APLICACIN TE TECNICAS DE REHABILITACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN EL DISTRITO DE JOS LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO, AREQUIPA 2015

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FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

PROYECTO DE TESIS

APLICACIN TE TECNICAS DE REHABILITACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN EL DISTRITO DE JOS LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO, AREQUIPA - 2015

PARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DE:INGENIERIO CIVIL

PRESENTADO POR:QUISOCCAPA GONZALES, LINO

AREQUIPA - PERU2015

ContenidoI.DATOS GENERALES:41.1.CDIGO:41.2.TTULO:41.3.REA DE INVESTIGACIN:41.4.AUTOR:41.5.ASESOR:41.6.ENTIDAD Y/O PERSONAS DE COORDINACIN:4II.DISEO DE LA INVESTIGACIN.42.1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA42.1.1.Descripcin de la Realidad Problemtica42.1.2. Antecedentes Tericos82.1.3.Formulacin del Problema92.1.4.Justificacin, Lmites y Alcances92.2.FUNDAMENTOS TERICOS DE LA INVESTIGACIN102.2.1. Marco Histrico.102.2.1.1. Historia del Pavimento de Concreto92.2.2. Marco Terico112.2.3. Marco Conceptual152.3.OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN.242.3.1. Objetivo General242.3.2. Objetivos Especficos252.4.VARIABLES252.4.1.Variables e Indicadores252.5.DESCRIPCIN DEL MTODO DE DISEO252.5.1.Tipo Investigacin252.5.2.Diseo especfico.262.6.UNIVERSO Y TCNICAS DE INVESTIGACIN262.6.1.Universo, poblacin y muestra262.6.2.Tcnicas:26III.ADMINISTRACIN DEL PROYECTO273.1.PROGRAMACIN273.2. PRESUPUESTO27

UNIVERSIDAD ALAS PERUANASESCUELA ACADEMICA DE INGENIERA CIVILPROYECTO DE TESIS

I. DATOS GENERALES1.1. CDIGO: 20101692441.2. TTULO: APLICACIN TE TECNICAS DE REHABILITACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN EL DISTRITO DE JOS LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO, AREQUIPA - 20151.3. REA DE INVESTIGACIN: Pavimentos de Carreras1.4. AUTOR DE PROYECTO: Quisoccapa Gonzales Lino1.5. ENTIDADES Y/O PERSONAS DE COORDINACIN: Ricardo Mirando Ortiz1.6. FECHA DE PRESENTACIN DEL PROYECTO: julio 2015

II. DISEO DE LA INVESTIGACIN 2.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA2.1.1. DESCRIPCIN DE LA REALIDAD PROBLEMTICAEn el distrito de Jos Luis Bustamante y Rivero, donde las calles son de pavimento flexible (elaborado de carpeta asfltica) y una minina parte de pavimento rgido (elaborado de concreto), por ello el anlisis de este proyecto se centra en las distintas calles de pavimento flexible, en la cual se observan en un buen porcentaje presentan deterioro por desgaste. Motivo por el cual se origina un congestionamiento en el transito vial, como tambin presentan asentamientos o hundimientos que se muestran en el pavimento que perjudican al trnsito vial. Para ello es necesario determinar las patologas de la pavimentacion del Distrito de Jos Luis Bustamante y Ribero, y evaluar tcnicas para su rehabilitacin.El deterioro de la estructura del pavimento esta dado en funcin de la clase de dao, su severidad y cantidad o densidad del mismo. La formulacin ha sido debido al gran nmero de posibles condiciones. Para superar esta dificultad se introdujeron los valores deducidos, con el fin de indicar el grado de afectacin que cada combinacin de clase de dao, nivel de severidad y densidad tiene sobre la condicin del pavimento. El PCI es un ndice numrico que vara desde cero, para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien para un pavimento en perfecto estado. En el Cuadro se presentan los rangos de PCI con la correspondiente descripcin cualitativa de la condicin del pavimento.El clculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual de la condicin del pavimento en el cual se establecen CLASE, SEVERIDAD y CANTIDAD de cada dao que presenta.

Cuadro 2.1. Rango de Clasificacion del PCI

El clculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual de la condicin del pavimento en el cual se establecen CLASE, SEVERIDAD y CANTIDAD de cada dao que presenta.

PIEL DE COCODRILO Corresponde a una serie de fisuras interconectadas con patrones irregulares, generalmente localizadas en zonas sujetas a repeticiones de carga. La fisuracin tiende a iniciarse en el fondo de las capas asflticas, donde los esfuerzos de traccin son mayores bajo la accin de las cargas. Las fisuras se propagan a la superficie inicialmente como una o ms fisuras longitudinales paralelas. Ante la repeticin de cargas de trnsito, las fisuras se propagan formando piezas angulares que desarrollan un modelo parecido a la piel de un cocodrilo. Tales piezas tienen por lo general un dimetro promedio menor que 30 cm. La piel de cocodrilo ocurre generalmente en reas que estn sometidas a cargas de trnsito, sin embargo, es usual encontrar este dao en otras zonas donde se han generado deformaciones en el pavimento que no estn relacionadas con la falla estructural (por trnsito o por deficiencia de espesor de las capas) sino con otros mecanismos como por ejemplo problemas de drenaje que afectan los materiales granulares, falta de compactacin de las capas, reparaciones mal ejecutadas y subrasantes expansivas, entre otras. Este tipo de dao no es comn en capas de material asfltico colocadas sobre placas de concreto rgido.

Figura 2.2. Piel de Cocodrilo

Causas: La causa ms frecuente es la falla por fatiga de la estructura o de la carpeta asfltica principalmente debido a: Espesor de estructura insuficiente. Deformaciones de la subrasante. Rigidizacin de la mezcla asfltica en zonas de carga (por oxidacin del asfalto o envejecimiento). Problemas de drenaje que afectan los materiales granulares. Compactacin deficiente de las capas granulares o asflticas. Deficiencias en la elaboracin de la mezcla asfltica: exceso de mortero en la mezcla, uso de asfalto de alta penetracin (hace deformable la mezcla), deficiencia de asfalto en la mezcla (reduce el mdulo). Reparaciones mal ejecutadas, deficiencias de compactacin, juntas mal elaboradas e implementacin de reparaciones que no corrigen el dao. Todos estos factores pueden reducir la capacidad estructural o inducir esfuerzos adicionales en cada una de las capas del pavimento, haciendo que ante el paso del trnsito se generen deformaciones que no son admisibles para el pavimento que se pueden manifestar mediante fisuracin.

Severidades: Baja: Serie de fisuras longitudinales paralelas (pueden llegar a tener aberturas de 3 mm), principalmente en la huella, que no presentan desportillamiento, con pocas o ninguna conexin entre ellas y no existe evidencia de bombeo. Media: Las fisuras han formado un patrn de polgonos pequeos y angulosos, que pueden tener un ligero desgaste en los bordes y aberturas entre 1 mm y 3 mm, sin evidencia de bombeo. Alta: Las fisuras han evolucionado (abertura mayor que 3 mm), se presenta desgaste o desportillamiento en los bordes y los bloques se encuentran sueltos o se mueven ante el trnsito, incluso llegando a presentar descascaramientos y bombeo.DESCASCARAMIENTOEste deterioro corresponde al desprendimiento de parte de la capa asfltica superficial, sin llegar a afectar las capas asflticas subyacentes.

Figura 2.3. DescascaramientoCausas: Espesor insuficiente de la capa de rodadura asfltica. Riego de liga deficiente. Mezcla asfltica muy permeable. Limpieza insuficiente previa a tratamientos superficiales.

Severidades: Baja: Profundidad menor que 10 mm. Media: Profundidad entre 10 mm y 25 mm. Alta: Profundidad mayor que 25 mm.

Baches (BCH)Desintegracin total de la carpeta asfltica que deja expuestos los materiales granulares lo cual lleva al aumento del rea afectada y al aumento de la profundidad debido a la accin del trnsito. Dentro de este tipo de deterioro se encuentran los ojos de pescado que corresponden a baches de forma redondeada y profundidad variable, con bordes bien definidos que resultan de una deficiencia localizada en las capas estructurales.

Figura 2.4. Baches

CAUSAS:Este tipo de deterioro puede presentarse por la retencin de agua en zonas fisuradas que ante la accin del trnsito produce reduccin de esfuerzos efectivos generando deformaciones y la falla del pavimento. Este deterioro ocurre siempre como evolucin de otros daos, especialmente de piel de cocodrilo. Tambin es consecuencia de algunos defectos constructivos (por ejemplo, carencia de penetracin de la imprimacin en bases granulares) o de una deficiencia de espesores de capas estructurales. Puede producirse tambin en zonas donde el pavimento o la subrasante son dbiles.

2.1.2. ANTECEDENTES TEORICOS En la Tesis realizada por Serapio Roque Cacha Determinacin y Evaluacion del Pavimento Flexible mediante el Mtodo Del Indice De Condicion Del Pavimento Del Barrio De Patay Bajo Del Distrito De Independencia, Provincia De Huaraz- Region Ancash, Enero 2011

Se realiz un planteamiento de investigacin del Distrito de Nuevo Chimbote, se encuentra ubicada geogrficamente al norte del Per a 9 415 de latitud sur y a 7835 27 de longitud oeste y a una altura promedio de 30 msnm, con temperatura promedio de 21C que oscilan entre los 14C y 28C de tal manera que los procesos constructivos varan en funcin a dichas temperaturas y pocas, por ello se requiere de un nivel tcnico apropiado para su ejecucin. En la zona del Distrito de Nuevo Chimbote, existen diferentes tipos de pavimentos en un 90% existente de pavimento flexible (elaborado de carpeta asfltica) y un 10 % de pavimento rgido (elaborado de concreto), por ello el anlisis de este proyecto se centra en las distintas calles de pavimento flexible, en la cual se observan en un 25% de estos antes mencionados presentan deterioro por desgaste. Motivo por el cual se origina un estruncamiento en el transito vial y el 30% presentan asentamientos o hundimientos notorios que perjudican al trnsito vial y el 45 % restantes presentas fallas transversales, longitudinales y diagonales que se muestran en el pavimento.

JUSTIFICACIONLa presente investigacin se justifica en la necesidad de conocer las patologas que tienen las estructuras del concreto asfaltico en la Urbanizacin San Rosa del Distrito de Nuevo Chimbote, en funcin a las deficiencias de los pavimentos. A travs del grado de afectacin que cada combinacin de clase de dao, nivel de severidad y densidad tiene sobre la condicin del pavimento, permitir la toma de decisiones en su rehabilitacin o reconstruccin por parte de la Municipalidad Distrital de Nuevo Chimbote.

2.1.3. FORMULACION DE PROBLEMA2.1.3.1. Problema PrincipalCmo aplicar las TECNICAS DE REHABILITACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES EN EL DISTRITO DE JOS LUIS BUSTAMANTE Y RIVERO?2.1.3.2. Problemas Secundarios Qu es una rehabilitacin de pavimentos? Por qu se originan fallas en pavimentos flexibles? Cules pueden ser las tcnicas de rehabilitacin de pavimentos? 2.1.4. JUSTIFICACIN,LIMITES Y ALCANCES2.1.4.1. Justificacin: Ingeniera: Aportacin de informacin a la ingeniera sobre la aplicacin de tcnicas de rehabilitacin de pavimentos rgidos. Econmicamente: Economizar la rehabilitacin de pavimentos rgidos aplicando las tcnicas adecuadas para un periodo de vida an ms largo de los pavimentos. Socialmente: Brindar a la sociedad un mejor panorama de los pavimentos de su entorno, darles una mejor esttica a sus calles con una buena y adecuada pavimentacin. Ambientalmente: Disminuir la contaminacin de medio ambiente con el deterioro de los pavimentos.2.2. FUNDAMENTOS TEORICOS DE LA INVESTIGACION2.2.1. MARCO HISTORICO2.2.1.1. DISEO DE PAVIMENTOS FLEXIBLESEl mtodo se basa en una generalizacin terica de los resultados obtenidos en los tramos experimentales de la pista circular del Instituto de Ingeniera y en tramos de prueba.2.2.1.1.1. Criterios de diseoPara el desarrollo del modelo de comportamiento a fatiga, considerar sta como deformacin permanente acumulada. Se supone que la estructura del pavimento ensayada presenta una resistencia relativa uniforme cuando ha soportado el nmero de repeticiones de carga estndar especificada para la vida de proyecto. Si la resistencia relativa no es uniforme, la capa con resistencia relativa mnima determina la vida de servicio de la vialidad. Se emplean los conceptos de capacidad de carga en suelos cohesivos y la teora de distribucin de esfuerzos verticales de Boussinesq deducida para una placa circular flexible de radio a, apoyada uniformemente en la superficie de un medio elstico homogneo e istropo, para su aplicacin al caso de una estructura de capas mltiples, en la cual las grficas adicionales esfuerzo deformacin de los materiales son iguales. Se considera el esfuerzo vertical como un indicador adecuado del comportamiento a cargas repetidas de la capa correspondiente.

2.2.1.1.2. Parmetros de diseo.Para bases, sub-bases, subrasantes y terraceras estabilizadas mecnicamente por compactacin, la resistencia se mide en trminos del VRS (Valor Relativo de Soporte). Por lo tanto, la resistencia es una variable que depende de las caractersticas fsicas y propiedades mecnicas de los materiales empleados, condiciones climatolgicas, drenaje, procedimiento constructivo y conservacin, as como las variaciones de dichos factores a lo largo de la vialidad y de su vida de servicio. El modelo terico define la falla en trminos de deformaciones permanentes de 2.5 cm en el 20 % de la superficie del pavimento y se supone que la resistencia en la capa crtica referida a la superficie est normalmente distribuida.

Respecto al tipo de prueba que deber desarrollarse en laboratorio para estimar la resistencia del suelo utilizando el VRS, el Instituto de Ingeniera posteriormente a la valoracin de varios procedimientos concluye: Establecer un solo criterio en cuanto a tipo de energa de compactacin Utilizar la prueba Prctor, con sus variantes en lo relativo a la energa aplicada y tamao de moldes para tomar en cuenta caractersticas de los materiales. Por lo tanto, se recomienda adoptar las pruebas Prctor estndar AASHTO (T-99) y Prctor modificada AASHTO (T- 180), utilizando moldes de 10 y 15 cm (4 y 6 pulgadas). En lo referente a las pruebas de diseo para estimar la resistencia de la subrasante, se recomienda la adopcin de una prueba que permita estimar el valor relativo de soporte en funcin del contenido de agua de equilibrio o el contenido de agua ms desfavorable de acuerdo con las condiciones climticas. Otro procedimiento ms sencillo para valorar la susceptibilidad del VRS al variar el contenido de humedad, consiste en realizar la prueba del VRS en cada uno de los especimenes elaborados para la determinacin del peso volumtrico seco mximo en la prueba Prctor; entendindose que nicamente se tendr el comportamiento para una sola energa de compactacin.La valoracin del trnsito que circula entre el origen y el final del recorrido del tramo en estudio, as como sus fluctuaciones importantes en subtramos intermedios, resulta fundamental para el diseo del pavimento. En las vialidades nuevas por proyectar deber realizarse un estudio regional y obtener en cualquiera de los dos casos, la tasa de crecimiento esperada. El trnsito se estima por el TDPA (trnsito diario promedio anual) y su clasificacin vehicular. El mtodo del Instituto de Ingeniera, como en la mayor parte de los mtodos de diseo de Diseo de pavimentos. Captulo 2. 37 pavimentos, requiere del conocimiento de la clasificacin vehicular, por categoras de acuerdo al tipo de vehculo, nmero de ejes, arreglo de los ejes y nmero de llantas.

2.2.1.2. Mtodo de la AASHTO para el diseo de la seccin estructural de los pavimentos.El actual mtodo de la AASHTO, versin 1993, describe con detalle los procedimientos para el diseo de la seccin estructural de los pavimentos flexibles y rgidos de carreteras. En el caso de los pavimentos flexibles, el mtodo establece que la superficie de rodamiento se resuelve solamente con concreto asfltico y tratamientos superficiales, pues asume que tales estructuras soportarn niveles significativos de trnsito (mayores de 50,000 ejes equivalentes acumulados de 8.2 ton durante el perodo de diseo), dejando fuera pavimentos ligeros para trnsitos menores al citado, como son los caminos revestidos o de terracera.

2.2.1.2.1. Mtodo de diseo.El diseo est basado primordialmente en identificar o encontrar un nmero estructural SN para el pavimento flexible que pueda soportar el nivel de carga solicitado. Para determinar el nmero estructural SN requerido, el mtodo proporciona la ecuacin general que involucra los siguientes parmetros: El trnsito en ejes equivalentes acumulados para el perodo de diseo seleccionado, W18. El parmetro de confiabilidad, R. La desviacin estndar global, So. El mdulo de resiliencia efectivo, Mr del material usado para la subrasante. La prdida o diferencia entre los ndices de servicios inicial y final deseados, PSI.Es importante hacer notar que la metodologa original de AASHTO usualmente consideraba perodos de diseo de 20 aos; en la versin actual de 1993, recomienda en la tabla 2.5 los siguientes perodos de diseo en funcin del tipo de carretera:

2.2.1.3. DISEO DE PAVIMENTO RGIDO POR EL METODO AASHTO.Este mtodo est basado en los resultados de pruebas de campo realizados desde los aos cincuenta, en una variedad de carreteras americanas. La ecuacin fundamental AASHTO para pavimentos con losas de concreto hidrulica (pavimento rgido) resulta ser:

Vida til: Es el tiempo transcurrido entre la puesta en operacin del camino y el momento en el que el pavimento requiera rehabilitarse. Trnsito: Para el diseo se considera realizar la equivalencia entre el trnsito promedio diario anual en el carril de proyecto por el nmero de cargas equivalentes de un eje sencillo de 8.2 ton (80 kN). Nivel de confianza: El nivel de confianza (Z R S 0) tiene la funcin de garantizar que las alternativas adoptadas perduren durante el perodo de diseo.S0: Es la desviacin estndar de la poblacin de valores obtenidos por AASHTO que involucra la variabilidad inherente a los materiales y a su proceso constructivo. El rango tpico sugerido por AASHTO se encuentra entre: 0.30 S 0 0.40 ZR: Representa a la desviacin normal estndar de la funcin que representa a la poblacin transformada a una variable ponderada con el objeto de disminuir su sesgo y acercarse a una distribucin normal o de GAUSS.

Tabla n 01

Tabla n 02

2.2.1.4. DETERIOROS MS COMUNES EN LOS PAVIMENTOS.Se entender por deterioro de un pavimento como la serie de daos y manifestaciones superficiales de la capa de rodadura que perjudican la condicin de circulacin segura y confortable, y que a s vez son capaces de incrementar los costos de operacin vehicular. El deterioro de la superficie es cualquier indicacin desfavorable del desempeo del pavimento o seales de falla inminente; cualquier desempeo poco satisfactorio de un pavimento se considera una falla.Existen varios catlogos elaborados con los deterioros de los pavimentos como son: el Catlogo Centroamericano de Daos a Pavimentos Viales, elaborado por el Consejo Sectorial de Ministros de Transporte de Centroamrica (COMITRAN); los catlogos elaborados por el Consejo de Directores de Carreteras de Iberia e Iberoamrica y el elaborado por la Secretara de Comunicaciones y Transporte (SCT) en Mxico, estos unifican la clasificacin de daos en los pavimentos, utilizando terminologas comunes. Es frecuente que el mismo deterioro sea conocido con nombres diferentes a nivel regional, por lo que es necesario estandarizarlos a fin de ser identificados correctamente.El catlogo es un resumen de las fallas ms comunes que se encuentran en la ciudad. En cada uno de los deterioros se incluye una descripcin, posibles causas, niveles de severidad, medicin y un esquema representativo de la falla. Tambin estn incluidas fotografas de las fallas, para ayudar al evaluador a catalogar en campo la falla, como parte de inspecciones viales. En lo que se refiere a las posibles causas, nicamente se presenta una indicacin del origen de la falla. Siempre ser necesario hacer las investigaciones pertinentes de campo, para establecer la causa definitiva del dao. Los avances tecnolgicos para realizar actividades de mantenimiento, unidos con la utilizacin de nuevos materiales, forzan a revisar peridicamente los documentos que se relacionen con el mantenimiento vial. Finalmente, se debe sealar que la meta principal de un programa de mantenimiento no es de reparar las fallas, mediante mantenimiento rutinario, sino ms bien evitar que las fallas ocurran mediante un mantenimiento preventivo. Por eso, la mejor utilidad del catlogo ocurre cuando no sea necesario usarlo.

2.2.1.5. TCNICAS DE CONSERVACIN EN PAVIMENTOS FLEXIBLES.2.2.1.5.1. SelloEl objetivo fundamental de los sellos es alargar la vida til de los pavimentos flexibles, sellar fisuras, grietas (para impermeabilizar la superficie) y aumentar la rugosidad dela superficie de rodamiento y protegerlo del intemperismo para evitar que avance el envejecimiento. Mortero asfltico: El sello de lechada asfltica o mortero asfltico (Slurry seal), es un tratamiento superficial a base de agregados ptreos graduado, emulsin asfltica, cal o cemento y agua que tiene por objeto alargar la vida til de los pavimentos, sellando o taponeando grietas (capas delgadas), as como tambin el proporcionar superficies de desgaste y antiderrapantes (capas gruesas de 6 a 9 mm). Este mortero asfltico tiene la caracterstica de ser un semifluido de baja tensin superficial que penetra en la grietas de la superficie de rodamiento sellndola y evitando el paso del agua a las capas inferiores de la misma. El sello debe formar adems una capa protectora de la carpeta asfltica que la preserve de la oxidacin y le proporcione una superficie antiderrapante. Pues su composicin este tipo de tratamiento no presenta en general desprendimientos de agregados ptreos evitando que se levante polvo, se azolven los drenajes, etc. El mortero asfltico como todos los tratamientos superficiales al formar capas de espesores pequeos (3 a 9 mm) prcticamente no aumenta la resistencia estructural de los pavimentos sobre los que se aplica. Carpeta de graduacin abierta: La carpeta de granulometra abierta (Open Graded) tiene por objeto el proporcionar superficies de desgaste o sellos, adems de ser una capa drenante por su empleo en climas lluviosos ya que por su textura evita que se produzcan efectos como el acuaplaneo, dado que por este tipo de carpeta altamente porosa facilita el contacto de los neumticos con el pavimento ya sea en condiciones lluviosas o en presencia de agua sobre la superficie de rodamiento, adems de proporcionar una carpeta antirruido, conservando la resistencia a la deformacin plstica y al agrietamiento por fatiga.2.2.1.5.2. BacheoEste trabajo es parte del mantenimiento dentro de la conservacin de los pavimentos, pudiendo dividirse en superficial y profundo, el primero corresponde a trabajos de correccin de fallas de la carpeta, el segundo corresponde a corregir reas dbiles, para ambos casos la forma de resolver este tipo de problema es el cajear rectangularmente el rea fallada, eliminando los materiales de mala calidad o que presenten humedad excesiva. Rellenar con materiales de caractersticas adecuadas, reponiendo la estructura del pavimento mediante capas debidamente compactadas. Las paredes de la caja deben hacerse verticales y dos de sus lados sern normales a la direccin del trnsito. La caja debe abarcar cuando menos 30 cm dentro de la zona aparentemente sana, adyacente al rea fallada. Se procurar, mediante una regla, que el nivel superior de relleno quede bien perfilado respecto al resto de la seccin transversal.

Si los baches se manifiestan en zonas de cortes, es conveniente revisar y corregir previamente las deficiencias de drenaje. Este trabajo es un requisito indispensable en la reparacin de un pavimento, siendo uno de los deterioros a solucionar, para despus proceder a la ejecucin del siguiente trabajo es cuestin perteneciente a la conservacin de un pavimento. La mquina cuenta con un soplador de alto volumen que limpia el bache o la grieta con un chorro de aire que saca los elementos ajenos al pavimento y rocas sueltas por el deterioro. El operario de la maquina aplica una capa de ligantes asflticos que calienta el rea, para asegurar la colocacin de los materiales a sufrir. Para finalizar este trabajo se colocar la capa final del material que cubrir el bache, revisando que este quede bien perfilado respecto al resto de la seccin transversal.2.2.1.6. TCNICAS DE REHABILITACIN EN PAVIMENTOS FLEXIBLES.2.2.1.6.1. Reciclado de pavimentos.Son las tcnicas que permiten reutilizar (para su rehabilitacin), los materiales existentes de pavimentos deteriorados. La finalidad tcnica de un reciclado de pavimento es la de restituir las propiedades de las capas que cortan y reutilizan o incluso mejorarlas. Estas propiedades son bsicamente: La capacidad estructural, vinculada a la resistencia mecnica (estabilidad). La resistencia a la accin del agua. L a resistencia a la fatiga, parcial o totalmente consumida en el material original.El reciclado de pavimentos es una tcnica de rehabilitacin, que puede usarse en todo tipo de pavimentos, desde los pavimentos flexibles a los rgidos, aunque suele emplearse principalmente en pavimentos flexibles. El campo de aplicacin es enorme y va desde el reciclado de carpetas asflticas con problemas de envejecimiento, hasta el reciclado de capas importantes de bases granulares y carpetas con problemas estructurales, pudiendo formar parte de un proceso de reconstruccin.Atendiendo al objetivo de la rehabilitacin podemos clasificarlos en: Tipo I. Reciclado de carpetas asflticas, como un proceso de renovacin y regularizacin superficial. Tipo II. Reciclado de la carpeta y parte de la base granular, con incorporacin posterior de una capa asfltica de poco espesor, como un proceso de refuerzo ligero.Tipo III. Reciclado total de la carpeta y la base granular, creando una capa de base de alta calidad y posterior acabado con carpeta asfltica, lo que constituye una gran rehabilitacin y reconstruccin.2.2.1.6.2. Re nivelacin de carpetas.Perfilado o fresado en fro en pavimentos, es un concepto desarrollado dentro del campo de la construccin de calles y carreteras de la infraestructura vial, nos ofrece alternativas econmicas contra el alto costo de rehabilitacin de pavimentos, este se emplea cuando la superficie de rodamiento se encuentra desgastada o daada tenindose an las condiciones en las capas inferiores. El fresado o perfilado consiste en la remocin del pavimento existente por medio de un mtodo controlado automticamente a una profundidad deseada, con un equipo diseado especialmente para este trabajo y restaurando la superficie nueva a un nivel y bombeo especificado. Conveniencia para el pblico. El fresado en fro puede realizarse rpidamente sin obstruccin del flujo de trfico. Seguridad y limpieza. El fresado en fro es un sistema saneo de rehabilitacin de pavimentos en donde no se requiere de obstrucciones u obstculos peligrosos dentro de la obra. El sistema es relativamente libre de contaminacin, el proceso no genera humo y la cantidad pequea de polvo se puede controlar fcilmente. Eficiencia. Este proceso se puede enfocar directamente al problema del pavimento asfltico o concreto hidrulico el cual puede corregirse sin tener que gastar tiempo y dinero en las capas estructurales adyacentes como base o sub bases e igualmente sin interrumpir el diseo geomtrico del tramo. Versatilidad. El mtodo de fresado no est limitado a autopistas o supercarreteras. Existe una gran gama de fresadoras las cuales hacen accesible este mtodo para fresado en fro en reas urbanas o metropolitanas, comunidades pequeas, igualmente para dependencias federales y dependencias estatales.2.2.1.6.3. Sobrecarpetas.Las sobrecarpeta es una tcnica de rehabilitacin recomendada para pavimentos deteriorados, la correccin de fallas funcionales, as como tambin el reforzar un pavimento estructuralmente con problemas en la base o carpeta, el cual debe adecuarse para un volumen de trnsito mayor, esta tcnica es conveniente para solucionar problemas de fatiga, rehabilitacin de carpetas envejecidas y en ciertos casos dar soluciones temporales a los problemas que presenta el pavimento.2.2.1.6.3.1. Sobrecarpetas de concreto hidrulico.Consiste en la colocacin de una losa de concreto hidrulico sobre un pavimento asfltico o de concreto que presenten daos superficiales y que ha sido superado por las condiciones ambientales y por el volumen y peso del trnsito al que se encuentra sometido, eliminando as los mantenimientos continuos y sus correspondientes costos, entregando luego de su aplicacin, un pavimento de excelente calidad que brindar una larga vida til en buenas condiciones de operacin.El Whitetopping satisface la demanda de la ciudadana de transitar en calles seguras y en excelentes condiciones de servicio por ms tiempo, ya que ofrece ms de 20 aos de vida til. Esta tcnica se ha utilizado con xito en calles urbanas, caminos principales y aeropistas de Europa y Estados Unidos, sustituyendo para siempre el uso del pavimento asfltico.

Procedimiento de rehabilitacin con Whitetopping. Los trabajos previos a la sobre carpeta nicamente sern el considerar deterioros en estado avanzado tales como: rodaderas, desplazamiento o baches. reas donde ha habido falla de la subrasantes, las cuales no darn soporte uniforme a la sobrecarpeta de concreto hidrulico debern ser removidas y reemplazadas. Despus de la correccin de los deterioros superficiales, se debern definir como soluciones las deformaciones antes de colocar una carpeta whitetopping. Se puede usar varios mtodos, como barrido y colocacin directa, fresado, y colocacin de una capa niveladora.Los aspectos que se evalan en el diseo para la determinacin de la factibilidad tcnica de que un pavimento sea rehabilitado mediante la tcnica de Whitetopping son: Daos estructurales Daos asociados a la fatiga de las capas asflticas Daos asociados a la alteracin del perfil por deformaciones plsticas acumuladas Daos asociados a la inestabilidad de la banca Daos superficiales Daos asociados s las deficiencias en el diseo o fabricacin de la mezcla asfltica Daos asociados a la calidad de los materiales.Debe hacerse una evaluacin de las condiciones existentes en el pavimento deteriorado para tener la seguridad de recomendar el uso del Whitetopping y la factibilidad tcnica de su aplicacin. Con la informacin de mecnica de suelos y de trnsito que se obtenga, se procede a elaborar el diseo del Whitetopping, segn el tipo de camino y la vida til esperada para el mismo. Contando con los elementos anteriores, la construccin se realiza de la siguiente manera: Reparacin de baches superficiales y posible fresado de las zonas que presenten deformaciones importantes y fresado continuo para pavimentos delgados. Limpieza enrgica de la superficie existente para garantizar la adherencia del Whitetopping. Dependiendo del proyecto, se har la seleccin del sistema de colocacin ms adecuado. Con el tramo a rehabilitar listo, se realiza el suministro de concreto hidrulico, cuidando siempre la calidad en la aplicacin para garantizar el xito del proyecto. Luego de su colocacin, se deber realizar el terminado y el texturizado, evitando agregar agua a la superficie para no causar problemas de agrietamientos plsticos y prdida de resistencia en la superficie. Se debe proteger el concreto mediante curado para evitar la prdida de humedad y as garantizar que se alcance la resistencia indicada en el diseo. Se debe proteger el concreto mediante curado para evitar la prdida de humedad y as garantizar que se alcance la resistencia indicada en el diseo.Ventajas Requiere de una mnima preparacin de la superficie daada, consistiendo sta en la reparacin de baches y el lavado de la carpeta asfltica, en el caso del convencional y el fresado superficial de la carpeta para el caso del delgado, previo a la construccin de la losa de concreto. Tiene un costo menor que la rehabilitacin con asfalto La vida til del camino se incrementa a 20 aos, disminuyendo drsticamente los costos por mantenimiento. Incrementa la luminosidad del camino, reduciendo incluso los gastos por iluminacin nocturna. La sobre losa de concreto es capaz de soportar -con amplios mrgenes de seguridad- las cargas tpicas del trfico urbano ligero para pavimentos delgados y del pesado para pavimentos convencionales.

2.2.1.6.3.2. Sobrecarpetas de concreto asflticoEsta alternativa proporciona una nueva superficie de desgaste, mejorando la transitabilidad, la seguridad y la resistencia del pavimento. La nueva superficie permite la correccin de la seccin transversal y los defectos de la superficie como grietas, rodaderas, etc. La seleccin de los materiales para la sobrecarpeta tiene un impacto importante en el plan de rehabilitacin. La calidad de los materiales afectar en el espesor de la misma, que depende de la capacidad estructural necesaria y del ciclo de vida que se considere.Actualmente una de las tecnologas utilizadas en la pavimentacin de concreto hidrulico es el uso de sobrecarpetas de Stone Mastic Asphalt (SMA). Antes de colocar la carpeta SMA, es importante examinar las condiciones de la superficie sobre la cual se colocar y llevar a cabo cualquier tratamiento o reparacin necesaria. En el caso de que la vialidad requiera de un refuerzo estructural se toma como alternativa realizar un bacheo puntual o parcial retirando los materiales daados y substituyndolos por materiales completamente sanos.2.2.1.6.4. ReconstruccinLa reconstruccin involucra la adaptacin de la estructura del pavimento para un trnsito ms pesado, lo cual implica unas sobrecarga, derivndose en el levantamiento completo de la estructura del pavimento, cuando esta se encuentra colapsada por exceso de problemas estructurales, incluso de las capas subyacentes. La estructura se reemplaza como si fuese la construccin de un nuevo pavimento. Las tcnicas de reconstruccin ofrecen la opcin de seleccionar los materiales vrgenes, utilizacin de materiales estabilizados, el uso de geotextiles o bien e reciclar los materiales existentes. El uso de material reciclado puede tener un impacto grande en los costos de los pavimentos.2.2.1.7. 2.2.1.7.1. 2.2.1.7.2. 2.2.1.7.3.

2.2.2. MARCO TEORICOSe denomina pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del trnsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: ancho, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, adems de una adherencia adecuada entre el vehculo y el pavimento aun en condiciones hmedas. Es importante considerar que el aspecto ms importante en la estructura de pavimento, es el que tiene que ver con la resistencia de las capas, la cual debe ser la adecuada para atenuar los esfuerzos destructivos del trnsito, de la intemperie y del agua. Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se debern colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas superiores, siendo de menor capacidad los que se colocan en las capas inferiores, adems de que son los materiales que ms comnmente se encuentran en la naturaleza, y por consecuencia resultan los ms econmicos. La divisin en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor econmico, ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor mnimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior. La resistencia de las diferentes capas no solo depender del material que la constituye, tambin resulta de gran influencia el procedimiento Constructivo; siendo dos factores importantes la compactacin y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, ste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes. En el proceso de modelacin y diseo de pavimentos flexibles existen criterios subjetivos sobre algunos de los parmetros. Se observa una tendencia a la aplicacin de frmulas empricas por parte de los diseadores, derivadas de algunas experiencias particulares, sin tener en cuenta patrones establecidos por entidades como por ejemplo la SHELL, AASTHO y otras que desarrollaron mtodos de clculo de uso comn en el medio. El diseo de un pavimento consiste en establecer una estructura para una duracin dada, bajo las solicitaciones del trnsito y las caractersticas de la subrasante. Para determinar los espesores de las capas de la estructura del pavimento se utilizan tres clases de metodologas las cuales se enuncian a continuacin:

2.2.2.1. Mtodo Emprico2.2.2.2. Diseo de espesores para vas con altos volmenes de trnsito.2.2.2.3. Mtodo MOPT 752.2.2.4. Mtodo del Instituto del Asfalto. Versin 1991. Mtodo AASHTO 93 Road Note 31

2.2.2.5. Mtodo semi emprico El mtodo Shell. Fundamentos tericos2.2.2.6. Programa de cmputo Depav. Weslea Determinacin de parmetros elsticos admisibles. Clculo de parmetros elsticos. Anlisis de resultados. 2.2.2.7. Programa UNALCAPAComo un primer anlisis para determinar la distribucin de esfuerzos en un pavimento se aplic el modelo propuesto por el matemtico francs Boussinesq en 1885, estado de esfuerzos en una masa de suelo a cualquier profundidad; el estudio del matemtico se bas en una carga concentrada aplicada en un semi-espacio lineal, elstico, istropo y homogneo; los esfuerzos, deformaciones y deflexiones debidos a la carga concentrada pueden ser extrapolados para obtener aquellas debidas a una rea circular cargada. Esta solucin fue por mucho tiempo la nica disponible, hasta que en 1945 Donald M. Burmister propuso una teora que se poda aplicar a estructuras de pavimentos, basada en la de Boussinesq pero que tena en cuenta estratos y las propiedades mecnicas de los materiales que conforman la masa de suelo, Para calcular el estado de esfuerzos de sta a cualquier profundidad. Desde el punto de vista del estudio de pavimentos, el modelo de Burmister puede ser usado para determinar los esfuerzos, deformaciones y deflexiones en la subrasante si la relacin de mdulos del pavimento y la subrasante es cercana a la unidad, si no es as, la modelacin es ms compleja. Analticamente es un procedimiento ms complejo que los basados en el primer modelo, que se poda solucionar con ecuaciones relativamente fciles; el modelo de Burmister introduce transformadas de Fourier que requieren funciones de Basel para su solucin y que sin la ayuda de un programa de computador no se pueden modelar estructuras de ms de dos capas.

2.2.3. MARCO CONCEPTUAL2.2.3.1. INTRODUCCIONEn el presente capitulo se desarrollaran los conceptos bsicos que deben conocerse acerca de los pavimentos flexibles, se conocer su concepto, sus componentes estructurales, as como tambin su clasificacin, sus ventajas y desventajas. Tambin se trataran algunos temas adicionales como los mecanismos de deformacin que existen en esta clase de pavimentos, las diferentes fases que puede presentar un pavimento flexible y cules son las diferentes clases de mantenimiento que se desarrollan a nivel mundial para poder conservar lo ms posible las vas terrestres.

2.2.3.2. DESARROLLO DE CONCEPTOS BSICOS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES.2.2.3.2.1. Pavimento.Se llama pavimento al conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas del trnsito y las transmiten a los estratos inferiores en forma disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente. Las condiciones necesarias para un adecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistencia adecuada a las cargas para evitar las fallas y los agrietamientos, adems de una adherencia adecuada entre el vehculo y el pavimento an en condiciones hmedas. Deber presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del trnsito, de la intemperie y del agua. Debe tener una adecuada visibilidad y contar con un paisaje agradable para no provocar fatigas.Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se debern colocar los materiales de mayor capacidad de carga en las capas superiores, siendo de menor calidad los que se colocan en las terraceras adems de que son los materiales que ms comnmente se encuentran en la naturaleza, y por consecuencia resultan los ms econmicos. La divisin en capas que se hace en un pavimento obedece a un factor econmico, ya que cuando determinamos el espesor de una capa el objetivo es darle el grosor mnimo que reduzca los esfuerzos sobre la capa inmediata inferior. La resistencia de las diferentes capas no solo depender del material que la constituye, tambin resulta de gran influencia el procedimiento constructivo; siendo dos factores importantes la compactacin y la humedad, ya que cuando un material no se acomoda adecuadamente, ste se consolida por efecto de las cargas y es cuando se producen deformaciones permanentes.

2.2.3.2.2. Tipos de pavimentos. Pavimentos Rgidos.Se compone de losas de concreto hidrulico que en algunas ocasiones presenta un armado de acero, tiene un costo inicial ms elevado que el flexible, su periodo de vida vara entre 20 y 40 aos; el mantenimiento que requiere es mnimo y solo se efecta (comnmente) en las juntas de las losas.

Pavimentos Flexibles.Resulta ms econmico en su construccin inicial, tiene un periodo de vida de entre 10 y 15 aos, pero tienen la desventaja de requerir mantenimiento constante para cumplir con su vida til. Este tipo de pavimento est compuesto principalmente de una carpeta asfltica, de la base y de la sub-base.2.2.3.2.3. Otras definiciones importantes. Agregado: Un material granular duro de composicin mineralgica como la arena, la grava, la escoria, o la roca triturada, usado para ser mezclado en diferentes tamaos. Agregado grueso: Material retenido por el tamiz de 2.36 mm (No. 8). Agregado fino: Material que pasa el tamiz de 2.36mm (No. (8). Relleno mineral: Fracciones de agregado fino que pasan el tamiz de 0.60mm (No. 30). Polvo mineral: Fracciones de agregado fino que pasan el tamiz de 0.075 mm. Alcantarilla: Cualquier estructura por debajo de la subrasante de una carretera u otras obras viales, con el objeto de evacuar las aguas superficiales y profundas. Balasto: Una capa superficial de material selecto consistiendo por lo general de material granular natural o agregado triturado, que se coloca sobre la subrasante terminada de una carretera, con el objeto de protegerla y que sirva de superficie de rodadura, para permitir el libre trnsito durante todas las pocas del ao. Daos: Desperfectos ocurridos en la superficie de una carretera debido a efectos de clima y trnsito tal como se describe en el Catlogo Centroamericano de Daos de Pavimentos Viales. Deflexin: El desplazamiento vertical temporal de un pavimento proveniente de la aplicacin de cargas de las ruedas de los vehculos. Derecho de Va: El rea de terreno que el Gobierno suministra para ser usada en la construccin de la carretera, sus estructuras, anexos y futuras ampliaciones. Intervencin: La designacin aplicada de actividades de mantenimiento rutinario y de obras de mantenimiento peridico consideradas en forma conjunta. Mantenimiento: Conjunto de tareas de limpieza, reemplazo y reparacin que se realizan de manera regular y ordenada en una carretera, para asegurar su buen funcionamiento y la prolongacin de su vida de servicio, al mximo compatible con las previsiones de diseo y construccin de la obra. Mejoramiento: Ejecucin de las actividades constructivas necesarias para dotar a una carretera existente, en bueno, regular o mal estado, de mejores condiciones fsicas y operativas de las que dispona anteriormente, para ampliar su capacidad o simplemente ofrecer un mejor servicio al usuario. Rehabilitacin: Ejecucin de las actividades constructivas necesarias para restablecer las condiciones fsicas de la carretera a su situacin como fue construida originalmente. El envejecimiento del asfalto: es un proceso complejo, consiste principalmente en la evaporacin de ciertos componentes y la oxidacin por oxigeno de aire. La modificacin qumica se traduce en una alteracin de su estructura, aumentando su 21 dureza, rigidez y fragilidad; como consecuencia pierde la capacidad de ser un ligante adecuado para el concreto asfltico.

2.3. VARIABLESVU: REHABILITACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

2.4. DESCRIPCION DEL METODO DE REHABILITACION2.4.1. Tipo Investigacin.La presente investigacin es de carcter aplicativo, descriptivo. Es descriptiva porque su propsito es la aplicacin de las distintas tcnicas de rehabilitacin de pavimentos flexibles que se efectuaran en el distrito de Jos Luis Bustamante y Rivero Como Investigacin participativa, generar es la bsqueda y aplicacin de las tcnicas de rehabilitacin de pavimentos y dar la adecuada solucin que mejore el nivel de vida de nuestra pavimentacin aplicado en el proyecto. 2.4.2. Diseo especfico.

Nuestra investigacin responde a las caractersticas propias de una investigacin descriptiva-explicativa, puesto que pasamos metodolgicamente por las etapas de planeamiento y ejecucin, aplicando los mtodos deductivo e inductivo, por lo tanto el diseo especfico de la investigacin es transversal, correlacional y causal porque se analiza el estado de nuestras variable en un momento dado y se recolectan los datos en un momento dado y tiempo nico, es decir se adecua a las condiciones y cmo stas se presentan en la realidad para tomar los datos para su anlisis respectivo y proponer la optimizacin de las propiedades mecnicas del concreto para pavimentos reforzado con fibras de acero Wirand en el distrito de Jos Luis Bustamante y Rivero

2.5. UNIVERSO Y TCNICAS DE INVESTIGACIN

2.5.1. Universo, poblacin y muestraLa poblacin ser el que desarrolle el presente trabajo presentado y que se pondr en marcha el desarrollo de las tcnicas planteados en el presente proyecto ser en el distrito de Jos Luis Bustamante y Rivero.

2.5.2. Tcnicas de rehabilitacin

Mantenimiento Tradicional En Pavimentos Flexibles Sellado De Grietas Y Tratamientos Superficiales Construccin De Sobre Carpetas De Refuerzo Sistema De Rebajado Agentes Rejuvenecedores Sistema De Reciclado Reciclado En El Lugar Sistema De Reciclado En Planta

Bibliografa

Diseo y construccin de pavimentos _ Centro de educacin continua UNAM. Especificaciones generales de construccin _ Secretara de Obras Pblicas Apuntes de pavimentos asflticos _ Ing. Fernando Loayza. El Deflectgrafo Benkelman _ Secretara de Obras Pblicas Apuntes de sistemas de Reciclado para pavimentos recuperados _ Barber Greene Company Estructuracin de Vas Terrestres _ Fernando Olivera Bustamante http://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt104.pdf http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2547/osunaruiz.pdf?sequence=1 http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2010/bmfcim672d/doc/bmfcim672d.pdf http://imt.mx/archivos/Publicaciones/PublicacionTecnica/pt104.pdf29