Pavement”, recomendó este método, teniendo amplio uso en los aeropuertos de EE UU.

2.6.2. Objetivos del PCI Los objetivos que se persiguen con la aplicación del Método PCI son: 







Determinar el estado de un pavimento en términos de su integridad estructural y su nivel de servicio. Obtener un indicador que permita comparar con un criterio uniforme la condición y comportamiento de los pavimentos. Obtener un criterio racional para justificar la programación de obras de mantenimiento y rehabilitación de pavimentos. Obtener información relevante de retroalimentación respecto del comportamiento de las soluciones adoptadas en el diseño, evaluación y criterios de mantenimiento de pavimentos.

2.6.3. Patologías El deterioro de la estructura de un pavimento es una función de la CLASE DE DAÑO, SU SEVERIDAD Y CANTIDAD O DENSIDAD DEL MISMO. La formulación de un índice que tuviese en cuenta los tres factores mencionados ha sido problemática debido al gran número de posibles condiciones. Para superar esta dificultad se introdujeron los “valores deducidos”, como un arquetipo de factor

de ponderación, con el fin de indicar el grado de afectación que cada combinación de clase de daño, nivel de severidad y densidad tiene sobre la condición del pavimento. El PCI es un índice numérico que varía desde cero (0), para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado. En el Cuadro se presentan los rangos de PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento.

Cuadro 2: Estado del pavimento según el PCI


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El cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual de la condición del pavimento en el cual se establecen CLASE, SEVERIDAD y CANTIDAD que cada daño presenta. El PCI se desarrolló para obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional de la superficie. La información de los daños obtenida como parte del inventario ofrece una percepción clara de las causas de los daños y su relación con las cargas o con el clima. El siguiente cuadro describe en resumen el tipo de intervención que se sugiere según los resultados obtenidos en la evaluación:

Cuadro 2: Tipo de intervención según el PCI


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3. 3.1.

Daños en pavimentos rígidos

DAÑOS EN ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO RÍGIDO

Tipos de fallas en los pavimentos

Las fallas en los pavimentos pueden ser divididas en dos grandes grupos que son fallas de superficie y fallas en la estructura.

3.1.1. Fallas de superficie Son las fallas en la superficie de rodamiento, debidos a las fallas en la capa de rodadura y que no guardan relación con la estructura de la calzada. La corrección de estas se fallas se efectúa con solo regularizar su superficie y conferirle la necesaria impermeabilidad y rugosidad.

3.1.2. Fallas Estructurales Comprende los defectos de la superficie de rodamiento, cuyo origen es una falla en la es tructura del pavimento, es decir, de una o más capas constitutivas que deben resistir el complejo juego de solicitaciones que imponen el tránsito y el conjunto de factores climáticos. Para corregir este tipo de fallas es necesario un refuerzo sobre el pavimento existente para que el paquete estructural responda a las exigencias del tránsito presente y futuro estimado.

3.2.

Daños en estructuras de pavimento rígido

3.2.1. Fisura transversal o diagonal Descripción: Fracturamiento de la losa que ocurre aproximadamente perpendicular al eje del pavimento, o en forma oblicua a este, dividiendo la misma en dos planos.

Posibles Causas: Son causadas por una combinación de los siguientes factores: excesivas repeticiones de cargas pesadas (fatiga), deficiente apoyo de las losas, asentamientos de la fundación, excesiva relación longitud / ancho de la losa o deficiencias en la ejecución de éstas. La ausencia de juntas transversales o bien losas con una relación longitud / ancho excesivos, conducen a fisuras transversales o diagonales, regularmente distribuidas o próximas al centro de las losas, respectivamente. Variaciones significativas en el espesor de las losas provocan también fisuras transversales.

Niveles de Severidad: Se definen tres niveles de severidad (bajo, mediano, alto) de acuerdo a las características de las fisuras, según la siguiente guía: B (Bajo) Existen algunas de las condiciones siguientes: Diseño moderno de pavimentos

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Mejoramiento y reparación de pavimentos rígidos • •


Fisuras finas, no activas, de ancho promedio menor de 3 mm. Fisuras selladas de cualquier ancho, con sello en condición satisfactoria; no hay signos visibles de despostillamiento y/o dislocamiento menor de 10 mm.

M (Mediano) Existen algunas de las condiciones siguientes: • • •

Fisuras activas, de ancho promedio entre 3 y 10 mm. Fisuras de 10 mm de ancho con despostillamiento y/o dislocamiento menor de 10 mm. Fisuras selladas de cualquier ancho, con material de sello en condición insatisfactoria y/o despostillamiento y/o dislocamiento menor de 10 mm.

A (Alto) Existen algunas de las condiciones siguientes: • •

Fisuras activas de ancho promedio mayor de 10 mm. Fisuras selladas, con despostillamientos severos y/o dislocamiento mayor de 10 mm.

Medición: Una vez identificada la severidad de la fisura, esta puede medirse:  



En metros lineales, totalizando metros lineales en sección o muestra. Registrándola por losa, totalizando el número de losas afectadas por fisuras transversales y/o longitudinales. Si existen dos fisuras en una misma losa, se adopta el nivel de severidad de la fisura predominante.

3.2.2. Fisura Longitudinal Descripción: Fracturamiento de la losa que ocurre aproximadamente paralela al eje de la carretera, dividiendo la misma en dos planos.

Posibles causas: Son causadas por la repetición de cargas pesadas, pérdida de soporte de la fundación, gradientes de tensiones originados por cambios de temperatura y humedad, o por las deficiencias en la ejecución de éstas y/o sus juntas longitudinales. Con frecuencia la ausencia de juntas longitudinales y/o losas, con relación ancho / longitud excesiva, conducen también al desarrollo de fisuras longitudinales.

Niveles de Severidad: Se definen tres niveles de severidad (bajo, mediano, alto) de acuerdo al ancho de la fisura, condición y estado de los bordes, según la siguiente guía: B (Bajo) Existen algunas de las condiciones siguientes: •

Fisuras finas, no activas, de ancho promedio menor de 3 mm.


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Mejoramiento y reparación de pavimentos rígidos •


Fisuras selladas de cualquier ancho, con el material de sello en condición satisfactoria; no hay signos visibles de despostillamiento y/o dislocamiento.


Fisuras activas, de ancho promedio entre 3 y 10 mm. Fisuras de hasta 10 mm de ancho acompañadas de despostillamiento y dislocamiento de hasta 10 mm. Fisuras selladas de cualquier ancho, con material de sello en condición insatisfactoria y/o despostillamiento y/o dislocamiento menor de 10 mm.


Fisuras de ancho mayor de 10 mm. Fisuras selladas o no, de cualquier ancho, con despostillamientos severos y/o dislocamiento mayor de 10 mm.

Medición: Una vez identificada la severidad de la fisura, esta puede ser medida:  



En metros lineales, totalizando metros lineales en la sección o muestra. En términos de número de losas afectadas, totalizando el número de estas que evidencien fisuras longitudinales. Si existen dos fisuras en una misma losa, se adopta el nivel de severidad de la fisura predominante.

3.2.3. Fisura de Esquina Descripción: Es una fisura que intersecta la junta o borde que delimita la losa a una distancia menor de 1.30 m a cada lado medida desde la esquina. Las fisuras de esquina se extienden verticalmente a través de todo el espesor de la losa.

Posibles Causas: Son causadas por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto) combinadas con la acción drenante, que debilita y erosiona el apoyo de la fundación, así como también por una deficiente transferencia de cargas a través de la junta, que favorece el que se produzcan altas deflexiones de esquina. Niveles de Severidad: Se definen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) considerando la severidad misma de la fisura que la origina, como el estado del pavimento comprendido por la misma y los bordes de la losa, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) El fracturamiento es definido por una fisura de severidad baja * y el área entre ésta y las juntas no se encuentra fisurado o bien hay alguna pequeña fisura. M (Mediano) El fracturamiento es definido por una fisura de severidad moderada * y el área entre ésta y las juntas se encuentra medianamente fisurada. Diseño moderno de pavimentos

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A (Alto) El fracturamiento es definido por una fisura de severidad alta * y el área entre ésta y las juntas se encuentra muy fisurada o presenta hundimientos Medición: Las fisuras de esquina son medidas contando el número total que existe en una sección o muestra, generalmente en término de número de losas afectadas por una o más fisuras de esquina. Se contabiliza como una losa cuando ésta:   

Contiene una única fisura de esquina; Contiene más de una fisura del mismo nivel de severidad; Contiene dos o más fisuras de diferentes niveles de severidad;

En este caso se registra el nivel de severidad correspondiente a la más desfavorable. 

También puede medirse en metros lineales, totalizando metros lineales en la sección o muestra evaluada.

3.2.4. Losas subdivididas Descripción: Fracturamiento de la losa de concreto conformando una malla amplia, combinando fisuras longitudinales, transversales y/o diagonales, subdividiendo la losa en cuatro o más planos.

Posibles causas: Son originadas por la fatiga del concreto, provocadas por la repetición de elevadas cargas de tránsito y/o deficiente soporte de la fundación, que se traducen en una capacidad de soporte deficiente de la losa. Niveles de Severidad: Se definen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano, Alto) en base a la severidad de las fisuras que detienen la malla y el número de paños en que queda dividida la losa, de acuerdo a la siguiente tabla: Clase B M A

Niveles de severidad de la fisura Bajo Medio Alto

Nº de paños en que se divide la losa 4ó5 De 6 a 8 Más de 8

Medición: Se miden contando la cantidad total que existe en una sección muestra, en términos del número de losas afectadas según su severidad. Si se registró como de severidad mediana a alta, no se cuenta otros daños que pudieran evidenciar la losa. El registro se lleva separadamente para cada nivel de severidad.


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3.2.5. Fisuras en Bloque Descripción: Fracturamiento que subdividen generalmente una porción de la losa en planos o bloque pequeños de área inferior a 1 metro cuadrado.

Posibles causas: Son causadas por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto), el equivocado diseño estructural y las condiciones de soporte deficiente. Es la evolución final del proceso de fisuración, que comienza formando una malla más o menos cerrada; el tránsito y el continuo deflexionar de los planos aceleran la subdivisión en bloques más pequeños, favoreciendo el despostillamiento de sus bordes. De no tomarse medidas correctivas el deterioro progresa formando a corto plazo un bache. Pueden presentar diversas formas y aspectos, pero con mayor frecuencia son delimitados por una junta y una fisura.

Niveles de Severidad: Se establecen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) en base a la severidad de las fisuras que detienen la malla, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Bloques definidos por fisuras de severidad baja *; los planos relativamente amplios y se mantienen ligados. M (Mediano) Bloques definidos por fisuras de severidad moderada *; los planos son más pequeños evidenciándose un moderado despostillamiento de los bordes de las fisuras. A (Alto) Bloques definidos por fisuras de severidad alta *; los planos son más pequeños evidenciándose un severo despostillamiento de los bordes de las fisuras, con tendencia a formar bache. Medición: Una vez identificada la severidad de la falla, ésta puede ser medida:  

En metros cuadrados, totalizando metros cuadrados en la sección o muestra. En términos de cantidad de losas afectadas, totalizando el número en la sección o muestra; de existir en una misma losa dos manifestaciones se adopta el nivel de severidad de la fisura predominante. En ambos casos se registran separadamente las fallas según su severidad.

3.2.6. Fisuras Inducidas Descripción: Se incluyen bajo esta denominación un conjunto de fisuras de forma errática cuyo desarrollo en el pavimento es indicado por factores relativos a una inadecuada distribución de juntas o inapropiada inserción de estructuras u otros elementos dentro de las losas.


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Posibles causas: Cuando el arreglo de juntas en un carril no es respetado en el carril contiguo, es muy probable que induzcan o reflejen en éste, fisuras que den continuidad a las juntas existentes. Esta situación se presenta también con frecuencia cuando se ejecutan parchados y el diseño de sus bordes o juntas, sus dimensionamientos o inclusive distancias mínimas o juntas existentes, no son respetadas; eventualmente este fisuramiento puede continuar subdividiendo los planos resultantes identificándose este caso particularmente como "Fisuras en Bloques" Fisuras alrededor de estructuras pueden inducirse cuando no se proveen elementos de aislamiento que eviten restricción en el movimiento de las losas.

Niveles de Severidad: Se establecen tres niveles de severidad (bajo, mediano, alto) considerando ancho, condición y estado de los bordes de la fisura, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Existen algunas de las condiciones siguientes: • • •

Fisuras finas, no activas, de ancho promedio menor de 3 mm. Fisuras selladas de cualquier ancho, con el material de sello en condición satisfactoria. No hay signos visibles de despostillamiento y/o dislocamiento


Fisuras de ancho promedio entre 3 y 10 mm. Fisuras selladas, de cualquier ancho, con sello en condición satisfactoria. No hay signos visibles de despostillamiento y/o dislocamiento menor de 10 mm.


Fisuras de ancho promedio mayor de 10 mm. Fisuras selladas o no, con despostillamiento severo y/o dislocamiento mayor de 10 mm.

Medición: Una vez identificada la severidad de la fisura, esta puede ser medida:  

3.3.

En metros lineales, totalizando metros lineales en la sección o muestra. Registrándola por losa, totalizando el número de losas afectadas por "Fisuras Inducidas".

Deformaciones en estructuras de pavimento rígido

3.3.1. Levantamiento de losas Descripción: Sobre-elevación abrupta de la superficie del pavimento, localizada generalmente en zonas contiguas a una junta o fisura transversal.


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Posibles causas: Son causadas por falta de libertad de expansión de las losas de concreto, las mismas que ocurren mayormente en la proximidad de las juntas transversales. La restricción a la expansión de las losas puede originar fuerzas de compresión considerables sobre el plano de la junta. Cuando estas fuerzas no son completamente perpendiculares al plano de la junta o son excéntricas a la sección de la misma, pueden ocasionar el levantamiento de las losas contiguas a las juntas, acompañados generalmente por la rotura de estas losas. Niveles de Severidad: Según la incidencia en la comodidad de manejo, se diferencian tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Baja incidencia en la comodidad de manejo, apenas perceptible a velocidad de operación promedio. M (Mediano) Moderada incidencia en la comodidad de manejo, genera incomodidad y obliga a disminuir velocidad de circulación. A (Alto) El levantamiento causa un excesivo salto del vehículo, generando la pérdida de control del mismo, una sustancial incomodidad, y/o riesgo para la seguridad y/o daños al vehículo, siendo necesario reducir drásticamente la velocidad. Medición: Los levantamientos se miden contando y registrando separadamente según su severidad, en general en términos de la cantidad existente de losas afectadas en una sección o muestra, de acuerdo con las premisas siguientes:  

Levantamiento en fisura cuenta como una losa afectada. Levantamiento en juntas se cuenta como dos losas afectadas.

3.3.2. Dislocamiento Descripción: Es una falla provocada por el tránsito en la que una losa del pavimento a un lado de una junta presenta un desnivel con respecto a una losa vecina; también puede manifestarse en correspondencia con fisuras.

Posibles causas: Es el resultado en parte del ascenso a través de la junta o grieta del material suelto proveniente de la capa inferior de la losa (en sentido de la circulación del tránsito) como también por depresión del extremo de la losa posterior, al disminuir el soporte de la fundación.


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Son manifestaciones del fenómeno de bombeo, cambios de volumen que sufren los suelos bajo la losa de concreto y de una deficiente transferencia de carga entre juntas.

Niveles de severidad: La severidad se determina en función del desnivel medido en correspondencia con las juntas, se diferencian tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Diferencia de nivel de 3 a 10 mm. M (Mediano) Diferencia de nivel de 10 a 20 mm. A (Alto) Diferencia de nivel mayor de 20 mm. Medición: Los dislocamientos se miden contando y registrando separadamente según su severidad, la cantidad existente en una sección o muestra, generalmente en términos de número de losas afectadas, de acuerdo a las siguientes premisas:  

El dislocamiento a través de una junta, se cuenta como una losa. El dislocamiento a través de una grieta es una falla combinada; no se computa como dislocamiento pero se considera al definir la severidad de la grieta.

La medición se efectúa a una distancia de 0.30 a 0.50 metros del borde externo de las losas. No se efectúa la medición en juntas afectadas por parchados temporales.

3.3.3. Hundimiento Descripción: Depresión o descenso de la superficie del pavimento en un área localizada del mismo; puede estar acompañado de un fisuramiento significativo, debido al asentamiento del pavimento.

Posibles causas: Este tipo de deformación permanente del pavimento, con o sin agrietamiento puede ocurrir cuando se producen asentamiento o consolidación en la subrasante, por ejemplo, en terraplenes cuando existen condiciones muy desfavorables para la fundación, o bien en zonas contiguas a una estructura de drenaje o de retención donde puede ocurrir el asentamiento del material de relleno por deficiente compactación inicial o bien por movimiento de la propia estructura. También pueden ser originadas por deficiencias durante el proceso de construcción de las losas. Niveles de severidad: Siendo en general de gran longitud de onda, se pueden diferenciar tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) según su incidencia en la comodidad de manejo, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) El hundimiento causa al vehículo un balanceo o salto característico, sin generar incomodidad. M (Mediano) El hundimiento causa a los vehículos un significativo salto o balanceo, que genera incomodidad. Diseño moderno de pavimentos

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A (Alto) El hundimiento causa un excesivo salto que provoca una pérdida de control de los vehículos, siendo necesario recurrir a una reducción de velocidad. Medición: Los hundimientos se miden contando y registrando separadamente según su severidad, la cantidad existente en una sección o muestra. Los resultados pueden computarse sobre la base de:   

Los metros cuadrados afectados. El número de losas afectadas. Simplemente el número de daños observados.

Tratándose de una falla de tipo puntual, originada en causas localizadas, suele excluirse de los procedimientos para inventarios de condición, limitándose a informar su existencia.

3.4.

Desintegraciones en estructuras de Pavimento rígido

3.4.1. Descascaramiento y fisuras capilares Descripción: Descascaramiento es la rotura de la superficie de la losa hasta una profundidad del orden de 5 a 15 mm, por desprendimiento de pequeños trozos de concreto. Por fisuras capilares se refiere a una malla o red de fisuras superficiales muy finas, que se extiende solo a la superficie del concreto. Las mismas que tienden a intersectarse en ángulos de 120º.

Posibles causas: Las fisuras capilares generalmente son consecuencia de un exceso de acabado del concreto fresco colocado, produciendo la exudación del mortero y agua, dando lugar a que la superficie del concreto resulte muy débil frente a la retracción. Las fisuras capilares pueden evolucionar en muchos casos por efecto del tránsito, dando origen al descascaramiento de la superficie, posibilitando un desconchado que progresa tanto en profundidad como en área. También pueden observarse manifestaciones de descascaramiento en pavimentos de concreto armado, cuando las armaduras se colocan muy próximas a la superficie.

Niveles de severidad: Se diferencian tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) según el tipo de daño y el área de la losa afectada, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Fisuras capilares se extienden sobre toda la losa; la superficie se encuentra en buena condición sin descascaramiento. M (Mediano) La losa evidencia descascaramiento, pero estas son de reducida área, afectando menos del 10% de la losa. A (Alto) La losa evidencia descascaramiento en áreas significativas, afectando más del 10% de la losa.


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Medición: Se miden en términos de número de losas afectadas. Una vez identificada la severidad de la falla se registra como una losa, con su nivel de severidad correspondiente. Se totaliza el número de losas afectadas en la muestra o sección, para cada nivel de severidad. 3.4.2. Pulimiento de la superficie Descripción: Superficie de rodamiento excesivamente lisa por efecto del pulimiento de los agregados que la componen.

Posibles causas: Esta deficiencia es causada principalmente por el tránsito, el mismo que produce el desgaste superficial de los agregados de naturaleza degradable, particularmente cuando el concreto es de calidad pobre y favorece la exposición de los mismos. Cuando el agregado en la superficie favorece la exposición de los mismos. Cuando el agregado en la superficie llega a ser muy suave al tacto, la adherencia con las llantas de los vehículos se reduce considerablemente. La reducción de la fricción o resistencia al deslizamiento, puede alcanzar niveles de riesgo para la seguridad del tránsito. El pulimiento de los agregados puede ser considerado cuando un examen de cerca revela que el número de contactos con el agregado sobre la superficie es muy reducido y este presenta una superficie suave al tacto.

Niveles de severidad: No se definen niveles de severidad. El grado de pulimiento de la superficie debe ser significativo para ser informado. Medición: De ser necesario puede medirse en metros cuadrados de superficie afectada. 3.4.3. Peladuras Descripción: Progresiva desintegración de la superficie del pavimento por pérdida de material fino desprendido de matriz arena cemento del concreto, provocando una superficie de rodamiento rugosa y eventualmente pequeñas cavidades.

Posibles causas: Son causadas por el efecto abrasivo del tránsito sobre concretos de calidad pobre, ya sea por el empleo de dosificaciones inadecuadas (bajo contenido de cemento,


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exceso de agua, agregados de inapropiada granulometría), o bien por deficiencias durante su ejecución (segregación de la mezcla, insuficiente densificación, curado defectuoso, etc.).

Niveles de severidad: Se diferencian tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) según la magnitud de los desprendimientos, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Pequeñas peladuras muy superficiales, puntuales o concentradas en pequeñas áreas, como remiendos. M (Mediano) Peladuras generalizadas, se extienden en la superficie dando lugar a una textura abierta, pero los desprendimientos se limitan a material fino, solo superficialmente. A (Alto) Peladuras generalizadas, se extienden en la superficie dando lugar a una superficie muy rugosa, con desprendimiento de agregado grueso formando cavidades o pequeños baches superficiales. Medición: Se miden en términos de losas afectadas. Una vez identificada la severidad de la falla, se registra como una losa con su grado de severidad correspondiente. Se totaliza el número de losas afectadas en la muestra o sección para cada nivel de severidad. 3.4.4. Bache Descripción: Descomposición o desintegración la losa de concreto y su remoción en una cierta área, formando una cavidad de bordes irregulares.

Posibles causas: Los baches se producen por conjunción de varias causas: fundaciones y capas inferiores inestables; espesores del pavimento estructuralmente insuficientes; defectos constructivos; retención de agua en zonas hundidas y/o fisuradas. La acción abrasiva del tránsito sobre sectores localizados de mayor debilidad del pavimento o sobre áreas en las que se han desarrollado fisuras en bloque, que han alcanzado un alto nivel de severidad, provoca la desintegración y posterior remoción de parte de la superficie del pavimento, originando un bache. Niveles de severidad; Se definen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano, Alto) en función del área afectada y de la profundidad del bache, asociada ya sea a hundimientos como a la pérdida de material, de acuerdo a la siguiente tabla: Profundidad máxima (cm) Menor a 2.5 De 2.5 - 5.0 Mayor a 5.0

Diámetro promedio del bache (cm) Menor a 70 70 - 100 Mayor a 100 B B M B M A M M A

Medición: Los baches descubiertos pueden medirse alternativamente: Diseño moderno de pavimentos

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Mejoramiento y reparación de pavimentos rígidos 



3.5.


Contando el número de baches por cada nivel de severidad y registrando estos separadamente. Computando éstos en metros cuadrados de superficie afectada, registrando separadamente las áreas, según su nivel de severidad.

Deficiencias de juntas en estructuras de Pavimento rígido

3.5.1. Deficiencias en material de sello Descripción: Se refiere a cualquier condición que posibilite la acumulación de material en las juntas o permita una significativa infiltración de agua. La acumulación de material incompresible impide el movimiento de la losa, posibilitando que se produzcan fallas, como levantamiento o despostillamientos de juntas.

Posibles causas: Las causas más frecuentes para que el material de sello sea deficiente, son:     

Endurecimiento por oxidación del material de sello. Pérdida de adherencia con los bordes de las losas. Levantamiento del material de sello por efecto del tránsito y movimientos de las losas. Escasez o ausencia del material de sello Material de sello inadecuado

Niveles de severidad: Se diferencian tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) El material de sello se encuentra en general en buena condición en toda la sección o muestra evaluada; pueden presentarse, pero solo en cantidad reducida, algunos de los defectos arriba indicados, pero no existe riesgo de infiltración de material incompresible. M (Mediano) El material de sello se encuentra en general en condición regular, en toda la sección o muestra; uno o más defectos de la relación arriba indicados ocurren en grado moderado; el material de sello necesita ser reemplazado en un período de dos años. A (Alto) El material de sello se encuentra en general en condición pobre, o bien no existe; en toda la sección o muestra, uno o más defectos de la relación arriba indicada ocurren con grado de severidad alto, las juntas requieren ser selladas o reselladas a la brevedad. Medición: Las deficiencias del material de sello no se contabilizan de losa en losa. La calificación asignada se refiere a la condición del material de sello en toda el área.


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3.5.2. Despostillamiento Descripción: Rotura, fracturación o desintegración de los bordes de las losas dentro de los 0.60 metros de una junta o una esquina y generalmente no se extiende más allá de esa distancia. Además no se extiende verticalmente a través de la losa sino que intersectan la junta en ángulo

Posibles causas: Los despostillamientos se producen como consecuencia de diversos factores que pueden actuar aislada o combinadamente; excesivas tensiones en las juntas ocasionadas por las cargas del tránsito y/o por infiltración de materiales incompresibles; debilidad del concreto en la proximidad de la junta debido a un sobre acabado y excesiva disturbación durante la ejecución de la junta; deficiente diseño y/o construcción de los sistemas de transferencia de carga de la junta; acumulación de agua a nivel de las juntas. Niveles de severidad: Se definen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) combinando el estado de las "piezas" que se forman por el fracturamiento en contacto con la junta, así como el ancho y longitud afectada, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Pequeños fracturamientos, que no se extienden más de 8 cm a cada lado de la junta, dan lugar a pequeñas piezas que se mantienen bien firmes, aunque ocasionalmente algún pequeño trozo puede faltar. M (Mediano) Las fracturas se extienden a lo largo de la junta en más de 8 cm a cada lado de la misma, dando origen a piezas o trozos relativamente sueltos, que pueden ser removidos; algunos o todos los trozos pueden faltar, pero su profundidad es menor de 25 mm. A (Alto) Las fracturas se extienden a lo largo del a junta en más de 8 cm a cada lado de la misma, las piezas o trozos han sido removidos por el tránsito y tienen una profundidad mayor de 25 mm. Medición: Se miden contando y registrando el número de juntas afectadas con cada nivel de severidad, expresándolos en términos de números de losas afectadas, de acuerdo a las siguientes premisas: 





Si el despostillamiento afecta un solo borde de la losa se controla como una losa con despostillamiento. Si el despostillamiento ocurre a cada lado de la junta, afectando dos losas adyacentes, se registra como 2 losas. Si el despostillamiento se observa en más de un borde de la misma losa se registra como una losa indicando el nivel de severidad correspondiente al borde más dañado.

3.5.3. Fisuras por mal funcionamiento de juntas Descripción: Fisuras sinuosas aproximadamente paralelas a la junta, en algunos casos transversalmente y en forma de arcos erráticos, localizados muy próximas a las mismas.


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Posibles causas: La falta de verticalidad y la inadecuada inserción de los elementos empleados para inducir el corte de la junta, cortes poco profundos, excesiva disturbación durante la ejecución de las juntas son algunas causas frecuentes que provocan una fisura paralela muy próxima a las mismas (doble junta). Típicamente, la colocación de barras pasadores mal alineados, el empleo de barras de insuficiente diámetro y/o longitud, o bien la corrosión de éstas, impiden el movimiento normal de las juntas, provocando fisuras próximas a la junta transversal, a una distancia de 0.20 a 0.40 metros.

Niveles de severidad: Se definen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) según las características de las fisuras y el estado del pavimento entre éstas y la junta correspondiente, de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) Existen algunas de las condiciones siguientes: • •

Fisuras finas bien delgadas, de ancho menos de 3 mm. Fisuras selladas de cualquier ancho, con sello en condición satisfactoria; no hay signos visibles de despostillamiento y/o dislocamiento.

M (Mediano) Existen algunas de las condiciones siguientes: • • • •

Fisuras de ancho promedio de 3 a 10 mm. Fisuras hasta 10 mm con despostillamiento y/o dislocamiento hasta 10 mm. Fisuras selladas de cualquier ancho, con sello en condición insatisfactoria. Por despostillamiento, el área entre la fisura y la junta ha comenzado a fracturarse en trozos pequeños.

A (Alto) Existen algunas de las condiciones siguientes: • • •

Fisuras de ancho promedio mayor de 10 mm. Fisuras, selladas o no, con despostillamiento y/o dislocamiento mayor de 10 mm. El área entre las fisuras y la junta se ha fracturado en trozos pequeños que se encuentran sueltos y/o removidos por el tránsito.

Medición: Una vez identificada la severidad del daño, se mide contabilizando el número existente en una muestra o sección, en términos de juntas afectadas. Se totaliza el número de juntas que presentan este daño para cada nivel de severidad.

3.6.

Otros deterioros en estructuras de pavimento rígido

3.6.1. Parchados y reparaciones para servicios públicos Descripción: Un parche es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado, ya sea con un material similar o eventualmente diferente, para reparar el pavimento existente, también un parchado por reparación de servicios públicos es un parche que se ha ejecutado para permitir la instalación o mantenimiento de algún tipo de servicio público subterráneo. Diseño moderno de pavimentos

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Los parchados disminuyen la serviciabilidad de la pista, al tiempo que pueden constituir indicadores, tanto de la intensidad de mantenimiento demandado por una carretera, como la necesidad de reforzar la estructura de la misma. En muchos casos, los parchados, por deficiente ejecución dan origen a nuevas fallas. Si bien los parches por reparaciones en servicios públicos se deben a causas bien diferentes, los niveles de severidad se definen en forma idéntica.

Niveles de severidad: Se definen tres niveles de severidad (Bajo, Mediano y Alto) de acuerdo con la siguiente guía: B (Bajo) El parche se comporta satisfactoriamente, con muy poco deterioro. M (Mediano) El parche se encuentra moderadamente deteriorado: se evidencia un moderado deterioro o descascaramiento alrededor de sus bordes y/o existe un pequeño desnivel con el pavimento continuo; si se presentan daños en su interior, éstos afectan su superficie. A (Alto) El parche está severamente dañado. La extensión o importancia de estos daños indican una condición de falla, siendo el reemplazo del parche necesario. Medición: Se miden contando separadamente según su nivel de severidad, el número de losas afectadas en una determinada sección o muestra, de acuerdo a las siguientes premisas: 



Si una losa tiene uno o más parches con el mismo nivel de severidad, se cuenta como una losa conteniendo esa falla. Si una losa tiene parches con más de un nivel de severidad, se cuenta como una losa con el mayor nivel de severidad observado.


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4. 4.1

Reparación y rehabilitación

REPARACIÓN Y REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

Fisura Transversal

El proceso de reparación que se debe utilizar es el sellado de grietas para anchos de 30 mm. Se deberá limpiar el área a reparar a toda la profundidad de la grieta, utilizando herramientas manuales para remover el material que se ha acumulado en la grieta, posteriormente se debe de limpiar con un cepillo de acero, tal que asegure la eliminación de cualquier material extraño o suelto que se encuentre alojado en la grieta. Una vez realizada la limpieza, procedemos al sellado de la junta, con material mástic asfáltico, el espesor de este material será como mínimo 20 mm, el relleno deberá quedar de 4 a 5 mm por debajo de la superficie del pavimento.

4.2

Fisura longitudinal

Como hemos catalogado su severidad como baja debido al ancho de la fisura, el proceso de reparación recomendado es el sellado de grietas con material mástil asfáltico, pero antes debe de limpiarse el área afectada con herramientas manuales adecuadas que permitan la remoción de materiales ajenos a la estructura del pavimento; luego de haber removido todo el material se debe de barrer la fisura con una escobilla de acero para asegurar la eliminación de cualquier material extraño. El espesor del material sellante será como mínimo de 15 mm, y deberá quedar entre 4 y 5 mm, por debajo de la superficie del pavimento.


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4.3


Fisura de esquina

Como hemos catalogado su severidad como medio debido al ancho de la fisura, el proceso de reparación recomendado es el sellado de grietas con material mástil asfáltico, pero antes debe de limpiarse el área afectada con herramientas manuales adecuadas que permitan la remoción de materiales ajenos a la estructura del pavimento; luego de haber removido todo el material se debe de barrer la fisura con una escobilla de acero para asegurar la eliminación de cualquier material extraño. El espesor del material sellante será como mínimo de 15 mm, y deberá quedar entre 4 y 5 mm, por debajo de la superficie del pavimento. Este proceso de reparación deberá efectuarse lo más pronto posible para evitar la reparación parcial y la remoción del concreto.


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4.4


Fisuras en bloque

Como hemos catalogado su severidad como medio debido al ancho de la fisura, el proceso de reparación recomendado es el sellado de grietas con material mástil asfáltico, pero antes debe de limpiarse el área afectada con herramientas manuales adecuadas que permitan la remoción de materiales ajenos a la estructura del pavimento; luego de haber removido todo el material se debe de barrer la fisura con una escobilla de acero para asegurar la eliminación de cualquier material extraño. El espesor del material sellante será como mínimo de 15 mm, y deberá quedar entre 4 y 5 mm, por debajo de la superficie del pavimento. Además de sellar las grietas longitudinales se deberán limpiar las juntas longitudinales de material extraño y una vez removido este material se procederá al sellado con silicón para garantizar que el alabeo de la losa durante los cambios de temperatura no afecten los tableros adyacentes, por efectos de fisuración. Este proceso de reparación deberá efectuarse lo más pronto posible para evitar la reparación parcial y la remoción del concreto.

4.5

Baches

El procedimiento por reparación total, se realizará por demolición por el gran agrietamiento existente y porque en una gran área de la vía existe hundimiento del pavimento, no se recomienda el izado del tablero de losa porque al realizar esta operación se puede fracturar todo el concreto y dañar la estructura de pavimentos flexibles que se encuentran en la periferia. Debe recordarse que la reparación total consiste en: 

La demolición en este caso es recomendada por el gran deterioro que presenta el pavimento. La demolición se puede realizar con la ayuda de un martillo neumático (jack hammer), un martillo de caída libre (drop hammer), o un ariete hidráulico ( hidraulic ram), retirando luego el material mediante el uso de una retroexcavadora o de herramientas manuales.


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Mejoramiento y reparación de pavimentos rígidos 

4.6


Para no dañar el pavimento circundante se recomienda realizar cortes de sierra de profundidad total en los bordes, en ubicaciones predeterminadas, además se deben de hacer cortes secundarios, de toda la profundidad dentro del área que se va a remover, en forma paralela y aproximadamente a una distancia de 300 mm de cada uno de los cortes periféricos. Esto incluye la junta longitudinal existente.

Despostillamiento

Como los niveles de los deteriores son medianos, la fisura de esquina es de 5mm y el despostillamiento es considerable en extensión se recomienda la remoción parcial de un tablero de la losa que abarque desde la esquina de este mas 80 mm más allá de la fisura de esquina.    

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Definir el área a remover (entre 80 a 100 mm más allá de las áreas afectada). Definir áreas cuadradas y rectangulares para que la remoción del concreto sea más fácil. Pintar los límites de remoción. Efectuar un corte con una sierra alrededor del perímetro del área a reparar. El corte de la sierra debe tener una profundidad mínima de 40 mm. La superficie se debe remover en una profundidad mínima de 40 mm con herramientas neumáticas ligeras hasta que quede expuesto el concreto sano. Retirar los escombros con herramientas manuales cincelado una vez que se haya utilizado la herramientas neumáticas. Como nuestra remoción se efectúa cerca de una junta longitudinal y transversal, antes de verter el concreto se debe colocar un inserto incomprensible para evitar la adherencia entre tableros adyacentes.


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4.6.


Sellado de juntas y grietas

El siguiente método para la limpieza y resellado de juntas es el utilizado habitualmente: 1. Se extrae el material del sello viejo hasta una profundidad de 2 o 3 cm. 2. Utilizando una máquina limpia juntas, limpian las caras verticales de l a junta y se remueven los materiales extraños de la superficie del pavimento, extendiéndose varios centímetros a cada lado de la junta. 3. Se aplica un chorro de aire comprimido a la junta. Las paredes de las juntas deben imprimarse con emulsión asfáltica diluida (emulsiones del tipo CSS-1 O SS- 1), no deberá imprimarse una longitud mayor que aquella que pueda sellarse en la jornada de trabajo. 4. Se inserta en el fondo de la hendidura una esponja de goma o plástico, o cinta de papel; esto se realiza para proporcionar una cara inferior no adhesiva para el sello.

1. Se sella en una sola aplicación. Los bordes exteriores de las juntas transversales deben elevarse para evitar que el material de sellado escurra hacia el extremo de la losa.


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El sellado de fisuras y el relleno de juntas son las tareas más importantes para mantener en buen estado cualquier tipo de pavimento. Y esto es así por una razón muy sencilla. El elemento estructural más importante es la base que se encuentra por debajo del pavimento. La estabilidad estructural de la base se logra a partir del estado de compactación de las partículas de materiales áridos y suelos que la componen.


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4.7.


Reparación en todo el espesor de losa de pavimento rígido

Los siete pasos principales en la ejecución de una reparación de espesor completo son: 1. Aislamiento del área deteriorada, usando cortes de sierra a todo el espesor de la losa. 2. Remover el pavimento deteriorado preferiblemente levantándolo por medio de cadenas de acero conectadas a pernos de levantamiento.

3.

4.

5.

6. 7.

A veces las juntas del hormigón están tan deterioradas que hacen insegura su remoción por levantamiento. En estos casos es necesario romper el hormigón deteriorado en pequeños fragmentos que pueden ser retirados por retroexcavadoras y herramientas manuales. Reparación de la subbase y drene el agua lluvia si fuese necesario, si la remoción daño la subbase será necesario agregar y compactar nuevos materiales para la subbase. Compactar por medio de compactadores vibrantes de plato pequeños que pueden maniobrarse en el área confinada de reparación. Realizar una perforación para la colocación de barras de traspaso de cargas las cuales serán empotradas a la losa antigua mediante una lechada de cemento con un aditivo expansor. Estas barras de traspaso de cargas deben quedar espaciada a 30 cm entre sí. Antes de vaciar el hormigón verificar que las caras de las losas estén libres de humedad y limpias de polvo u otro material extraño; luego de esto vaciar el hormigón uniformemente vara evitar en paleo excesivo para la posterior vibración, acabado y texturizado. Se procede después al curado y aislado de la superficie. Aserre y selle los perímetros de reparación.


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Describámonos el concepto de un parche, un parche es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado, ya sea con un material similar o eventualmente diferente, para reparar el pavimento existente.

4.8. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

8.

9.

Reparación de espesor parcial Definir el área a remover (entre 80 a 100 mm más allá de las áreas afectada). Definir áreas cuadradas y rectangulares para que la remoción del concreto sea más fácil. Pintar los límites de remoción. Efectuar un corte con una sierra alrededor del perímetro del área a reparar. El corte de la sierra debe tener una profundidad mínima de 50 mm. La superficie se debe remover en una profundidad mínima de 40 mm con herramientas neumáticas ligeras hasta que quede expuesto el concreto sano. Retirar los escombros con herramientas manuales cincelado una vez que se haya utilizado las herramientas neumáticas livianas. Como nuestra remoción se efectúa cerca de una junta longitudinal y transversal, antes de verter el concreto se debe colocar un inserto incomprensible para evitar la adherencia entre tableros adyacentes; y entre la superficie de contacto inferior una lechada de relación 1 : 1 de agua : cemento. El hormigón debe colocarse y luego vibrarse, de manera que quede a nivel con el resto del pavimento. La terminación debe ser mediante un platachado y finalizando con una textura superficial similar a la del resto, de manera que el parche se mimetice. Se debe proceder al curado y sellado de juntas.


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4.9.


Instalación de drenes de pavimento.

1. Se deberán compactar las bermas y la subbase subyacente donde se insertará el dren. 2. Se colocará la tela geotextil, la que deberá quedar perfectamente ajustada a la zanja, sin arrugas ni bolsones de aire. El material permeable se colocará en la misma dirección en que se colocará la tela, es decir, en el sentido del escurrimiento de las aguas. 3. Las tuberías se instalarán sobre 30 a 50 mm de material permeable. 4. Se procederá a completar el relleno de la zanja con material permeable; una vez compactado con equipos manuales adecuados se deberá cubrir con la tela geotextil, la que deberá traslaparse en todo el ancho por la parte superior. 5. Las tuberías de descarga se instalarán a distancias no superiores a 50 m entre sí y además en todos los puntos bajos del trazado. En sectores de corte, donde no sea posible cumplir con esta condición, se deberá aumentar proporcionalmente la sección de la tubería longitudinal. 6. Los rellenos deberán realizarse de manera de dejar la berma en una condición idéntica como la que tenía antes de realizar el trabajo de instalación de drenes de pavimento.

4.10. Cepillado de la superficie El Cepillado de Pavimentos es una técnica de conservación de pavimento que corrige una variedad de imperfecciones en su superficie, tanto en suelos de hormigón, como en pavimentos asfálticos. Esta técnica es especialmente utilizada en superficies de hormigón, en conjunción con otras técnicas de reparación de hormigón (RPH), tales como la estabilización de las losas, la reparación de espesor parcial y completo, la colocación de barras en cruz, la colocación de barras de traspaso de carga y el sellado de grietas. El Cepillado restaura la calidad de un pavimento, mejorando la manejabilidad en éste, eliminando irregularidades superficiales de las superficies causadas por la carga del tráfico y el desgaste natural que sucede con el tiempo. El Cepillado genera una mejora significativa en la macrotextura superficial, aumentando el índice la fricción, la reducción del ruido y la seguridad y suavidad de un pavimento.


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Antes de iniciar los trabajos se requiere de señalización de seguridad para trabajos en pista. La zona a intervenir deberá ser cepillada hasta que la superficie del pavimento a ambos de lados de una junta transversal o grieta esté en el mismo plano. La operación debe terminar en un pavimento que cumpla con una sección transversal típica. En esencia, se desea que el cepillado elimine el escalonamiento en juntas y grietas, que el conjunto de todas las variables relacionadas con la calidad del rodado queden dentro de los límites permitidos, es decir, como máximo 6 mm. De diferencia entre losas de hormigón. El equipo básico para este trabajo es la cepilladora. Esta es una máquina específicamente diseñada para suavizar y mejorar la textura para pavimentos de hormigón de cemento mediante estrellas diamantadas. El equipo debe ser de un tamaño tal que permita cortar o rasar a lo menos 90 mm de ancho. Su funcionamiento exige una revisión periódica, especialmente en los se refie re a la circularidad de sus ruedas. Cualquier anomalía en este último sentido debe ser corregida de inmediato. Se requiere un recipiente con agua, ya que la cepilladora requiere de esta para evitar el desgaste mayor de las estrellas, así como para humedecer la superficie y evitar que el hormigón desbastado con el viento se suspenda en el aire, provocando problemas de visibilidad para los vehículos que circulan por las vías laterales. También se necesita de escobillones y palas para retirar los restos de polvo provocados por el cepillado

4.11. Nivelación de Bermas El procedimiento de ejecución de estos trabajos es el siguiente:


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Se demarcará la zona desnivelada con respecto del pavimento. Colocar estacas que definan el área y las cotas que deben quedar. La pendiente transversal de la berma estará comprendida entre un 4 y un 5 % en tramos rectos; en curvas se ajustará de manera que la diferencia entre el peralte y la pendiente de la berma no supere el 8%. Bermas no revestidas en hormigón : se deberá retirar todo el material sin dañar la superficie de pavimento adyacente, con una profundidad de 50 mm, retirando también toda piedra superior a 50 mm. Se procederá a recebar y a compactar. Bermas revestidas en hormigón: cortar con sierras u otras herramientas dejando cortes limpios, luego se retirará material con una profundidad de 50 mm y toda piedra superior a 50 mm, se procederá a recebar y compactar. Luego se aplicara un riego de liga o imprimar para así poder colocar una mezcla asfáltica de reemplazo o un tratamiento superficial.


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Monografía - Falla Pavimento Rígido

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