UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD CA C ATÓLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE FACULTAD FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍ A ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO ACADÉMICO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN TÍTULO: “DIAGNOSTICO
Y EVALUACIÓN EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO CONCRETO
RÍGIDO – AHUELLAMIENTO Y AGRIETAMIENTO EN LA AV. TUPAC AMARU (ENTRE LOS JR. LAS MERCEDES Y JR. LOS NOGALES), DEL DISTRITO DE MANANTAY,
PROVINCIA
DE
CORONEL PORTILLO,
DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE UCAYALI, JUNIO - 2016”
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO T ÍTULO DE:
INGENIERO CIVIL AUTOR:
SANDRO AUGUSTO TUESTA RIS ASESOR
Ing. LUIS A. RAMIREZ PALOMINO
PUCALLPA – PERÚ 2016
i
11
UNIVERSIDAD CATÓLICA CATÓLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE FACULTAD FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍ A ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO ACADÉMICO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN TÍTULO: “DIAGNOSTICO
Y EVALUACIÓN EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO CONCRETO
RÍGIDO – AHUELLAMIENTO Y AGRIETAMIENTO EN LA AV. TUPAC AMARU (ENTRE LOS JR. LAS MERCEDES Y JR. LOS NOGALES) DEL DISTRITO DE MANANTAY,
PROVINCIA
DE
CORONEL PORTILLO,
DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE UCAYALI, JUNIO - 2016” Aprobado por:
ING. GILBERTO REGULO SÁNCHEZ GAMARRA GAMARRA PRESIDENTE DE JURADO
ING. MIGUEL ANGEL CHANG HEREDIA MIEMBRO DE JURADO
ING. WILMER OSWALDO CÓRDOVA CÓRDOV A CÓRDOVA CÓRDOV A MIEMBRO DE JURADO
pág. 2
UNIVERSIDAD CATÓLICA CATÓLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE FACULTAD FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍ A ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO ACADÉMICO ACADÉMICO DE METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN TÍTULO: “DIAGNOSTICO
Y EVALUACIÓN EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO CONCRETO
RÍGIDO – AHUELLAMIENTO Y AGRIETAMIENTO EN LA AV. TUPAC AMARU (ENTRE LOS JR. LAS MERCEDES Y JR. LOS NOGALES) DEL DISTRITO DE MANANTAY,
PROVINCIA
DE
CORONEL PORTILLO,
DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE UCAYALI, JUNIO - 2016” Aprobado por:
ING. GILBERTO REGULO SÁNCHEZ GAMARRA GAMARRA PRESIDENTE DE JURADO
ING. MIGUEL ANGEL CHANG HEREDIA MIEMBRO DE JURADO
ING. WILMER OSWALDO CÓRDOVA CÓRDOV A CÓRDOVA CÓRDOV A MIEMBRO DE JURADO
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Agradecimiento A la Universidad Católica Los Ángeles Ángeles Chimbote, A Todos Mis Amigos Amigos Que Me Dieron Fortaleza Para no Desmayar y Seguir Adelante Y en especial a mi Madre, A Toda mi familia por su comprensión y paciencia paciencia Que me ha Permitido el Desarrollo de esta Tesis ¡GRACIAS!
pág. 3
Dedicatoria A Dios Nuestro Padre Celestial Por Darme la Fuerza y Voluntad Para concluir mí Carrera Profesional A la Memoria de mi Madre Rosaura Riss Por su amor infinito, que desde el Cielo guían mis pasos A mis hijos Keira, Kenneth y Zoe por su Cariño, con todo el amor de mi corazón para ellos De igual forma, a mis hermanos quienes Me brindaron su apoyo y confiaron siempre en mí.
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RESUMEN La tesis que presento tiene como objetivo Conocer cuál es el estado actual del pavimento de la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Departamento de Ucayali, estableciendo los tipos de fallas o patologías y el nivel de incidencia de cada una de ellas en la superficie representado en porcentaje. Para el Distrito de Manantay hemos encontrado varios tipos de patologías que afectan la superficie del Pavimento, para lo cual se aplicó la metodología del PCI (Pavement Condition Index) o índice de condición del pavimento de orden visual y con visión de ingeniería la cual dio como resultado un PCI general total de 93. La mayor incidencia en las patologías que tienen los pavimentos del distrito de Manantay, corresponden a Ahuellamiento y Agrietamientos, con un nivel leve y moderado de severidad, sin embargo a nivel de todas las calles tenemos un nivel de Excelente. Es de notar que para obtener el PCI de todo el cercado se tiene que tener los PCI de cada una de sus calles y luego en un promedio simple de los valores de los PCI se tendrá el PCI final.
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ABSTRACT We are presenting the thesis aims to find out what the current state of Runway pavement of the streets of District Fencing Manantay, Coronel Portillo, establishing fault types or conditions and the level of incidence of each surface expressed as a percentage . In the case of Fencing District Manantay we found several types of pathologies affecting the runway surface, for which the methodology of PCI (Pavement Condition Index) or condition index pavement visual order and forward was applied engineering which resulted in a total of 93 overall PCI. The greatest incidence of the diseases that have tracks Manantay District Fencing correspond to aggregates and Flaking polish with a mild to moderate level of severity , however the level of the streets have a level of Excellent. It is noteworthy that for all the PCI fencing has to have the PCI of each of its streets and then a simple average of the values of the PCI is the PCI will end. We are presenting the thesis aims to find out what the current state of Runway pavement of the streets of District Fencing Manantay, Coronel Portillo, establishing fault types or conditions and the level of incidence of each surface expressed as a percentage .
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CONTENIDO TÍTULO……………………………………………………………………..
1
HOJA DE FIRMAS………………………………………………………..
2
AGRADECIMIENTO ………………………………………………………
3
DEDICATORIA…………………………………………………………….
4
RESUMEN………………………………………………………………….
5
ABSTRAC………………………………………………………………….
6
CONTENIDO……………………………………………………………….
7
ÍNDICE DE GRÁFICOS, TABLAS Y CUADROS ………………………
8
I.- INTRODUCCIÓN……………………………………………………..
9
II.- REVISIÓN DE LITERATUR A………………………………………..
15
III.- METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN………………………..
36
3.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN……………………………
36
3.2. UNIVERSO O POBLACIÓN Y MUESTRA…………………..
37
3.3. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS………………………………
38
IV.- RESULTADOS………………………………………………………..
39
4.1. RESULTADOS…………………………………………………..
39
4.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS………………………………….
46
V.- CONCLUSIONES……………………………………………………..
57
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS……………………………………
57
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………
58
ANEXOS……………………………………………………………………
60
pág. 7
ÍNDICE DE GRÁFICOS TABLAS Y CUADROS Tabla Nº 01: Escala de calificación de la servicialidad servicialidad de los pavimentos ……………………………………..
Pág. 21
Gráfico Nº 01: Curva del comportamiento de un pavimento ……..
Pág. 23
Cuadro Nº 01: Rango de calificación calificación del PCI……………………..
Pág. 27
Cuadros de resultados de las hojas de inspección, ábacos utilizados, cálculos del del PCI, gráfico y cálculos y gráficos del pci en general de la zona en estudio ………………………………
Pág 41
pág. 8
I. INTRODUCCIÓN En los diversos lugares del país así como en nuestra ciudad del Distrito de Manantay, los pavimentos deben permanecer en buen estado para dar una buena visión del del ornato de la ciudad ciudad
para la seguridad seguridad de los
vehículos y de las personas quienes manejaran con normalidad sin tener que esquivar huecos, Agrietamientos o grietas, etc., lo cual podría generar accidentes. La durabilidad de las pistas en la actualidad es muy limitada ya que se requiere de un mantenimiento constante y cómo podemos ver en nuestra ciudad las pistas no tienen un buen mantenimiento, además de algunos factores que puedan incurrir como es el proceso constructivo, el clima, el uso, los materiales, etc., de tal manera que en función a cada uno de estos factores se tiene el comportamiento comportamiento y durabilidad de las mismas. mismas. En nuestro estudio los pavimentos de concreto rígido han sido diseñados diseñados para un nivel de durabilidad estructural de 20 años. Sin embargo podemos observar que en varios lugares del país se aprecian los pavimentos con patologías a temprana edad como es fisuras, pulimento de agregados, Ahuellamiento Ahuellamiento y agrietamiento. agrietamiento. Muchas de las obras del estado se empiezan dañando y se les deja que se sigan dañando hasta que sea necesario renovarlas totalmente generando como consecuencia una pérdida para el estado porque tiene que hacerla de nuevo pudiendo haberse aplicado un mantenimiento preventivo y asi siempre se ve calidad de vida en las calles. La idea que se viene aplicando en la mayoría de las obras del estado es corregir lo dañado o rehacer de nuevo en lugar de prevenir con un buen mantenimiento. pág. 9
1.1 PLANEAMIENTO PLANEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 1.1.1. PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA a) CARACTERIZACIÓN CARACTERIZACIÓN El Distrito de Manantay fue creada el 06 de junio de 2006 mediante Ley Nº 28753 – Ley de Demarcación y Ordenamiento Territorial de la Provincia de Coronel Portillo en el Departamento de Ucayali, con un territorio de 659.93 Km2 de superficie y una población de 70,745 habitantes, que resulta una densidad poblacional de 107 Hab/Km2. La densidad Poblacional es un indicador que mide el grado de concentración de la población en un determinado espacio geográfico. Asimismo tiene bajo su jurisdicción al Centro Poblado de Nuevo San Juan, ubicado en el Río Alto Ucayali.
UBICACIÓN LÍMITES
GEOGRÁFICA
Y
El Distrito de Manantay se ubica al sur de la Ciudad de Pucallpa.
Sus límites: Por el Norte con el Distrito de Callería Por el Sur con el Distrito de Honoria, Provincia de Puerto Inca (Huánuco). Por el Oeste con el Distrito de Campo Verde Por el Este con el Distrito de Calleria y Masisea
POBLACION Y VIVIENDA La población del Distrito de Manantay, según el censo nacional 2007; XI de población y VI de vivienda, a nivel preliminar es de 70,745 habitantes, del cual 35,379 son hombres y 35,366 son mujeres, en dicho censo se practicaron a 15,484 hogares en 70,559 viviendas, nuestra población esta conformada por un Núcleo Urbano ( San Fernando), 05 Urbanizaciones aprobadas, 15 habilitaciones urbanas, 11 Asociaciones de vivienda, 30 Asentamientos Asentamientos humanos titulados, titulados, 27 Asentamientos Asentamientos humanos no titulados pág. 10
y 05 Asentamientos Humanos no determinados ( por COFOPRI), 01Centro Poblado Menor y 32 Caseríos. Fuente: INEI - Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda
CAPITULO I: SINTESIS DE LA PROBLEMÁTICA I. DINAMICA SOCIAL 1.1.- Crecimiento Demográfico y Migraciones
El Distrito de Manantay se caracteriza por una alta migración proveniente de otras regiones, principalmente de la sierra central, que se acentuaron en la parte de la zona sur del distrito, de acuerdo a los últimos datos estadísticos y proyecciones del INEI la población viene creciendo en forma acelerada. 1.2.- Pobreza: Necesidades Básicas Insatisfechas
En el informe del INEI sobre la reestimación de la pobreza por distritos, se señala la tasa de incidencia de la pobreza, en relación a los servicios básicos de Agua y Desagüe a nivel distrital es deficiente, es decir no cuenta con sistema integral de agua potable de acuerdo a la demanda poblacional actual y mucho menos por la población futura. En cuanto a la electricidad, cabe destacar el abastecimiento durante las 24 horas de dotación de energía por parte de electroUcayali, y la mayoría de los Asentamientos
Humanos no
cuentan con este elemental servicio. 1.3.- Niveles de Educación y Salud
A nivel Distrital cuenta con una población escolar 18,583 alumnos y una población docente de profesores, en lo que ha gestión estatal se refiere, los indicadores demuestran que existe altos porcentajes que han abandonado sus estudios por diversas causas (Tasa de Deserción Escolar) y la tasa de analfabetismo es el orden, de 12 % con predominio en las mujeres. Existen 68 instituciones educativas, 01 Centro Educación Ocupacional (CEO), y los programas no escolarizados de educación inicial (PRONEI).
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En el ámbito territorial del distrito de manantay, de acuerdo a la información proporcionada por la Dirección Sectorial Regional de Educación, cuenta con 68 instituciones educativas, entre estatales y no estatales, cuya infraestructura educativa es relativamente buena. En salud, persisten problemas relevantes, especialmente el indicador de mortalidad materna que es alto y expresa el bajo nivel de vida, salubridad y acceso a los servicios de salud y otros factores determinantes que exigen mejorar la calidad de los servicios. Contar con una población comprometida en el cuidado de su salud, tanto a nivel individual como colectivo. Los establecimientos de salud tienen una infraestructura anticuada e inadecuada, con equipamiento escaso y obsoleto, a pesar de haberse mejorado en los últimos años, los establecimientos son insufientes para lograr cobertura, por la demanda de casos de salud pública por diferentes enfermedades. 1.4.-Niveles de Empleo e Ingresos
El PBI del distrito de manantay es derivado principalmente de la actividad económica en la transformación de la madera, agricultura, constituyéndose en las dos actividades más importantes del distrito. El PBI es un indicador, de crecimiento económico país, región o localidad, basado en la producción de bienes y servicios en un determinado año, En el caso, se ha considerado el PBI percápita a nivel distrital. El entorno rural se caracteriza por una precaria base productiva agropecuaria que constituye una economía de auto consumo, sobre todo la población indígena que se encuentra ubicada en las riveras del río alto ucayali.
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Mapa Político de la Región de Ucayali
1.1.2. Problema ¿En qué medida el Análisis y evaluación de las patologías del concreto hidráulico en las pistas del Distrito de Manantay, provincia de Coronel Portillo, departamento de Ucayali, nos permitirá obtener un índice de integridad estructural y condición operacional de su superficie así como la posible solución de las patologías encontradas?
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1.2 Objetivos de la Investigación: 1.2.1. Objetivo General Analizar y evaluar el Índice de Condición del Pavimento, para las pistas del Distrito de Manantay, provincia de Coronel Portillo, departamento de Ucayali, a partir de las patologías del concreto.
1.2.2. Objetivos Específicos 1. Establecer el tipo de patologías de concreto que existen en el Jr. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay. 2. Calcular el Índice de Condición de Pavimento de las pistas del Jr. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay.
1.3 Justificación de la investigación La justificación de la presente investigación es por la necesidad de conocer el estado actual de la superficie Jr. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali según el análisis del tipo de patologías identificadas, asimismo por el grado de afectación que tienen sobre la condición del pavimento. Se justifica porque nos permite determinar el tipo de patologías del concreto que existen en el Jr. Túpac Amaru (entre Los Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali Según la información obtenida sobre la condición del pavimento, la municipalidad de Manantay tendrá un mejor fundamento par a la toma de decisiones en su rehabilitación, reconstrucción o renovación del pavimento del Jr. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali. pág. 14
II. REVISÓN DE LITERATURA 2.1. ANTECEDENTES 2.1.1. ANTECEDENTES INTERNACIONALES A nivel internacional el tratamiento que se les da a los pavimentos les permite mantener la durabilidad y belleza, como podemos verlo en las fotografías obtenidas indicadas en las fuentes de cada foto.
México En la foto se aprecia el pavimento de concreto hidráulico con motivo de la inauguración del tramo de carretera desde Entroque a Pachuca Tula I del Libramiento norte de la ciudad de México. En un nuevo tramo de 173 km de una de las carreteras de concreto hidráulico que tiene
las más altas especificaciones, ofrece importantes ventajas
económicas
www.imcyc.com/revistacyt/enero10/pavimentos.htm
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Nicaragua También en el artículo de construcción de pavimentos en Nicaragua podemos apreciar el pavimento de concreto hidráulico de esta ciudad y parte del proceso constructivo del mismo.
Pavimento en Nicaragua http://construccion.com.ni/articulo?idarticulo=134
2.1.2. ANTECEDENTES NACIONALES A continuación pasamos a detallar algunas tesis que se han realizado a nivel nacional:
A) Santillan Bermeo, denominada
José Octavio (2011), en la tesis
“Determinación
y evaluación de las patologías del
concreto en el pavimento de las pistas del A.H. Anita Cabrera del Distrito de San Juan Bautista,
Provincia de Maynas,
Departamento de Loreto” indica la importancia del análisis de las patologías del concreto en función a las características de la zona, a los procesos constructivos y otros factores según la realidad que corresponde, y concluye lo siguiente:
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1.- El nivel de incidencia de las patologías del concreto en las pistas de las calles del distrito de San Juan Bautista, Provincia de Maynas, Región Loreto son grietas lineales y grietas de esquina a un
nivel leve 2.- El índice promedio de condición de pavimento, para las pistas del distrito de San Juan Bautista, es 98 y en concordancia con la escala de evaluación del pci, se concluye que su estado de conservación es Excelente 3.- Se concluye que las pistas de la calle dos de febrero tiene un nivel de excelente con un PCI de 98. 4.- Se concluye que las pistas de las demás calles tienen un nivel de excelente deben aplicárseles el mantenimiento correctivo y rutinario .
B) Acosta Jiménez, Gilber (2012), en su tesis
“Determinación
y
evaluación de las patologías del concreto hidráulico de la Avenida Dos de Mayo del Distrito de Tambopata, Provincia de Tambopata, Departamento de Madre de Dios ”
indica
la
importancia de controlar las mezclas para evitar pulimento de agregados o craquelado los cuales se dan por una mezcla pobre de cemento y una arena muy polvosa, además concluye lo siguiente: 1.- El nivel de incidencia de las patologías del concreto en los paños del pavimento de rodadura del distrito
Tambopata –Tambopata-
Madre de Dios son Grietas Lineales, pulimento de agregados,
Descascaramiento de juntas y craquelado a un nivel medio. 2.- El índice promedio de condición de pavimento, en el distrito de Tambopata – Provincia de Tambopata- Departamento de Madre de Dios es 63 y en concordancia con la escala de evaluación del PCI,
se concluye que su estado de conservación es Bueno
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3.- Se concluye que solo el tramo de las cuadras 17 a 20 de la Avenida Dos de Mayo del Distrito de Tambopata de Madre de Dios tiene un nivel de muy bueno a diferencia de los demás tramos que tienen un nivel de bueno.
2.2. BASES TEÓRICAS DE LA INVESTIGACIÓN Pavimento Un pavimento es una estructura diseñada con la capacidad de absorber las fuerzas causadas por acción de la circulación de vehículos, o cualquier otra carga móvil, durante el periodo de tiempo para el cual ha sido diseñado. Cuando existe un incremento del tráfico o se ha superado el periodo de diseño de un pavimento es cuando se producen los deterioros que pueden ser muy diversos, los cuales por lo general se presentan por la pérdida de elasticidad del pavimento. De esta manera es necesario tener una idea clara del concepto de pavimento, el cual se describirá a continuación.
Concepto de Pavimento Se adoptara, un par de definiciones de autores que explican de muy buena manera la definición de pavimento: Se entiende por pavimento al conjunto de los elementos estructurales de un camino (o de otras superficies como las pistas de aterrizaje de los aeropuertos, losas deportivas, etc.), es decir, son todas las capas que lo conforman y las que se denominan comúnmente capa superficial, base, sub base. Es importante conocer la clasificación de los pavimentos, para poderlos distinguir entre ellos y lograr llevar a cabo un proceso de evaluación adecuado. pág. 18
Clasificación de Pavimentos Se tiene: •
Pavimentos flexibles: es el pavimento que tienen en su parte superior una carpeta bituminosa, apoyada sobre dos capas granulares, denominadas base y sub base. En la siguiente figura se presenta un corte de la sección típica de un pavimento flexible.
•
Pavimentos semirrígido: contiene la misma estructura de un pavimento flexible, con la variación que una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con algún aditivo que puede ser: asfalto, cal, cemento, emulsión o químicos; los cuales permitan incrementar las capacidad portante del suelo.
•
Pavimentos Rígidos: son pavimentos en los cuales su capa superior está compuesta por una losa de cemento hidráulico, la cual se encuentra apoyada sobre una capa de material denominada base o sobre la sub rasante. En este tipo de pavimentos se pueden distinguir algunos tipos que son: hormigón simple con juntas con o sin barras de transferencia de carga, hormigón reforzado con juntas y barras de traspaso de cargas y hormigón continuamente reforzado.
• Pavimentos Articulados: son pavimentos cuyas capas de
rodadura se encuentran conformadas por bloques de concreto prefabricados, que se denominan adoquines, son iguales entre si y de un espesor uniforme; y que se colocan sobre una capa delgada de arena, la cual se encuentra sobre una capa granular o la sub rasante.
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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:
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Tabla Nº 01: Escala de calificación de la serviciabilidad de los pavimentos
Evaluación de Pavimentos Los pavimentos son estructuras que fueron 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.
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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.
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.
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.
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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. a) Variabilidad de las unidades, debido a que las unidades son la base para los análisis que se realizaran. b) 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. 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.
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Gráfico Nº 01: Curva de comportamiento de un pavimento
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.
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.
Fallas Estructurales Comprende los defectos de la superficie de rodamiento, cuyo origen es una falla en la estructura 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. pág. 24
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:
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.
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.
ASTM D 6433-99 También conocido como Present 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 aplicado en la presente investigación, debido a que se la adoptado mundialmente por algunas entidades encargadas de realizar la cuantificación de los
pág. 25
Deterioros en la superficie de pavimentos. Esta es la metodología que se utilizó en el presente estudio.
Evaluación de la Condición de un Pavimento Como ya se ha indicado anteriormente, en la presente investigación se utilizó el método normado por la ASTM, que ha sido desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos (Shahin, 1976 – 1994); utilizado para la evaluación de aeropuertos, caminos y lotes de parqueaderos. Esta es una de las más completas metodologías de evaluación debido a que involucra a los dos tipos de pavimentos más utilizados en la ciudad de Oxapampa que son los pavimentos asfalticos y los pavimentos de concreto. En vista a que esta metodología es considerada como una de las más objetivas y más aplicables para el presente estudio, se pretende implementar en el distrito de Oxapampa, de modo que esta pueda generar un modelo adecuado para la mantención y rehabilitación de las superficies de los pavimentos de concreto del cercado del distrito de Oxapampa.
Índice de Condición del Pavimento (PCI – Pavement Condition Index) El PCI es un índice numérico, desarrollado para obtener el valor de la irregularidad de la superficie del pavimento y la condición operacional de este. El PCI varía entre 0 para pavimentos fallados y un valor de 100 para pavimentos en excelente condición. En el siguiente cuadro se representa los rangos del PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la condición de un pavimento.
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CUADRO Nº 01: Rango de calificaciones del PCI
El cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de una encuesta visual de la condición de pavimento en el cual se establecen su tipo, severidad y cantidad que presenta cada daño.
2.2.1. PATOLOGÍA 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.
pág. 27
2.2.2. ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTO (PCI) BREVE RESEÑA SOBRE EL MÉTODO P.C.I. PROGRAMA
DE
DIAGNÓSTICO
Y
SEGUIMIENTO
DE
PAVIMENTO Fue desarrollado entre los años 1974 a 1976 por encargo del Centro de Ingeniería de la Fuerza Aérea de los EE UU y ejecutado por los ingenieros Srs. Mohamed Y. Shahin, Michael I. Darter y Starr D. Kohn, con el objetivo de obtener un sistema de administración del mantenimiento de pavimentos rígidos y flexibles, a través del índice Pavement Condition Index P.C.I. 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 Association (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 Pavemen t”, recomendó este método, teniendo amplio uso en los aeropuertos de EE UU.
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 criterio racional para justificar la programación de obras de mantenimiento y rehabilitación de los pavimentos. pág. 28
Obtener un indicador que permita comparar con un criterio uniforme la condición y comportamiento de los pavimentos.
Obtener información relevante de retroalimentación respecto del comportamiento de las soluciones adoptadas en el diseño, evaluación y criterios de mantenimiento de pavimentos.
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.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE LA CONDICIÓN DE PAVIMENTO La primera etapa corresponde al trabajo de campo en el cual se identifican los daños teniendo en cuenta la clase, severidad y extensión de los mismos. Esta información se registra en formatos adecuados para tal fin en la práctica debe proveerse el espacio necesario para consignar toda la información pertinente. Se debe establecer el Inventario de Pavimentos.
2.2.3. DETERMINACIÓN DE LAS UNIDADES DE MUESTREO PARA EVALUACIÓN En la “Evaluación De Una Red ” puede tenerse un número muy grande de unidades de muestreo cuya inspección demandará tiempo y recursos considerables; por lo tanto, es necesario aplicar un proceso de muestreo. En la “Evaluación de un Proyecto” se deben inspeccionar todas las unidades; sin embargo, de no ser posible, el número mínimo de pág. 29
unidades de muestreo que deben evaluarse se obtiene mediante la Ecuación, la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con una confiabilidad del 95%.
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2
( ( e 2 / 4 )* ( N - 1 ) + s 2 )
Dónde: n: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar. N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento. e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e = 5%) s: Desviación estándar del PCI entre las unidades. Durante la inspección inicial se asume una desviación estándar (s) del PCI de 15 para pavimento de concreto (rango PCI de 35) En inspecciones subsecuentes se usará la desviación estándar real (o el rango PCI) de la inspección previa en la determinación del número mínimo de unidades que deben evaluarse. Cuando el número mínimo de unidades a evaluar es menor que cinco
(n < 5), todas las unidades deberán evaluarse.
2.2.4. SELECCIÓN DE LAS UNIDADES DE MUESTREO PARA INSPECCIÓN Se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección de pavimento y que la primera de ellas se elija al azar (aleatoriedad sistemática) de la siguiente manera:
El intervalo de muestreo (i) se expresa mediante la Ecuación
i= N n pág. 30
Dónde: N: Número total de unidades de muestreo disponible. n: Número mínimo de unidades para evaluar. i: Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior (por ejemplo, 3.7 se redondea a 3)
El inicio al azar se selecciona entre la unidad de muestreo 1 y el intervalo de muestreo i.
Así, si i = 3, la unidad inicial de muestreo a inspeccionar puede estar entre 1 y 3. Las unidades de muestreo para evaluación se identifican como (S), (S + 1), (S + 2), etc. Siguiendo con el ejemplo, si la unidad inicial de muestreo para inspección seleccionada es 2 y el intervalo de muestreo (i) es igual a 3, las subsiguientes unidades de muestreo a inspeccionar serían 5, 8, 11, 14, etc.
2.2.5. SELECCIÓN
DE
UNIDADES
DE
MUESTREO
ADICIONALES La inspección deberá establecer cualquier unidad de muestreo inusual e inspeccionarla como una “unidad adicional” en lugar de una “unidad representativa” o aleatoria. Cuando se incluyen unidades de muestreo adicionales, el cálculo del PCI es ligeramente modificado para prevenir la extrapolación de las condiciones inusuales en toda la sección.
2.2.6. EVALUACIÓN DE LA CONDICIÓN El procedimiento varía de acuerdo con el tipo de superficie del pavimento que se inspecciona. Debe seguirse estrictamente la
pág. 31
definición de los daños de este manual para obtener un valor del PCI confiable. La evaluación de la condición incluye los siguientes aspectos:
Equipo.
Odómetro para medir las longitudes y las áreas de los daños.
Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o depresiones.
Manual de Daños del PCI con los formatos correspondientes y en cantidad suficiente para el desarrollo de la actividad.
Procedimiento.
Se inspecciona una unidad de muestreo para medir el tipo, cantidad y severidad de los daños de acuerdo con el Manual de Daños, y se registra la información en el formato correspondiente. Se deben conocer y seguir estrictamente las definiciones y procedimientos de medida los daños. Se usa un formulario u “hoja de información de exploración de la condición ” para cada unidad muestreo y en los formatos cada renglón se usa para registrar un daño, su extensión y su nivel de severidad. El equipo de inspección deberá implementar todas las medidas de seguridad para su desplazamiento en la plataforma inspeccionada y para el personal en la plataforma.
2.2.7. CÁLCULO DEL PCI DE LAS UNIDADES DE MUESTREO Al completar la inspección de campo, la información sobre los daños se utiliza para calcular el PCI. El cálculo puede ser manual o computarizado y se basa en los “Valores Deducido s” de cada daño de acuerdo con la cantidad y severidad reportadas.
pág. 32
2.2.8. CÁLCULO DEL PCI PARA PAVIMENTOS CON CAPA DE RODADURA EN CONCRETO DE CEMENTO PÓRTLAND APLICACIÓN DE LA NORMA ASTM D5340 CÁLCULO DEL VR Para cada combinación particular de tipos de fallas y grados de severidad, sumar el número de losas en las cual se presentan. Dividir el número de losas entre el número total de losas en la unidad de muestra y luego multiplicarlo por 100 para obtener el porcentaje de la densidad de cada combinación de falla y grado de severidad. Determine los VALORES REDUCIDOS (VR) para cada combinación de tipo de daño y nivel de severidad empleando la curva de “Valor Deducido de Daño” apropiada entre las que se adjuntan a este documento.
CÁLCULO DE PCI Si solo uno o ninguno de los VR es mayor a 5, la suma de los VRs es utilizada en lugar del máximo VRC para la determinación del PCI. De no ser así utilizar el siguiente procedimiento para determinar el máximo VRC. Determinar m, el máximo número de fallas permitidas:
m = 1 + (9/95) * (100 –VAR) VAR) Dónde: m = Número permitido de VRs incluyendo fracciones (debe ser menor o igual a 10). VAR = Valor individual más alto de VR pág. 33
Ingresar en la tabla del cálculo VRs en la primera fila en forma descendente, reemplazando el menor VR por el producto del mismo y la fracción decimal del m calculado y utilizar este valor como el menor en la primera fila, NOTA DE TRADUCCIÓN). Si el número de VRs es menor al valor de m, ingresar todos los VRs en la tabla. Si el número de VRs es mayor a
m
utilizar los
m
valores más altos
solamente. Sumar todos los valores de VRs de la fila y colocar ese valor en la columna de “total”, luego poner en la columna “q” el número de valores de VRs que son mayores a 5. Determinar el VRC con la curva de corrección correcta para pavimentos para de concreto, con los valores de “Total” y “q” en la tabla de resultados. Copiar los VRs a la siguiente línea, cambiando el menor valor de VR mayor que 5 a 5. Luego repetir lo anterior hasta que se cumpla “q” = 1. El máximo VRC es el valor más alto de la columna VRC.
2.2.9. CÁLCULO DEL PCI DE UNA SECCIÓN DE PAVIMENTO Una sección de pavimento abarca varias unidades de muestreo. Si todas las unidades de muestreo son inventariadas, el PCI de la sección será el promedio de los PCI calculados en las unidades de muestreo. Si se utilizó la técnica del muestreo, se emplea otro procedimiento. Si la selección de las unidades de muestreo para inspección se hizo mediante la técnica aleatoria sistemática o con base en la representatividad de la sección, el PCI será el promedio de los PCI de las unidades de muestreo inspeccionadas. Si se usaron unidades
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de muestreo adicionales se usa un promedio ponderado calculado de la siguiente forma:
PCI S
=
[(N – A) * PCI R ]
+
(A * PCI A)
N Dónde: PCIS: PCI de la sección del pavimento. PCIR: PCI promedio de las unidades de muestreo aleatorias o representativas. PCIA: PCI promedio de las unidades de muestreo adicionales. N: Número total de unidades de muestreo en la sección. A: Número adicional de unidades de muestreo inspeccionadas.
2.3. HIPÓTESIS El análisis y evaluación de las patologías del concreto en el Pavimento Rígido – Ahuellamiento y agrietamiento en la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali, nos permitirá obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y las posibles correcciones a la condición operacional de la superficie de las pistas.
pág. 35
III.METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN En general
el estudio a realizar es del tipo descriptivo,
no
experimental y de corte transversal Junio - 2,016. Es descriptivo porque describe la realidad, sin alterarla. Es No experimental porque se estudia el problema y se analiza sin recurrir a laboratorio. Es de corte transversal porque se está analizando en el periodo Junio - 2,016. Se desarrollara siguiendo el método PCI Índice de Condición de Pavimentos, para el desarrollo de la siguiente investigación es posible utilizar software para el procesamiento de los datos de la forma sgte: La evaluación a realizar será de tipo visual y personalizada. El procesamiento de la información se hará de manera manual, no se utilizara software. La metodología a utilizar, para el desarrollo del proyecto será: • Recopilación de antecedentes preliminares: En esta etapa se
realizara la búsqueda, el ordenamiento, análisis y evaluación de los datos existentes y de toda la información necesaria que ayude a cumplir con los objetivos de este proyecto.
pág. 36
• Estudio de la aplicación del programa de diagnóstico y
seguimiento de pavimentos enfocado al método PCI. Para la determinación de las muestras se tomara la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali, este diseño se gráfica de la siguiente manera:
M ------------------- O ------------------ A --------------- E M
=
Muestra
O
=
Observación
A
=
Análisis
E
=
Evaluación
3.2. U N I V E R S O O POBLACIÓN Y MUESTRA UNIVERSO O POBLACIÓN Para la presente Investigación el Universo está dado por la delimitación geográfica de la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali.
MUESTRA Se seleccionaran de la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali, para ser evaluadas.
MUESTREO Se seleccionaran de acuerdo a la metodología del PCI (explicado en el tema Patología de la Investigación). pág. 37
3.3. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS Se utilizó la Evaluación Visual y toma de datos a través de ficha técnica como instrumento de recolección de datos en la muestra según el muestreo establecido. La evaluación de la condición incluyo los siguientes aspectos:
Equipo.
Odómetro para medir las longitudes y las áreas de los daños.
Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o depresiones y Agrietamiento.
Manual de Daños del PCI con los formatos correspondientes y en cantidad suficiente para el desarrollo de la actividad.
pág. 38
IV. RESULTADOS 4.1. RESULTADOS La determinación de los resultados se realizó tomando en consideración la Ubicación del área de estudio de la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali Para ello se ha aplicado la metodología del PCI para el desarrollo de la información de la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali y consiste en lo siguiente: La hoja de inspección de condición para la unidad de muestra contiene: la determinación de las patologías y su ubicación en el área de trabajo, además de la cuantificación de l as patologías de todas las calles. En los ábacos se ubican los niveles de cada patología y las características establecidas las cuales alimentan a la hoja de inspección de condiciones para unidad de muestra para cada calle. En la hoja del cálculo del VRC, se indica los niveles de las patologías y el PCI calculado para cada calle. Como final se establece un consolidado tanto en número como en gráfica del PCI total la Av. Túpac Amaru (entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales), del distrito de Manantay, Provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali.
pág. 39
AVENIDA TUPAC AMARU ENTRE EL JR. LAS MERCEDES Y EL JR. LOS NOGALES DISTRITO DE MANANTAY, PROVINCIA DE CORONEL PORTILLO, DEPARTAMENTO DE UCAYALI
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HOJA DE INSPECCION DE CONDICIONES PARA UNIDAD DE MUESTRA
TUPAC AMARU
AVENIDA
MUESTRA
PISTA
DISTRITO DE MANANTAY Nivel de uso
Vehicular
NUMERO DE PAÑOS
DISTRITO DE MANANTAY
Distrito:
Provincia:
MANANTAY
CORONEL PORTILLO
DEPARTAMENTO
ENCARGADO
TIEMPO DE CONSTRUCCION
2,313,708
AREA
SANDRO AUGUSTO TUESTA RIS
EVALUADOR
DIMENSIONES DEL PAÑO
12 años
TOTAL
Junio del 2016
FECHA
UCAYALI
192,809
3
4
AREADEL PAÑO
12.00
DIAGRAMA DE BLOQUES TIPO DE FALLA
7
6
5
4
3
2
1 1
1 GRIETAS DE ESQUINA
5 DESCASCARAMIENTO DE
2 ESCALA
6 AHUELLAMIENTO
3 GRIETAS LINEALES
7 LOSA DIVIDIDA
4
4 PULIMENTO DE AGREGADOS
8 GRIETAS DERETRACCION
5
6M
JUNTAS
2 3
6 7
6M L: LOW
M:
MEDIUN
H:
8 9
HIGH
10
TIPO DE FALLA
NUMERO DE SEVERIDAD
LOSAS
11
VALOR DE DENSIDAD
REDUCCION
12
6
M
9
8.33%
8
4
L
6
5.56%
1
4L,6M
13
4L,6M
14
0.00%
15
0.00%
4L6M
16
0.00%
17
0.00%
4L6M
18
0.00%
19
0.00%
20
4L6M
21 22
4L
23 24
0.009
25
6M
26 27
6M
28 29 30
N
M
L
K
J
I
H
G
F
E
D
C
B
A
pág. 41
PATOLOGIAS DEL PAVIMENTO
AVENIDA TUPAC AMARU
GRIETA DE ESQUINA
LOSA DIVIDIDA
GRIETAS LINEALES
PUL IMIENT O DE AGREGADOS
AHUELLAMIENTO MAPA GRIETAS
DESCASCARAMIENTO DE JUNTA
pág. 42
CALCULO DEL VRC AVENIDA TUPAC AMARU DETERMINACION DEL NUMERO MAXIMO DE FALLAS PERMITIDAS (m)
m = 1 + ( 9/95 ) * ( 100 – VAR) Donde: m = Número permitido de VRs incluyendo fracciones (debe ser menor o igual a 10). VAR = Valor individual mas alto de VR
M=
VALOR DE REDUCCION
# 1
9.53
8
1
0
0
0
0
0
0
0
TOTAL
q
VRC
9
1
9
2
RANGOS DE CALIFICACIÓN DEL PCI Rango Clasificación 100 – 85 85 – 70 70 – 55 55 – 40 40 – 25 25 – 10 10 – 0
Excelente Muy Bueno Bueno Regular Malo Muy Malo Fallado
Máximo VRC =
9
PCI = 100 – Máximo VRC PCI = 100 – 9 Clasificación =
=
91
EXCELENTE
pág. 43
LOSA DIVIDIDA
DE AGREGADOS GRIET AS LINEALES GRIETAS DE ESQUINA AHUELLAMIENTO PULIMENTO
INDICE DE Acumulado 8.33% 0.00% 0.00% 0.00% 5.56% 13.89%
CONDICION
DE PAVIMENTO
60 0 0 0 40 100.00%
O T N E
Rango 100 – 85 85 – 70 70 – 55 55 – 40 40 – 25 25 – 10 10 – 0
MI V A P
91 E D
90 IO
DE DEL PCI Clasificación Excelente Muy Bueno Bueno Regular
RANGOS CALIFICACIÓN
100
N
91
real
CI D N O C E D E IC D IN
80
1
2
3
Malo Muy Malo
Fallado
DIVIDIDA DE AGREGADOS GRIETAS LINEALES GRIETAS DE ESQUINA AHUELLAMIENTO LOSA
PULIMENTO
100.00% 90.00% 80.00% 70.00% E J A T N E C R O P
60.00% 50.00% 40.00% 30.00%
AHUELLAMIENTO
20.00%
GRIETAS DE ESQUINA GRIETAS LINEALES
10.00%
PULIMENTO DE AGREGADOS
0.00%
LO SA DIVIDIDA
1 2 TIPOS DE FALLAS
pág. 44
RESULTADOS EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO RÍGIDO – AHUELLAMIENTO Y AGRIETAMIENTO EN LA AV. TUPAC AMARU (ENTRE LOS JR. LAS MERCEDES Y JR. LOS NOGALES), DEL DISTRITO DE MANANTAY, PROVINCIA DE CORONEL PORTILLO, DEPARTAMENTO DE UCAYALI
pág. 45
PROMEDIO DE PCI DEL “DIAGNOSTICO Y EVALUACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS DEL CONCRETO RÍGIDO – AHUELLAMIENTO Y AGRIETAMIENTO EN LA AV. TUPAC AMARU (ENTRE LOS JR. LAS MERCEDES Y JR. LOS NOGALES), DEL DISTRITO DE MANANTAY, PROVINCIA DE CORONEL PORTILLO, DEPARTAMENTO DE UCAYALI
DISTRITO MANANTAY MANANTAY
LUGAR AV. TUPAC AMARU
MANANTAY
(NUMERO DE BLOQUES) 192,809
PCI
91
CALIFICACIÓN DEL EXCELENTE
93
4.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS La investigación ha consistido en el Diagnóstico y Evaluación de las Patologías del Concreto Rígido – Ahuellamiento y Agrietamiento en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali. Mediante el método utilizado PCI, se logró determinar el índice de condición de pavimento pci = 93 lo cual nos permite aseverar que están en un estado de Excelente en un sentido genérico, lo que indica que algunos tramos de la Av. Túpac Amaru entre el Jr. Las Mercedes y Jr. Los Nogales del Distrito de Manantay, están en diferente situación y requieren ser elevados al nivel de excelente y otros requieren mantenerse en el nivel de Excelente, esto implica que es indispensable el mantenimiento que se debe desarrollar pág. 46
constantemente en el pavimento, por parte de las autoridades ediles, a fin de evitar que las pequeñas patologías que van surgiendo, sean corregidas a tiempo y evitar mayores niveles de deterioro. En las calle en mención se observa una mayor incidencia en las patologías, de Pulimento de Agregados, Ahuellamiento a nivel leve moderado y alto. En este análisis explicamos el porqué de estas patologías y las correcciones correspondientes, para una condición operacional optima de la superficie en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali. Para ello indicamos lo siguiente: Cuando se realiza la inspección de daños, debe evaluarse la calidad de tránsito para determinar el nivel de severidad de daños tales como las grietas, Ahuellamiento, u otras. Para la presente investigación se presenta una guía general de ayuda para establecer el grado de severidad de la calidad de tránsito.
L: (Low: Bajo): Se perciben las vibraciones en el vehículo (por ejemplo, por pulimento de agregados) pero no es necesaria una reducción de velocidad en aras de la comodidad o la seguridad; o las grietas o desniveles llamadas patologías de escala, causan un ligero rebote del vehículo pero creando poca incomodidad.
M: (Medium: Medio): Las vibraciones en el vehículo son significativas y se requiere alguna reducción de la velocidad en aras de la comodidad y la seguridad; o el pulimento de agregados o el
pág. 47
Desconchamiento
causan un rebote significativo, creando
incomodidad.
H: (High: Alto): Las vibraciones en el vehículo son tan excesivas que debe reducirse la velocidad de forma considerable en aras de la comodidad y la seguridad; o el pulimento de agregados o el Desconchamiento causan un excesivo rebote del vehículo, creando una incomodidad importante o un alto potencial de peligro o daño severo al vehículo. Para el caso de la presente investigación esta será recorrida a pie y se observara el grado de abultamientos o hundimientos. La calidad de tránsito se determina recorriendo la sección de pavimento en un automóvil de tamaño estándar a la velocidad establecida por el límite legal. Las secciones de pavimento cercanas a señales de detención deben calificarse a la velocidad de desaceleración normal de aproximación a la señal. A continuación describiremos algunas de las patologías que afectan este pavimento:
pág. 48
1. GRIETA DE ESQUINA Descripción: Una grieta de esquina es una grieta que intercepta las juntas de una losa a una distancia menor o igual que la mitad de la longitud de la misma en ambos lados, medida desde la esquina. Por ejemplo, una losa con dimensiones de 3.70 m por 6.10 m presenta una grieta a 1.50 m en un lado y a 3.70 m en el otro lado, esta grieta no se considera grieta de esquina sino grieta diagonal; sin embargo, una grieta que intercepta un lado a 1.20 m y el otro lado a 2.40 m si es una grieta de esquina. Una grieta de esquina se diferencia de un descascaramiento de esquina en que aquella se extiende verticalmente a través de todo el espesor de la losa, mientras que el otro intercepta la junta en un ángulo. Generalmente, la repetición de cargas combinada con la perdida de soporte y los esfuerzos de alabeo originan las grietas de esquina.
Niveles de Severidad L: La grieta está definida por una grieta de baja severidad y el área entre la grieta y las juntas está ligeramente agrietada o no presenta grieta alguna. M: Se define por una grieta de severidad media o el área entre la grieta y las juntas presenta una grieta de severidad media (M) H: Se define por una grieta de severidad alta o el área entre la junta y las grietas está muy agrietada.
Medida La losa dañada se registra como una (1) losa si: 1.
Sólo tiene una grieta de esquina.
2.
Contiene más de una grieta de una severidad particular.
3.
Contiene dos o más grietas de severidades diferentes.
Para dos o más grietas se registrará el mayor nivel de severidad. Por ejemplo, una losa tiene una grieta de esquina de severidad baja y pág. 49
una de severidad media, deberá contabilizarse como una (1) losa con una grieta de esquina media.
Opciones de reparación L: No se hace nada. Sellado de grietas de más de 3 mm. M: Sellado de grietas. Parcheo profundo. H: Parcheo profundo.
2. ESCALA Descripción: Escala es la diferencia de nivel a través de la junta. Algunas causas comunes que la originan son: a) Asentamiento debido una fundación blanda. b) Bombeo o erosión del material debajo de la losa. c) Alabeo de los bordes de la losa debido a cambios de temperatura o humedad.
Niveles de Severidad Se definen por la diferencia de niveles a través de la grieta o junta como se indica en el Cuadro
Niveles de Severidad para Escala Nivel de severidad Diferencia de elevación. L
3 a 10 mm
M
10 a 19 mm
H
Mayor que 19 mm
Medida La escala a través de una junta se cuenta como una losa. Se cuentan únicamente las losas afectadas. Las escalas a través de una grieta no se cuentan como daño pero se consideran para definir la severidad de las grietas. pág. 50
Opciones de reparación L: No se hace nada. Fresado. M: Fresado. H: Fresado.
3. GRIETAS LINEALES (Grietas longitudinales, transversales y diagonales) Descripción: Estas grietas, que dividen la losa en dos o tres pedazos, son causadas usualmente por una combinación de la repetición de las cargas de tránsito y el alabeo por gradiente térmico o de humedad. Las losas divididas en cuatro o más pedazos se contabilizan como losas divididas. Comúnmente, las grietas de baja severidad están relacionadas con el alabeo o la fricción y no se consideran daños estructurales importantes. Las grietas capilares, de pocos pies de longitud y que no se propagan en todo la extensión de la losa, se contabilizan como grietas de retracción.
Niveles de severidad Losas sin refuerzo L: Grietas no selladas (incluye llenante inadecuado) con ancho menor que 12.0 mm, o grietas selladas de cualquier ancho con llenante en condición satisfactoria. No existe escala. M: Existe una de las siguientes condiciones:
Grieta no sellada con ancho entre 12.0 mm y 51.0 mm.
Grieta no sellada de cualquier ancho hasta 51.0 mm con escala menor que 10.0 mm.
Grieta sellada de cualquier ancho con escala menor que 10.0 mm.
H: Existe una de las siguientes condiciones:
Grieta no sellada con ancho mayor que 51.0 mm.
pág. 51
Grieta sellada o no de cualquier ancho con escala mayor que 10.0 mm.
Medida Una vez se ha establecido la severidad, el daño se registra como una losa. Si dos grietas de severidad media se presentan en una losa, se cuenta dicha losa como una poseedora de grieta de alta severidad. Las losas divididas en cuatro o más pedazos se cuentan como losas divididas. Las losas de longitud mayor que 9.10 m se dividen e n “losas” de aproximadamente igual longitud y que tienen juntas imaginarias, las cuales se asumen están en perfecta condición.
Opciones de reparación L: No se hace nada. Sellado de grietas más anchas que 3.0 mm. M: Sellado de grietas. H: Sellado de grietas. Parcheo profundo. Reemplazo de la losa.
4. PULIMENTO DE AGREGADOS Descripción: Este daño se causa por aplicaciones repetidas de cargas del tránsito. Cuando los agregados en la superficie se vuelven suaves al tacto, se reduce considerablemente la adherencia con las llantas. Cuando la porción del agregado que se extiende sobre la superficie es
pequeña,
la
textura
del
pavimento
no
contribuye
significativamente a reducir la velocidad del vehículo. El pulimento de agregados que se extiende sobre el concreto es despreciable y suave al tacto. Este tipo de daño se reporta cuando el resultado de un ensayo de resistencia al deslizamiento es bajo o ha disminuido significativamente respecto a evaluaciones previas.
pág. 52
Niveles de Severidad No se definen grados de severidad. Sin embargo, el grado de pulimento deberá ser significativo antes de incluirlo en un inventario de la condición y calificarlo como un defecto.
Medida Una losa con agregado pulido se cuenta como una losa.
Opciones de reparación L, M y H: Ranurado de la superficie. Sobrecarpeta.
5. DESCONCHAMIENTO, MAPA DE GRIETAS, CRAQUELADO Descripción: El mapa de grietas o craquelado (crazing) se refiere a una red de grietas superficiales, finas o capilares, que se extienden únicamente en la parte superior de la superficie del concreto. Las grietas tienden a interceptarse en ángulos de 120 grados. Generalmente, este daño ocurre por exceso de manipulación en el terminado y puede producir el descamado, que es la rotura de la superficie de la losa a una profundidad aproximada de 6.0 mm a 13.0 mm. El descamado también puede ser causado por incorrecta construcción y por agregados de mala calidad.
Niveles de Severidad L: El craquelado se presenta en la mayor parte del área de la losa; la superficie está en buena condición con solo un descamado menor presente. M: La losa está descamada, pero menos del 15% de la losa está afectada. H: La losa esta descamada en más del 15% de su área.
pág. 53
Medida Una losa descamada se contabiliza como una losa. El craquelado de baja severidad debe contabilizarse únicamente si el descamado potencial es inminente, o unas pocas piezas pequeñas se han salido.
Opciones para Reparación L: No se hace nada. M: No se hace nada. Reemplazo de la losa. H: Parcheo profundo o parcial. Reemplazo de la losa. Sobrecarpeta.
6. DESCASCARAMIENTO DE ESQUINA Descripción: Es la rotura de la losa a 0.6 m de la esquina aproximadamente. Un descascaramiento de esquina difiere de la grieta de esquina en que el descascaramiento usualmente buza hacia abajo para interceptar la junta, mientras que la grieta se extiende verticalmente a través de la esquina de losa. Un descascaramiento menor que 127 mm medidos en ambos lados desde la grieta hasta la esquina no deberá registrarse.
Niveles de severidad En el Cuadro se listan los niveles de severidad para el descascaramiento de esquina. El descascaramiento de esquina con un área menor que 6452 mm2 desde la grieta hasta la esquina en ambos lados no deberá contarse.
pág. 54
Niveles de Severidad para Descascaramiento de Esquina Profundidad del
Dimensiones de los lados del
descascaramiento
descascaramiento 127.0 x 127.0mm a
Mayor que 305.0 x
305.0 x 305.0mm
305.0 mm
Menor de 25.0 mm
L
L
>25.0 mm a 51.0mm
L
M
Mayor de 51.0 mm
M
H
Medida Si en una losa hay una o más grietas con descascaramiento con el mismo nivel de severidad, la losa se registra como una losa con descascaramiento de esquina. Si ocurre más de un nivel de severidad, se cuenta como una losa con la mayor nivel de severidad.
Opciones de reparación L: No se hace nada. M: Parcheo parcial. H: Parcheo parcial. Nuestra investigación ha concluido con la consecución de los objetivos establecidos los cuales son: 1. Establecer el tipo de patologías de concreto que existen en La Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali. 2. Calcular el Índice de Condición de Pavimento de la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali. Como podemos observar el primer objetivo se ha cumplido con el análisis de campo en el Diagnóstico y Evaluación de las Patologías del Concreto Rígido – Ahuellamiento y Agrietamiento en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali. pág. 55
La hipótesis: “el Diagnóstico y Evaluación de las Patologías del Concreto Rígido –
Ahuellamiento y Agrietamiento en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali”. Esta se cumple en toda su dimensión en especial en lo correspondiente a las soluciones a tener en cuenta por cada patología y en su conjunto en todo el pavimento además de la aplicación de una posible solución y una previsión para evitar que se repita en un plazo menor al periodo de diseño.
pág. 56
V. CONCLUSIONES Se concluye que: El nivel de incidencia de las Patologías del Concreto Rígido – Ahuellamiento y Agrietamiento en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay,
provincia
de
coronel portillo,
departamento de Ucayali son pulimento de agregados y Ahuellamiento en nivel leve moderado y alto de severidad. El índice promedio de condición de pavimento, el Diagnóstico y Evaluación de las Patologías del Concreto Rígido – Ahuellamiento y Agrietamiento en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, departamento
provincia
de
coronel portillo,
de Ucayali es 93 y en concordancia con la escala de
evaluación del PCI, se concluye que su estado de conservación es Excelente.
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS Se recomienda aplicar un mantenimiento correctivo en la Av. Túpac Amaru (entre los jr. Las Mercedes y jr. Los Nogales), del Distrito de Manantay, provincia de coronel portillo, departamento de Ucayali
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Vásquez Torres, Luis Carlos. Notas del curso de pavimentos
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10. Estudio definitivo para el mantenimiento periódico de la carretera panamericana sur tramo: puente Santa Rosa – puente Montalvo 11. Estudios definitivos de ingeniería para la evaluación de pavimentos económicos de carreteras de bajo tráfico de la red vial nacional – proyecto piloto carretera Patahuasi – Yauri – Sicuani. tramo: Yauri – San Genaro l = 11.36 km 12. Estudios para la rehabilitación de puentes y carreteras del eje vial Piura-Guayaquil (22 puentes y 60 km de vías). Perú y Ecuador. 2004-2005.
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ANEXOS PANEL FOTOGRÁFICO
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Imagen satelital de la Av. Túpac Amaru entre el Jr. Los Nogales y Jr. Las Mercedes
Intersección con el Jr. Los Nogales
pág. 61
Tramo con Paños con Ahuellamiento
Imagen de la av. Túpac Amaru
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Intersección con la av. Aviación
Paños con presencia de ahuellamiento
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