METODOLOGIA PARA LA EVALUACION DE LOS PAVIMENTOS
Contenido INTRODUCCION ........................................................................................................................................................3 EVALUACION DE ESTADOS DE LOS PAVIMENTOS...................................................................................................3 CAPA DE RODAMIENTO CON MEZCLA ASFÁLTICA..............................................................................................6 COEFICIENTE D1: Deformación longitudinal. ...................................................................................................6 COEFICIENTE D2: Deformación transversal. .....................................................................................................7 COEFICIENTE D3: Fisuración. ............................................................................................................................9 FISURAS REFLEJAS.......................................................................................................................................... 12 COEFICIENTE D4: Desprendimiento. ............................................................................................................. 13 CAPA DE RODAMIENTO CON TRATAMIENTO BITUMINOSO SUPERFICIAL ..................................................... 14 COEFICIENTE D1: Deformación longitudinal. ................................................................................................ 14 COEFICIENTE D2: Deformación transversal. .................................................................................................. 14 COEFICIENTE D3: Fisuración. ......................................................................................................................... 14 COEFICIENTE D4: Desprendimiento .............................................................................................................. 15 PAVIMENTO RIGIDO ......................................................................................................................................... 15 COEFICIENTE D1: Deformación Longitudinal. ................................................................................................ 15 COEFICIENTE D3: Fisuración. ......................................................................................................................... 16 TECNICA OPERATIVA DE LA EVALUACION DE ESTADO DEL PAVIMENTO ........................................................... 19 LLENADO DE PLANILLAS........................................................................................................................................ 21 PROCESAMIENTO DE DATOS EQUIPOS DE EVALUACION DE PAVIMENTO ......................................................... 29 EQUIPOS DE EVALUACION DE PAVIMENTOS ....................................................................................................... 31 FALLAS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES ..................................................................................................................... 32 FALLAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS ....................................................................................................................... 35
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INTRODUCCION En 1981 la Dirección Nacional de Vialidad creó el Departamento Estado, Evaluación y Seguridad de Caminos en el área de Conservación con la misión principal de proporcionar los fundamentos técnicos para la formulación de programas de obras de refuerzos y mantenimiento de la Red Nacional de Caminos. Dada la magnitud de la misma y la necesidad de tener en cuenta las diferentes características regionales, fue necesario la participación directa de profesionales de los Distritos Provinciales en razón de su conocimiento de las rutas de su jurisdicción. La metodología de trabajo está basada en la valiosa experiencia obtenida durante el desarrollo del Estudio de Necesidades Viales, que realizó la Dirección Nacional de Vialidad con la participación de firmas Consultoras. Esta fue perfeccionada y adaptada a las posibilidades de personal y equipos de evaluación de pavimentos disponibles en la Repartición. Para decidir correctamente los trabajos de mantenimiento se debe conocer el estado del pavimento, la evolución de su deterioro y las posibles causas que lo producen. Este conocimiento se adquiere del análisis del relevamiento periódico de las fallas del pavimento y su comportamiento bajo la aplicación de una carga. Los indicadores más significativos en el proceso normal de deterioro de los pavimentos son: - Fallas: Deformaciones permanentes, longitudinales y transversales. Fisuración y agrietamientos. Desprendimientos. - Adherencia entre neumático y pavimento. - Deformación de pavimento bajo carga: deflexión y radio de curvatura. Para garantizar la utilidad de estos indicadores es necesario que: - puedan ser medidos objetivamente. - la cantidad de mediciones sea suficientemente representativa. - la frecuencia con que se repiten las mediciones sea compatible con el tiempo de evolución de las fallas. Estén clasificados, cuantificados y presentados para su interpretación.
EVALUACION DE ESTADOS DE LOS PAVIMENTOS La evaluación de estado del pavimento consiste en el relevamiento de las fallas más significativas que afectan al mismo. Estas son: - Deformación longitudinal - Deformación transversal - Fisuración - Desprendimiento.
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Este relevamiento se procesa de modo de llegar a un índice indicativo del estado de dicho pavimento a la fecha de evaluación; a este índice se lo denomina Índice de Estado. El mismo responde a la expresión: 𝑰𝑬 = 𝟏𝟎 × 𝒆− ∑ 𝒂𝒊 ×𝑫𝒊 Donde: IE = Índice de Estado. e = 2,718 (base de los logaritmos neperianos). ai = Coeficientes de peso, que dependen del tipo de la capa de rodamiento del pavimento evaluado, según sea flexible con capa de rodamiento de concreto asfáltico, flexible con tratamiento bituminoso superficial, o rígido ; adoptan valores comprendidos entre 0,04 y 0,08. Di = Coeficientes que valorizan el grado de falla, adoptan valores comprendidos entre 0 y 10, correspondiendo los mayores valores a las situaciones más desfavorables. El Índice de Estado (IE), tal como se ha visto, combina en su fórmula la evaluación de cuatro tipos de fallas. Por esta razón el IE puede utilizarse ya sea como elemento de juicio para la evaluación general de un pavimento dado, o bien para detectar la conveniencia y el grado de urgencia de profundizar el análisis, determinado la obra necesaria correspondiente. De acuerdo con esta expresión el IE alcanza valores comprendidos aproximadamente entre 1 y 10, correspondiendo los mayores valores a los mejores estados del pavimento. Se define que un valor de IE entre 10 y 7 indica un estado bueno del pavimento; un valor entre 7 y 5 un estado regular, para el cual sería conveniente realizar un estudio para determinar la conveniencia de encarar oportunamente las fallas con tareas de mantenimiento y/o la próxima construcción de un refuerzo o de una mejora, de modo de evitar su rápida destrucción, mientras que con valor del orden de 5 o menor, estaríamos ante el caso de un pavimento sumamente fallado que requiere atención en forma urgente. A los fines de definir el proyecto de obras a realizar, es necesario la consideración aislada de cada uno de los coeficientes D1, D2, D3, D4 y su evolución en el tiempo, dado que la información derivada de la interpretación correcta de dichos valores es de gran importancia en el proceso de identificar las reales causas de la falla del pavimento. La determinación en campaña de los coeficientes de deterioro Di, se complementa tomando en cuenta la existencia de otros elementos relacionados con el estado del pavimento, tales como: - Exudación: cuando compromete la resistencia al deslizamiento del rodado de los vehículos. - Bacheos: para indicar principalmente en que nivel ha fallado ya el pavimento. - Drenaje: mediante la observación de las condiciones generales del mismo en la sección atendiendo en especial a su posible influencia en el del paquete estructural. Son otros datos de interés, por ejemplo, el estado de bordes de calzadas, las banquinas, el carril más deteriorado, etc. Se suma a esta información la medición de otros importantes parámetros con equipos de auscultación de pavimentos que permiten determinar con mayor precisión el estado del camino.
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La deflexión y el radio de curvatura que indican en forma no destructiva de que manera trabaja la estructura y el coeficiente de fricción transversal que determina el grado de adherencia de los neumáticos con la superficie de rodamiento mojada. Por último y con el objeto de contar con un elemento de análisis más de las condiciones de transitabilidad de pavimento, se ha estimado conveniente incluir el INDICE DE SERVICIABILIDAD PRESENTE (I. S. P.). Este tipo de índice está orientado mundialmente a medir el confort que brinda el camino al usuario. Se han desarrollado originalmente para su determinación, fórmulas matemáticas que combinan distintos parámetros de deterioro. Con el objeto de obtener la opinión del usuario se realizó una encuesta en distintos tramos previamente seleccionados. La idea fue adaptar al medio local la fórmula del P.S.I. (PresentServiciabilityIndex) empleada internacionalmente. El cuestionario fue dirigido a un amplio espectro de vehículos y de velocidades de circulación. La calificación solicitada de los tramos debía acompañar la opinión con una sintética justificación en base a la exposición del tipo de falla más perceptible a criterio del encuestado. Del análisis de los resultados se deduce que el usuario argentino es sensible a deformaciones en el perfil longitudinal similar a las variaciones registradas por el rugosímetro (lisura longitudinal), deformaciones transversales (ahuellamiento), y a desprendimientos materiales del pavimento, fundamentalmente a baches (cuantificados en porcentajes respecto a la superficie del pavimento). La primera expresión fue obtenida para pavimentos flexibles y en base a la tradicional fórmula P.S.I., resultando: 𝑨𝒉𝟐 𝑫𝟒𝟐 𝑰𝑺𝑷 = 𝟓. 𝟎𝟑 − {𝟏. 𝟗𝟏 × [𝒍𝒐𝒈(𝟏 + 𝟐. 𝟒𝟕 × 𝑹𝒖𝒈𝟐 )] + + } 𝟒𝟖𝟎 𝟕𝟏 donde: ISP: Índice de Serviciabilidad Presente Rug: rugosidad en m/km Ah: ahuellamiento D4: nota que califica desprendimientos del pavimento. Escala de opinión del usuario: 0-1 MUY MALO 1 -2 MALO 2 -3 REGULAR 3 -4 BUENO 4-5 MUY BUENO A fines de l995, en el marco de un Convenio con el Laboratorio Vial del IMAE (Instituto de Mecánica Aplicada y Estructura de la Universidad Nacional de Rosario), los tres Rugosimetros BPR de la D.N.V. fueron calibrados respecto a un patrón de referencia establecido internacionalmente denominado I.R.I. (Índice de Rugosidad Internacional), siguiendo los lineamientos y consideraciones
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exigidos por el Banco Mundial en su Publicación Nº 46” Guidelinesforconducting and calibratingroadroughnessmeasurements” y las Normas Internacionales. A partir de ese momento, la calibración de los Rugosímetros BPR de la D.N.V. se realiza siguiendo los lineamientos de las Normas ASTM E 1364-90 y la ASTM E 1448-92. En el marco del Convenio citado y a efectos de que, tanto los propios Rugosimetros BPR de la D.N.V., como cualquier otro equipo calibrado respecto al I.R.I., puedan efectuar mediciones confiables de Rugosidad, se determinó la ecuación de correlación IRI-BPR’89: 𝑩𝑷𝑹𝟖𝟗 = 𝟎. 𝟔𝟗𝟐𝟏 + (𝟎. 𝟒𝟓𝟕𝟏 × 𝑰𝑹𝑰) + (𝟐. 𝟗𝟓 × 𝒆−𝟎.𝟑 × 𝑰𝑹𝑰𝟐 ) + (𝟓. 𝟕𝟔 × 𝒆−𝟎.𝟒 × 𝑰𝑹𝑰𝟒 ) IRI y BPR en m/km. CAPA DE RODAMIENTO CON MEZCLA ASFÁLTICA Para el caso de los pavimentos flexibles con capa de rodamiento de concreto asfáltico, el Índice de Estado responde a la expresión: 𝑰𝑬 = 𝟏𝟎 × 𝒆−(𝟎.𝟎𝟒 𝑫𝟏+𝟎.𝟎𝟓 𝑫𝟐+𝟎.𝟎𝟕 𝑫𝟑+𝟎.𝟎𝟒𝑫 𝟒) Donde: D1: deformación longitudinal D2: deformación transversal D3: fisuración D4: desprendimientos COEFICIENTE D1: Deformación longitudinal. La determinación del coeficiente D1 se efectúa mediante la aplicación de un rugosímetro analizador del perfil longitudinal, equipo especialmente concebido para el registro de las deformaciones longitudinales de la calzada. La Dirección Nacional de Vialidad cuenta con rugosímetros B.P.R. (Bureau of PublicRoadss - EE. UU.). El equipo, que se muestra en Figura 1yFigura 2, consiste básicamente en una rueda de ensayo que se encuentra montada dentro de un bastidor rectangular mediante dispositivos de suspensión y amortiguación adecuados. Al ser remolcado el conjunto a lo largo del camino, la rueda de ensayo oscila verticalmente con respecto al bastidor horizontal, en proporción a las deformaciones de la calzada, lo cual es medido y registrado en el aparato. A la información registrada por el rugosímetro se le da salida bajo la forma final de un número de uniformidad del perfil longitudinal. Este número indica el total del movimiento vertical descendente efectuado por la rueda de ensayo, en metros por kilómetros de camino. Con la rugosidad medida se define el coeficiente D1 en base a la siguiente tabla:
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Rugosidad (m/km) 0 - 1.1 1.2 - 1.4 1.5 - 1.7 1.8 - 2.0 2.1 - 2.3 2.4 - 2.7 2.8 - 3.3 3.4 - 3.9 4.0 - 4.5 4.6 - 5.0 >de - 5.0
Figura 1
Coeficiente D1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Figura 2
COEFICIENTE D2: Deformación transversal. Para determinar el coeficiente D2 es necesario medir la profundidad de la deformación transversal, sea ésta de ahuellamiento o hundimiento (ver definiciones en fallas de pavimento flexible pag.28). Para hacer expeditiva esta operación se ha previsto el uso de una simple regla transversal de 1,20 m de longitud, que por medio de una cuña graduada permite medir esta deformación. A los efectos de la medición, se dispone la regla transversalmente al eje del camino, apoyada sobre los puntos más altos de la deformación, y, en estas condiciones se introduce la cuña graduada hasta alcanzar el punto más bajo de la deformada. En Figura 3, se ilustra el procedimiento de medición, como así también imágenes de Ahuellamiento y hundimiento.
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Ahuellamiento
Hundimiento
Regla y cuña para la medición Figura 3 Efectuada la misma, se determina el valor del coeficiente D2 correspondiente, con la siguiente tabla: Profundidad de deformación (mm) 0- 5 6- 9 10-12 13-16 17-20 21-25 26-30 31-35 36-40 41-45 46 y más
Coeficiente D2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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COEFICIENTE D3: Fisuración. Para la determinación del coeficiente D3 el procedimiento a utilizar consiste en efectuar un relevamiento visual, comparando la clase de fisuramiento existente en el tramo evaluado con el catálogo de fotografías tipo que se ilustra en las Figuras 4 a 8. En este catálogo tipo se indican valores absolutos 2, 4, 6, 8 y 10 del coeficiente D3 equivalentes a grados de fisuración característicos, reflejados en las fotografías. El operador de campaña deberá identificar el grado de fisuración observado en la sección, con alguno de los patrones exhibidos en las fotos, pudiendo efectuar interpolaciones en los casos que así lo requieran. Identificada la fotografía del caso, queda inequívocamente determinado el correspondiente valor del coeficiente D3. FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisura formada en una sola línea, generalmente longitudinal con tendencia a ramificarse. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
2 Figura 4
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FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisura ramificada con tendencia a formar una malla generalizada en sectores de pavimento. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
4 Figura 5
FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisura en forma de malla que abarca una superficie más amplia de pavimento y con tendencia a formar la piel de cocodrilo. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
6 Figura 6
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FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisura generalizada en forma de malla cerrada, de reticulado más chico, formando la llamada “piel de cocodrilo”. Desprendimiento de material en correspondencia con algunas fisuras. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
8 Figura 7
FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisura totalmente generalizada con desprendimiento de panes de material y formación de bache. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
10 Figura 8
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FISURAS REFLEJAS La fisuración refleja es la proyección de las fisuras de la capa intermedia en contacto con la superior, la misma se forma y se propaga en los pavimentos por diferentes solicitaciones (tránsito, clima, fundación, etc.) y mecanismos (dilatación, contracción, corte, etc.), Figura 9; por lo general se manifiesta en tres etapas: - Inicio de fisuración (por fatiga del material o en correspondencia con una junta). - Crecimiento estable de la fisura. - Propagación inestable de la fisura (aparición en la superficie).
Figura 9 La clasificación siguiente se aplicará en los casos de mezclas asfálticas colocadas sobre pavimentos de hormigón, consignándose en observaciones que se trata de este tipo de falla. -
Tipo 2: fisura o grieta (ancho mayor de 2 mm) en una sola línea, longitudinales y/o transversales, sin tareas de sellado ejecutadas. - Tipo 4: malla o piel de cocodrilo concentrada en grietas longitudinales y/o transversales, sin desprendimiento de material, con o sin tareas de conservación. Figura 10. - Tipo 8: malla o piel de cocodrilo concentrada en grietas longitudinales y/o transversales, con desprendimientos totales o parciales de material. Figura 11. Nota: en el caso de que las fisuras reflejas sean generalizadas en superficie por fallas de hormigón subyacente se aplicará la clasificación convencional.
Figura 10: FISURAS TIPO 4
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Figura 11: FISURAS TIPO 8. COEFICIENTE D4: Desprendimiento. La determinación del coeficiente D4, se efectúa estimando el porcentaje de superficie de camino afectado por el desprendimiento de agregado grueso en zonas localizadas, de distintos tamaños. En el supuesto caso que en la Sección de 2 km, el pavimento no presente peladuras y/o baches abiertos, pero se observe en la misma, la presencia de sectores con operaciones de bacheo efectuadas, la cuantificación del coeficiente D4, tanto para el caso de pavimentos de concreto asfáltico, como para tratamientos bituminosos, se realizará computando el porcentaje (%) de área bacheada en el sector 2km, según la siguiente tabla. Se define bache a la cavidad producida en el pavimento de forma irregular y profundidad mayor de 2,5 cm. La cuantificación de estas fallas se realiza en la siguiente tabla: % Peladuras % Baches % de superficie Coeficiente D4 Superficiales Descubiertos bacheada Correspondiente 1 - 9 0,00 - 0,03 0,10 a 0,40 1 10 - 29 0,04 - 0,06 0,50 a 0,80 2 30 - 49 0,07 - 0,09 0,90 a 1,20 3 50 - 69 0,10 - 0,30 1,30 a 1,60 4 70 - 89 0,40 - 0,60 1,70 a 2,00 5 90 - 100 0,70 - 1,00 2,10 a 2,40 6 1,10 - 1,30 2,50 a 2,80 7 1,40 - 1,60 2,90 a 3,20 8 1,70 - 2,00 3,30 a 3,60 9 de - 2,00 de 3,60 10
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CAPA DE RODAMIENTO CON TRATAMIENTO BITUMINOSO SUPERFICIAL Para el caso de los pavimentos flexibles con tratamiento bituminoso superficial, el Índice de Estado responde a la expresión: 𝑰𝑬 = 𝟏𝟎 × 𝒆−(𝟎.𝟎𝟒 𝑫𝟏+𝟎.𝟎𝟓 𝑫𝟐+𝟎.𝟎𝟕 𝑫𝟑+𝟎.𝟎𝟖 𝑫 𝟒) Donde:
D1: deformación longitudinal D2: deformación transversal D3: fisuración D4: desprendimiento
COEFICIENTE D1: Deformación longitudinal. La determinación del coeficiente D1 se efectúa análogamente que en el caso de pavimentos flexibles con capa de rodamiento de concreto asfáltico, mediante la aplicación del rugosímetro. Con la rugosidad obtenida se define el coeficiente di en base a la siguiente tabla: Rugosidad (m/km) 0 - 2.0 2.1 - 2.3 2.4 - 2.6 2.7 - 2.9 3.0 - 3.2 3.3 - 3.5 3.6 - 3.8 3.9 - 4.2 4.3 - 4.6 4.7 - 5.0 de 5.0
Coeficiente 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
COEFICIENTE D2: Deformación transversal. La determinación de los coeficientes D2 se efectúa en igual forma que para el caso de pavimentos con capa de rodamiento de concreto asfáltico. COEFICIENTE D3: Fisuración. La determinación de los coeficientes D3 se efectúa en igual forma que para el caso de pavimentos con capa de rodamiento de concreto asfáltico.
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COEFICIENTE D4: Desprendimiento El coeficiente D4 se determina del mismo modo que para el caso de pavimentos con capa de rodamiento de concreto asfáltico. La cuantificación de estas fallas se realiza en la siguiente tabla: % Peladuras Superficiales 1 - 4 5 - 9 10 - 14 15 - 19 20 - 29 30 - 39 40 - 49 50 - 59 60 - 79 80 - 100
% Baches Descubiertos 0,00 - 0,03 0,04 - 0,06 0,07 - 0,09 0,10 - 0,30 0,40 - 0,60 0,70 - 1,00 1,10 - 1,30 1,40 - 1,60 1,70 - 2,00 de 2,00
% de superficie bacheada 0,10 a 0,40 0,50 a 0,80 0,90 a 1,20 1,30 a 1,60 1,70 a 2,00 2,10 a 2,40 2,50 a 2,80 2,90 a 3,20 3,30 a 3,60 de 3,60
Coeficiente D4 Correspondiente 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PAVIMENTO RIGIDO Para el caso de los pavimentos rígidos, el Índice de Estado responde a la expresión: 𝑰𝑬 = 𝟏𝟎 × 𝒆−(𝟎.𝟎𝟓 𝑫𝟏+𝟎.𝟎𝟗 𝑫𝟑) Donde:
D1: deformación longitudinal D3: Fisuración
COEFICIENTE D1: Deformación Longitudinal. La determinación del coeficiente D1 se realiza en forma análoga que para los casos flexibles, mediante la utilización del rugosímetro. Para este caso, la rugosidad determinada con el equipo se define con el coeficiente D1 en base a la siguiente tabla:
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Rugosidad (m/km) 0 - 1.8 1.9 - 2.1 2.2 - 2.5 2.6 - 2.9 3.0 - 3.3 3.4 - 3.6 3.7 - 4.0 4.1 - 4.5 4.6 - 5.0 5.1 - 5.5 de 5.5
Coeficiente D1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
COEFICIENTE D3: Fisuración. La determinación del coeficiente D3 se efectúa estimando el grado de Fisuración de la calzada, con el auxilio de las siguientes figuras (Figura 12 a Figura 17):
FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Ninguna Fisuración. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
0 Figura 12
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FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisuras finas, aisladas ubicadas al azar, que no forman celdas. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
2 Figura 13
FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Fisuras regulares (ancho menor 2mm) transversales, longitudinales o de esquina que subdividen a las losas en paños grandes. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
4 Figura 14
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FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Agrietamientos import ( 2mm) transv., long., diagonales que subdividen las losas en paños chicos, bordes con desprendimiento superf., y/o existencia de tareas de bacheo c/mezcla asfáltica COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
6 Figura 15
FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Agrietamientos y desprendimientos profundos, movimiento relativo de panes de material, variación del perfil de la calzada y/o formación de baches aislados bacheo c/mezcla asfáltica COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE 8 Figura 16
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FOTOGRAFIA TIPO
DESCRIPCION Generalización de desprendimientos de panes de material y/o formación de baches, bloques hundidos o asentados. COEFICIENTE D3 CORRESPONDIENTE
10 Figura 17
TECNICA OPERATIVA DE LA EVALUACION DE ESTADO DEL PAVIMENTO 1º) - La evaluación de estado se realiza sobre toda la red pavimentada. Con el objeto de organizar la tarea se divide cada ruta a estudiar en tramos del orden de los 30 km., tratando quedos mismos presenten la mayor homogeneidad posible. a) Estructural: en conocimiento de la longitud de obra originalmente construida. b) Trazado: sin cambio de topografía. c) Tránsito: sin variaciones importantes de TMDA de camiones. El comienzo y fin de estos tramos estarán limitados en sus extremos por eventos bien definidos, tales como: cruce de rutas nacionales y provinciales, accesos a localidades, puentes, cruce de ferrocarril o mojones kilométricos (en casos muy extremos, donde no hay posibilidad de otro evento), etc. 2º) - La tarea comienza en la progresiva 0,00 de cada uno de estos tramos en coincidencia con el evento origen. Esta progresiva parcial finaliza con el evento fin de tramo. Con el objeto de una fácil ubicación dentro del tramo, que permita un mejor seguimiento de la tarea, se han incorporado eventos singulares intermedios, separados aproximadamente en no más de 10 km. (ver planilla 1, Figura 18). Se aclara que si a juicio del distrito los límites de los tramos que determinan la longitud de las planillas no corresponden a la homogeneidad que se pretende, se solicita que en observaciones se propongan los nuevos límites con su fundamento, y poder realizar los cambios requeridos. Se recuerda que los nuevos límites que se fijan deben coincidir con algún evento que figure en el último. Inventario vial y de fácil ubicación.
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PLANILLA 1 – Figura 18 3º) - La longitud total de cada tramo se subdividirá en secciones de 2 km., determinándose para cada una de ellas en campaña, como se muestra en planilla 1, Figura 18. 4º) - A los efectos de realizar la tarea, se recorrerá el tramo a una velocidad de no más de 30 km/h efectuándose detenciones cada 2 km a fin de efectuar las correspondientes mediciones y observaciones. Será conveniente para un mejor seguimiento de la evolución de la falla, dejar una referencia en el lugar de la detención (Marca de pintura Figura19).
Figura 19 5º) - Para cada sección de 2 km., se adoptará, a fin de definir los respectivos coeficientes D2 y D3, los valores más desfavorables de ahuellamiento y fisuración que se detecten en una longitud de 20
aproximadamente 20 m de camino en el lugar de detención, siempre y cuando dichos valores no representen una situación aislada y singular. Estas situaciones aisladas, cuya condición difiere notablemente del resto de la sección, se registrarán en un espacio destinado a observaciones. La idea general de tal procedimiento consiste en que la medición efectuada en la sección de 20 m. de camino sea aproximadamente representativa de los 2 km. de la sección recorrida. 6º) - Si durante el recorrido de las secciones se visualizan fallas marcadamente diferentes y de mayor grado a las observadas en las zonas de los 20 m., a analizar, repitiéndose estas circunstancias en por lo menos 2 secciones consecutivas, se deberá en la sección siguiente, de aparecer nuevamente ese tipo de falla, efectuar allí las mediciones y observaciones correspondientes. Las mismas servirán para caracterizar el estado de esta última sección, independientemente de que en la zona de detención prevista en los 2km se verifique o no su presencia, salvo opinión en contrario del evaluador, por considerarlo caso aislado. 7º) - El vehículo que se utilice deberá estar equipado a los efectos de la medición de longitudes, con un odómetro de lectura de 10 m. En caso de no contar con este equipamiento, se tomarán las medidas tendientes a calibrar el odómetro de la movilidad. El odómetro a utilizar será calibrado periódicamente en una pista de 5 km. de longitud con marcaciones cada 0,5 km., medida especialmente a este efecto con cinta métrica. 8º) - A fin de registrar la información de campaña, se utilizará una planilla similar a la adjunta (planilla 1, Figura 18), en la que se ha volcado un ejemplo ilustrativo.
LLENADO DE PLANILLAS Deberán completarse los datos consignados en las celdas de color que figuran en la parte superior de la planilla 1 (Figura 20), tener en cuenta que tanto las progresivas y distancia al origen deben coincidir con los valores publicados en el Código de tramos vigente. Con respecto a la CAPA DE RODAMIENTO, habrá que determinar con exactitud de que tipo se trata, recomendándose para casos de dudas la realización de una pequeña excavación en la banquina para su comprobación.
Figura 20 21
En caso de colocar más características de los pavimentos que el Distrito considere necesario, se puede colocar esta información en observaciones o ingresar columnas a continuación de las columnas de color. A continuación se muestra algunos ejemplos (Figura 21 y Figura 22)
Figura 21
Figura 22
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Coeficiente D1: Deformación Longitudinal. Los valores correspondientes para el cálculo del coeficiente D1 son evaluados en la Sección Necesidades Viales (Casa Central- Relevamiento) una vez que los equipos medidores de rugosidad efectúen la tarea, los valores de rugosidad están expresados metros/km y de ser necesario para el Distrito se los pueden pedir elevando una nota a la Sección Equipos (Casa Central- Relevamiento). Coeficiente D2: Deformación transversal. Se colocará en la columna correspondiente el valor en mm de ahuellamiento o de hundimiento medido, consignando el valor más favorable de la respectiva medición. (Figura 23)
Figura 23 Coeficiente D3: Fisuración. Se identificará el tipo de fisura observado en el pavimento en estudio, con alguno de los casos exhibidos en el catálogo de fotografías, anteriormente descriptos. Si se hallan dos o más tipos de fisuras, se adoptará para clasificar la sección, el tipo más desfavorable. Otro aspecto importante en el relevamiento de las fisuras más desfavorables es la determinación de su intensidad en términos de m2 de la sección de 20 m de camino afectada por este tipo de fisura, que se referirá luego a % en función del ancho de la calzada. A tal efecto la medición de la superficie afectada por las fisuras se hará en forma expeditiva (pasos). A continuación se muestra las columnas correspondientes a Fisuración, en donde se ubica en D3 el tipo de fisura y en la columna m2 la intensidad de la fisura (Figura 24).
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Figura 24 Dado que en la práctica resulta en algunos casos dudoso clasificar el tipo de fisura, por la presencia simultánea de 2 o más clases dentro de la sección a evaluar, es que se puede aceptar una interpolación. Por ejemplo: si tenemos fisuras tipo 6 pero no bien definidas, se acepta calificar como tipo 5 y la intensidad correspondiente a los dos tipos. Por otra parte si se hubiera efectuado un sellado de las fisuras detectadas a los efectos de la valoración, se considerarán en su estado original, aclarándose solamente la existencia del sellado en “observaciones”. Coeficiente D4: Desprendimiento. Peladuras: Se estimará la superficie afectada de la calzada en una faja de 1m representativa de la sección de 20 m del camino, como se indica en la Figura 25.
Figura 25 En especial, las peladuras se evalúan en pavimentos de tratamiento, como se muestra en las Figuras 26 y Figura 27, apreciar el total de peladura puede resultar laborioso si no se cuenta con algún método expeditivo, por tal razón, es que se propone lo siguiente:
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a) En la sección de 20 m afectada por desprendimiento se ubicará una zona representativa para efectuar la valorización. En caso de duda sobre la representatividad de la zona elegida se realizará otra determinación, dándose validez a la más desfavorable. b) Se recorrerá esta zona en sentido transversal a la calzada, apreciando en cada faja de un metro por un metro. Cabe agregar que en la práctica se aproximarán el ancho de la calzada a valores enteros (ancho de calzada = 6.70m =7m =7pasos). c) La sumatoria de estos valores parciales expresada en metros multiplicado por el ancho de faja de un metro nos indicará el total en m2 para colocar en la planilla, si tomamos como ejemplo la Figura 25, el total de peladura seria: Cálculo Total Peladura (0.25 + 0.20 + 0.40 + 0.15 + 0.40) m x 1m = 1.40 m2
Figuras 26Figura 27 Baches: Dado que esta falla se localiza en el camino en lugares aislados y erráticamente, es de esperar que la caracterización de los dos kilómetros mediante la medición en solo 20 m no sería correcto. Por lo tanto su valorización se realizará contando el número de baches en el tramo de 2 km., y estimando el área afectada. Ejemplo de baches en la Figura 28
Figura 28
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Bacheo: Si se hubieran efectuado reparaciones (bacheos, Figura 29), se indicará el porcentaje de las de la misma forma que para baches abiertos (es decir refiriéndolo a los 2 km. por el ancho de la calzada).
Figura 29 Los valores de Peladura, Bacheo y Baches se colocan en la planilla de evaluación como se muestra en la Figura 30,con las respectivas mediciones tomadas en metros cuadrado.
Figura 30 Parámetros para complementar la evaluación de los coeficientes Di Estado de Banquina: las banquinas promueven la recuperación segura del vehículo, las mismas permiten la reducción de las caídas de borde de calzada fuere ésta pavimentada o no. Según DNV 1980, en función a la categoría del camino el ancho de las mismas varían de 1m a 3.50m. Para la evaluación se considera el descalzamiento de banquina, grietas, fisuras, ahuellamientos y mantenimiento de las mismas. Ejemplos de banquinas en Figura 31, Figura 32 y Figura 33.
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Figura 31
Figura 32
Figura 33
Estado de Borde de calzada: se considera para la evaluación del estado de Borde de pavimento una franja de 0.30 m a 0.60 m desde el borde de calzada. En esta franja se evalúa fisuras, grietas, ahuellamiento y desnivel entre borde de calzada y banquinas. Ejemplos de deterioros comunes en los borde de calzada en Figura 34, Figura 35 y Figura 36.
Figura 34
Figura 35
Figura 36
Drenaje: Tratamiento de los aspectos relacionados con el control y eliminación de las aguas superficiales y subterráneas para proteger la estructura del camino y prolongar su vida. Se observarán las condiciones generales de drenaje en la sección, atendiendo especialmente a su posible influencia en el comportamiento del paquete estructural, teniendo en cuenta: estado de banquinas (vegetación, pendiente transversal, etc.), préstamos laterales (acumulación de agua, embanques, vegetación, pendiente longitudinal, obstrucciones, etc.), alcantarillas, canales abiertos, cunetas, altura de la rasante con respecto al terreno natural, etc. Como resultado de esta evaluación general, se calificará la condición existente del Estado de Banquina, estado de Borde de calzada y drenaje como: BUENO (B), REGULAR (R), MALO (M). Carril más deteriorado: Este dato es de significativa importancia cuando se detecta la notoria preponderancia de un carril respecto del otro. De existir esta situación, las mediciones con los equipos de evaluación se deberán realizar en esa trocha. En forma análoga las determinaciones de las intensidades de las fallas que se refieren a la superficie de la sección evaluada (como ser baches y fisuras), deberán realizarse en ese carril y determinarse su intensidad como porcentaje de la superficie de ese solo carril. Se calificará esta condición como, ASCENDENTE o DESCENDENTE 27
Exudación: película de material bituminoso sobre la superficie de pavimento que crea una superficie brillante de reflexión la cual por lo general se torna bastante pegajosa. Se consigna de existir exudaciones de importancia (ya sea de asfalto o de mortero) que pudieran comprometer la seguridad del tránsito desde el punto de vista de la resistencia al deslizamiento del rodado de los vehículos. El dato a relevar será exudación PUNTUAL, LEVE, EXTENDIDA, como se muestra en la Figura 37, Figura 38 y Figura 39.
Figura 37
Figura 38 Figura 39.
Las características de los parámetros definidos se reflejan en la siguiente planilla mostrada en la Figura 40.
Figura 40 Observaciones: El espacio destinado a “observaciones” será al final de la planilla de campaña, como muestra la Figura 41. En tal espacio se podrá detallar: a) Si existieran situaciones aisladas o singulares, tal cual se indicará en puntos anteriores. b) Toda aquella información que tienda a clarificar la evaluación realizada. c) Información del código NE (No Evaluado), el cual se utiliza en la planilla para indicar que un sector no se evaluó. Cabe destacar que si este código no se coloca en la planilla el tramo sería considerado como bueno, lo cual no es verdad.
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NE
NE
Figura 41
PROCESAMIENTO DE DATOS EQUIPOS DE EVALUACION DE PAVIMENTO Una vez completada la información de campaña y obtenida la medición con los equipos, se vuelcan los resultados en una planilla calculándose los índices correspondientes a cada uno de los 2 km evaluados. Cabe destacar que este proceso se realiza en la Division Relevamiento en Casa Central. A modo de ejemplo se expone en la Figura 42, una planilla de pavimento de concreto.
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Figura 42 Cada tramo de evaluación está definido por su origen, su longitud y por los coeficientes Di característicos (Dic) de cada una de las fallas relevadas. Se considera como característico aquel que supera el 80 % de los valores (percentil 80). En la planilla anterior como resultado de aplicar el concepto del Percentil 80 se han resaltado los valores que se asumen como característicos para cada falla y son los se detallan: D1c = 5
D2c = 5
D3c = 8
D4c = 10
La calificación del Estado del Tramo en análisis, depende del valor que resulte del cálculo de I.E.c Índice de Estado característico (I.E.c) = 2.4 ESTADO: MALO Un valor de I.E.c. comprendido entre 10 y 7 indica un estado BUENO del pavimento, un valor entre 7 y 5 un estado REGULAR, para el cual sería apropiado estudiar la conveniencia de encarar oportunamente el trabajo más adecuado, de modo de evitar su rápida destrucción, mientras que un valor menor de 5 un estado MALO, lo que implica un pavimento muy fallado que requiere atención en forma urgente. Con respecto al I.S.P.c. el mismo se calcula empleando los valores característicos de: Rug.: 2,3 m/Km; Ahuellamiento:22 mm y D4c= 2 Índice de Serviciabilidad Presente Característico (I.S.P.c)= 1,8ESTADO: MALO El I.S.P.c es un elemento más para evaluar las condiciones de transitabilidad de un camino y según los valores que resulten es de aplicación la calificación que consta en la página 5 de este manual.
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EQUIPOS DE EVALUACION DE PAVIMENTOS
NORMA DE MEDICION DE RUGOSIMETRO
a) Velocidad de ensayo 40 km/h. Rango aceptable y corregido por programa de computadora: 28 a 40 km/h. b) Presión inflado de neumático del rugosímetro: 30 lbs. c) Calibración estática rango entre 490 - 520 mm
NORMA DE MEDICION DE ADHERENCIA
a) Velocidad de ensayo: 60km/h. b) Película de agua: 1mm de espesor. Caudal depende del equipo regador. c) Calibración cuasi - estática sobre pizarra: Liso: Abrasivo:
0.20 0.60
NORMA DE MEDICION DE DEFLECTOGRAFO LACROIX
a) Velocidad de ensayo: 3 km/h. b) Peso sobre el eje trasero: 10,6 tn. c) Presión de inflado: Eje delantero: 110 lbs. Eje trasero: 115 lbs. d) Cantidad de puntos a relevar cada 100 m: entre 15 y 17 puntos en ambas huellas. e) Rango de temperatura de medición: se medirá entre + 5ºC y 30º C, tanto en mezclas asfálticas como en tratamientos. f) Calibración estática: Se efectúa con el equipo parado y con un comparador de 1/100 mm. El rango de calibración es de 0/100 mm a 400/100mm., debiendo ser la misma lineal con una tolerancia de + 4/100 mm en todo el rango de calibración.
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FALLAS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES
DEFORMACIONES
MANIFESTACIÓN
MECANISMO
Ahuellamiento
Compactación por el tránsito de una o varias capas o deformación plástica de una o varias capas.
Ondulación longitudinal de longitud de onda relativamente pequeña (corrugación) Hundimiento, comúnmente acompañado de desplazamiento (generalmente deformación de borde). Asentamiento.
Deformación plástica de capas asfálticas.
Levantamiento.
POSIBLES CAUSAS Deficiente compactación de una o varias capas o relación estabilidad fluencia deficiente o valor soporte no acorde con espesores (diseño estructural insuficiente o disminución del valor soporte por degradación del material). Relación estabilidad fluencia deficiente.
Falla por corte de una o varias capas.
Valor soporte no acorde con espesores (diseño estructural insuficiente disminución del valor soporte por entrada de agua y/o degradación del material) o relación estabilidad fluencia deficiente.
Asentamiento diferencial. Levantamiento diferencial.
Consolidación del terraplén o de su fundación. Hinchamiento de subrasante o capas estructurales (debido a acción del agua en suelos expansivos o congelamiento en suelos susceptibles).
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FISURACIONES
MANIFESTACIÓN Fisuración formando panes pequeños (tipo “piel de cocodrilo”.
MECANISMO Rotura por tracción de capas asfálticas.
Fisuración formando panes amplios.
Contracción térmica de Material asfáltico inadecuado (por provisión capa asfáltica. envejecimiento durante manipuleo o servicio) exceso de relleno mineral.
Fisuración en forma de medialuna.
Deslizamiento de capa asfáltica.
Falta de adherencia entre capas (falta de riego de liga o suciedad en el mismo) o resistencia a esfuerzos tangenciales deficiente en capa superior.
Fisuras transversales y longitudinales formando losas.
Reflexión de juntas o fisuras de contracción de capas cementadas inferiores.
Fisuras de contracción en capas cementadas inferiores.
Fisura longitudinal junto al borde externo.
Reflexión de fisura longitudinal de capa inferior cementada o no.
Fisuración de borde de capa inferior por hundimiento de terraplén o por contracción del mismo por desecación o por ensanche de trocha.
Fisura longitudinal central.
Apertura de junta de construcción.
Construcción deficiente de capa de rodamiento.
Fisuración formando panes pequeños (tipo “piel de cocodrilo”.
Rotura por tracción de capas asfálticas.
Fisuración formando panes amplios.
POSIBLES CAUSAS Fatiga por deflexiones altas y/o radios de curvatura bajos (diseño estructural deficiente entrada de agua o degradación de materiales) o mezcla asfáltica inadecuada.
Fatiga por deflexiones altas y/o radios de curvatura bajos (diseño estructural deficiente entrada de agua o degradación de materiales) o mezcla asfáltica inadecuada. Contracción térmica de Material asfáltico inadecuado (por provisión capa asfáltica. envejecimiento durante manipuleo o servicio) exceso de relleno mineral.
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MANIFESTACIÓN
MECANISMO
POSIBLES CAUSAS
Fisuración en forma de Deslizamiento de capa Falta de adherencia entre capas (falta de medialuna. asfáltica. riego de liga o suciedad en el mismo) o resistencia a esfuerzos tangenciales deficiente en capa superior. Fisuras transversales y Reflexión de juntas o Fisuras de contracción en capas cementadas longitudinales fisuras de contracción inferiores. formando losas. de capas cementadas inferiores. Fisura longitudinal junto al borde externo.
Reflexión de fisura longitudinal de capa inferior cementada o no.
Fisuración de borde de capa inferior por hundimiento de terraplén o por contracción del mismo por desecación o por ensanche de trocha.
Fisura longitudinal central.
Apertura de junta de construcción.
Construcción deficiente de capa de rodamiento.
DESINTEGRACIONES
MANIFESTACIÓN
MECANISMO
Desintegración Desprendimiento de superficial (“peladura”). agregado.
Desintegración Evolución final de generalizada (“bache”). fisuraciones, peladuras o hundimientos. Cavidad de forma Desintegración redondeada, bordes localizada de capa netos, sin hundimientos superficial, que aledaños (tipo “nido de puede progresar en gallina” o “bache profundidad. aislado”).
POSIBLES CAUSAS Porcentaje de asfalto deficiente (por inadecuada dosificación o construcción) o falta de adherencia asfalto - agregado o acción de agua (por inadecuado drenaje superficial) o acción de otros agentes (solventes, etc.) Insuficiencia de tareas de mantenimiento.
Defectos constructivos localizados (insuficiencia de material asfáltico, segregación, suciedad en agregados, etc.)
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EXUDACIONES
De asfalto.
De mortero.
De ascenso de material asfáltico hasta formar una capa en superficie. Ascenso del mortero hasta la superficie.
Exceso de material asfáltico (en mezcla o riego)
Granulometría (exceso de finos) o construcción deficiente de capa de rodamiento.
FALLAS EN PAVIMENTOS RIGIDOS
DEFORMACIONES MANIFESTACIÓN
MECANISMO Y POSIBLES CAUSAS.
Escalón, en coincidencia con juntas Asentamiento o levantamiento diferencial de losas. transversales o longitudinales. Sobreelevación abrupta, de gran magnitud, generalmente en juntas transversales. Asentamiento, relativamente extenso.
Dilatación excesiva de las losas unida a espesor insuficiente de juntas o presencia de material incomprensible en las mismas o incorrecta ubicación de juntas de dilatación Asentamiento diferencial por consolidación del terraplén o capas estructurales.
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FISURACIONES
Fisuración transversal.
Excesiva distancia entre juntas de contrac. o demora en su aserrado o insuf. de apoyo de losas en proximidad de juntas debido a “bombeo” o contrac. e hinchamientos de la subrasante. Fisuración transversal con algunas Excesiva repetición de cargas pesadas sobre losas con fisuras longitudinales entre juntas y suficiencia de apoyo debido a “bombeo”. fisuras transversales Fisuración longitudinal.
Fisuración diagonal o de esquina.
Asentamiento lateral de terraplén o contrac. E hinchamiento de subrasante o contracc. yexpans. de losa unidas a juntas transversales en malas condiciones o incorrecta ubicación juntas longitud. Insuficiente resistencia del hormigón o insuficiencia de apoyo de losas en proximidades de la esquina debido a bombeo.
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