CLASIFICACIN DE LAS FALLAS DE PAVIMENTO FLEXIBLES Y RIGIDOS

REALIZADO POR: OFICINA TECNICA INGENIERO JOSE HEREDIA & ASOCIADOS C.A.

(TOMADOS DE EXPERIENCIAS EN LOS PROYECTOS DE REHABILITACIN PARA EL INSTITUTO DE VIALIDAD DEL ESTADO CARABOBO EN L004 Y T001)

FALLAS DE PAVIMENTO FLEXIBLES Falla de Pavimento P1: Fallas o agrietamientos superficiales tipo piel de cocodrilo. Corresponden a agrietamientos de la carpeta de rodamiento, que en casos simples, no se manifiestan con hundimientos o desplazamientos de las capas que conforman la estructura del pavimento (ver figura No. 1). Este tipo de falla permite la percolacin o infiltracin de gran cantidad de agua en la base del pavimento y por esta razn la falla progresa rpidamente. Figura No. 1Vista de perfil

Vista de planta

Zona de falla Carpeta de rodamient o Base granular

Zona de falla

Falla de Pavimento P2: Fallas o agrietamientos profundos con marcas tipo piel de cocodrilo, asociados a hundimientos por deformacin de uno o ms componentes de la estructura del pavimento (ver figura No. 2). La presencia de este tipo de falla implica un bacheo profundo y en casos extremos hay que restituir la estructura del pavimento. Figura No. 2Vista de perfil

Vista de planta

Zona de falla con hundimiento y fragmentos sueltos de la carpeta de rodamiento Carpeta de rodamient o Base granular

Zona de falla

Este tipo de falla se debe a deformaciones por sobre carga o compresibilidad del terreno de fundacin cuando no existe una subbase granular o la presencia de materiales compresibles.

Falla de Pavimento P3: Falla o agrietamiento profundo con grietas del tipo piel de cocodrilo, hundimientos y desplazamientos laterales del pavimento. Esta falla est asociada en todos los casos con excesiva plasticidad de uno de los componentes del pavimento, bien sea la base granular, la subbase o el terreno de fundacin. La plasticidad de cualquier material es ms determinante en la falla mientras ms humedad hay presente en el suelo. (ver figura No. 3)Figura No. 3 Vista de perfil

Vista de planta Direccin del desplazamie nto

Carpeta de rodamiento

Rueda del vehculo

Zona de falla

Base granular

Falla de Pavimento P4: Reflejo de juntas y grietas por repavimentaciones con materiales de diferentes comportamientos Reolgico. Esto es muy frecuente cuando se colocan pavimentos de concreto asfltico sobre pavimentos de concreto rgido o reparaciones de tuberas, acueductos, cloacas o gasductos donde antes de colocar la carpeta flexible se repara con concreto. Figura No. 4Pavimento OriginalJunta Carpeta de rodamiento rgido (concreto) Base granular Terreno natural

Rehabilitacin con Concreto Asfltico

Carpeta de rodamiento asfltica Carpeta de rodamiento rgido (concreto) Base granular Terreno natural

Reflejo de Junta Junta

OLUCIN A LAS FALLAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE Solucin a la Falla Tipo P1 (SP1): La solucin ms adecuada para este tipo de falla es la escarificacin superficial de la carpeta de rodamiento, el procedimiento de reparacin se describe a continuacin: SP1.1 .- Se procede a la demarcacin de la zona afectada utilizando pintura y dejando una franja de seguridad en rea no afectada, este procedimiento debe ser ejecutado conjuntamente con la inspeccin. SP1.2.- Se procede a la escarificacin o fresado utilizando una maquinaria pesada de precisin y cortando 5.0 cm del pavimento asfltico existente. SP1.3.- El material proveniente del corte ser cubicado y almacenado en los sitios que INVIAL determine o utilizado como base granular en las vas agrcolas cercanas al sitio de trabajo. SP1.4.- Antes de colocar el refuerzo de la carpeta se debe aplicar un riego de adherencia de Rc 250 o emulsin catinica. SP1.5.- S en el rea donde se aplic la solucin SP1, se localiza algn sector donde la falla en ms profunda, se aplica localmente la solucin SP2. PROCEDIMIENTO ALTERNATIVO DE REPARACIN DE LA FALLA P1 (SP1) SP1.6.- Limpiar la superficie agrietada y una zona de seguridad de 30.0 cm alrededor. SP1.7.- Hacer riego de adherencia con emulsin catinica o con Rc 250. En ambos casos hay que esperar un par de horas para que rompa la emulsin o para que se evapore el solvente de Rc. El riego debe hacerse a una tasa de 1.4

L/m2 como mnimo o hasta que el riego aflore en la capa superior del geotextil que se quiere colocar. SP1.8.- Colocar un geotextil Tipo REPAV 450 o similar, bien adherido, liso, eliminando las arrugas por barrido, cortndolas con navaja o solapndolas. SP1.9.- Colocar la nueva carpeta asfltica con un espesor mnimo de 6.0 cm. Solucin a la falla tipo P2 (SP2): La solucin ms adecuada para este tipo de fallas es la escarificacin profunda con retiro de la estructura del pavimento deteriorada, en algunos casos es necesario el saneamiento del terreno natural o de fundacin, el procedimiento se describe a continuacin: SP2.1.- Se procede a la demarcacin de la zona afectada utilizando pintura, dejan siempre una franja de seguridad en terreno no afectado. SP2.2.- Utilizando un compresor y martillo de pala, se perfora profundamente hasta la base. Si la base y la carpeta de rodamiento son pequeas, se fracciona el rea en pequeos fragmentos y se extrae manualmente, si el rea es grande se deber emplear un equipo retroexcavador o similar (ligero). SP2.3.- El bote de los escombros debe ser aprobado por la unidad ambiental del instituto. SP2.4.Se revisa la base, si est saturada o contaminada se debe retirar y

sustituir por piedra picada o material integral CBR > 60%, el espesor mnimo de un material de base en un bacheo ser de 15.0 cm.

SP2.5.- El bacheo se efectuar utilizando concreto asfltico en caliente, preferiblemente una mezcla de granulometra tipo III. La carpeta final de rodamiento y la mezcla asfltica para reas extensas ser tipo IV SP2.6.- El procedimiento de colocacin y compactacin para cada caso se har siguiendo lo especificado en las normas Covenin 2000 parte 1 Carreteras. Estas normas sern la base para cualquier disputa no especificada. Solucin a la Falla Tipo P3 (SP3): La falla P3 se diferencia de la P2, por el desplazamiento o corrimiento del pavimento; la solucin ms adecuada es la escarificacin profunda con retiro total de la estructura del pavimento y zona ms superficial saturada del terreno de fundacin. El procedimiento ms adecuado se describe a continuacin: SP3.1.- Se procede a la demarcacin de la zona afectada utilizando pintura, dejando siempre una franja de seguridad en terreno no afectado. El bote de los escombros debe ser aprobado por la unidad ambiental del instituto. SP3.2.- Se revisa el terreno de fundacin y se efecta el saneamiento del suelo saturado arcilloso y se repone la estructura del pavimento colocando primeramente una subbase granular CBR 20% de un espesor mnimo de 25.0 cm. Esta capa se compactar hasta un mnimo de 95% de la densidad seca mxima de laboratorio de un ensayo Prctor Modificado AASHTO T180-70, se colocar un material de base en un espesor no menor de 15.0 cm que debe tener un CBR > 60 % y cumplir con todas las especificaciones contenidas en las normas Covenin 2000 Parte 1 Carreteras. SP3.3.- El bacheo se efectuar utilizando concreto asfltico en caliente, con una mezcla de granulometra tipo III, para reas pequeas una mezcla de granulometra tipo IV, para el sector de mayor rea. El procedimiento de colocacin y compactacin para cada caso se har siguiendo lo especificado en

las normas Covenin 2000 parte 1 Carreteras. Estas normas sern la base para cualquier disputa no especificada. PROCEDIMIENTO ALTERNATIVO DE REPARACIN DE LA FALLA P3 (SP3) SP3.4.- Cuando el saneamiento de la subbase ms el terreno de fundacin debido a la saturacin ha alcanzado los 0.90 metros y el suelo continua saturando se podr como procedimiento alternativo colocar una membrana geotextil tipo 2400T, sobre el terreno natural cuidadosamente reperfilado y horizontalizado. SP3.5.- Se coloca sobre el geotextil un material granular de clasificacin GM, GMGC o GW-GM, con tamao mximo de fragmentos de roca triturada de 4 (10.0 cm) la primera capa ser de 30.0 cm y se densificar enrgicamente con seis (06) pases de un equipo vibro compactador. SP3.6.- Se colocarn dos (02) capas respectivamente de 30.0 cm cada una del mismo material retirando los fragmentos mayores de 3 y se compactar hasta alcanzar un mnimo del 95% de la densidad seca mxima de laboratorio de un ensayo Prctor Modificado AASHTO T180-70. Este material debe tener un CBR > 20 % para ser utilizado como subbase granular. SP3.7.- Se colocar la base granular de un material integral o piedra picada con un CBR > 60 % en un espesor mnimo de 15.0 cm y se compactar hasta cumplir con lo especificado en las normas Covenin 2000 Parte 1 Carreteras Seccin Bases Granulares. SP3.8.- El bacheo se efectuar utilizando concreto asfltico en caliente, preferiblemente una mezcla de granulometra tipo III, para reas pequeas una mezcla de granulometra tipo IV, para el sector de mayor rea. El procedimiento de colocacin y compactacin para cada caso se har siguiendo lo especificado en las normas Covenin 2000 parte 1 Carreteras. Estas normas sern la base para cualquier disputa no especificada.

Solucin a la falla Tipo P4: (SP4) Este tipo de solucin se aplica en los casos donde se efectan repavimentaciones de pavimento flexible sobre pavimentos rgidos y/o sobre reparaciones de tuberas de cloacas, drenajes o gasductos donde se colocan bases o pavimentos de materiales reologicamente muy diferentes a los pavimentos flexibles y ocurre reflejo de juntas, grietas o fallas por efecto de sobrecargas o dilatacin trmica, en este trabajo estas recomendaciones se aplican a la sustitucin de alcantarilla en la progresiva 5+756 (cerca de la falla de pavimento en la progresiva 5+760) y/o se produjera otra intervencin antes de la rehabilitacin, el procedimiento ms recomendable se especifica a continuacin: SP4.1.- Se escarificar la carpeta superficial en un espesor de 5.0 cm, utilizando mquina recuperadora de asfalto. SP4.2.- Se sellarn las grietas, fallas y reflejo de juntas utilizando sello asfltico, previa limpieza y soplado de las discontinuidades. SP4.3.- Se colocar una geomalla hexagonal tipo Road Mesh firmemente fijada a la carpeta permanente despus del fresado con grapas y clavos aplicados con una pistola de fulminantes. SP4.4.- El bacheo se efectuar utilizando concreto asfltico en caliente, preferiblemente una mezcla de granulometra tipo IV de un espesor mnimo de 6.0 cm. El procedimiento de colocacin y compactacin para cada caso se har siguiendo lo especificado en las normas Covenin 2000 parte 1 Carreteras. Estas normas sern la base para cualquier disputa no especificada.

FALLAS DE PAVIMENTO RGIDOGRIETAS Las grietas son manifestaciones muy frecuentes de fallas causadas por la contraccin del concreto, expansin de las losas de pavimento, defectos de suelo de fundacin, accin de cargas de trfico, falta de juntas de expansin, contraccin o de construccin. Los tipos de grietas son: Grietas de esquina Grietas diagonales Grietas longitudinales Grietas de restriccin Grietas transversales

En el presente trabajo las grietas se han clasificado segn su severidad, y se han identificado con la letra G. Los niveles de severidad identificados son: baja, media y alta severidad. Para mayor entendimiento, los tipos de grietas se han dibujado en cada losa, exactamente como se presentan. G1 = Grieta de baja severidad G2 = Grieta de mediana severidad G3 = Grieta de alta severidad

GRIETAS DE ESQUINA Son grietas diagonales que forman un tringulo con el borde o junta

longitudinal y una junta o grieta transversal. Estas grietas pueden originarse por accin de las cargas de trnsito sobre esquinas sin soporte o por alabeo de las losas. Tambin se originan por accin de las cargas sobre reas dbiles de la subrasante como se muestra en la figura No. 1 Figura No. 1 Grietas de Esquina

Losas

Grietas de esquina

Losas

Losas

Junta longitudinal

Junta transversal

Foto No. 1 Falla por grieta de esquina

GRIETAS DIAGONALES Son grietas en diagonal con la lnea central de pavimento. Estas grietas se

forman generalmente por la accin del trnsito sobre los extremos de losas que han quedado sin soporte por la accin del bombeo de la subrasante, como se muestra en la figura No. 2 Figura No. 2 Grietas Diagonales

Losas Grieta diagonal Grieta diagonal Grieta diagonal

Losas

Losas

Junta longitudinal

Junta transversal

Foto No. 2 Falla por grieta diagonal

GRIETAS LONGITUDINALES

Son grietas casi paralelas al eje central del pavimento. Su origen puede deberse a falta de juntas longitudinales para eliminar los esfuerzos de contraccin, materiales expansivos en la subbase o subrasante, esfuerzos de alabeo en combinacin con las cargas, prdidas de soportes en los bordes longitudinales por efecto de la accin del bombeo. (ver figura No. 3) Figura No. 3 Grietas LongitudinalesLosas Losas

Grietas longitudinales

Losas

Grietas longitudinales

Junta longitudinal

Junta transversal

Foto No. 3 Falla por grieta longitudinal

GRIETAS DE RESTRICCIN Estas son grietas que comienzan de una distancia no mayor de un metro

del borde exterior del pavimento y se dirigen siguiendo un alineamiento irregular hasta la junta transversal, la cual restringe la expansin de la losa, ver figura No. 4 Figura No. 4 Grietas de Restriccin

Losas Junta longitudinal Grietas de restriccin

Losas

Losas

Junta transversal

Foto No. 4 Falla por grieta de restriccin

GRIETAS TRANSVERSALES

Son grietas en ngulos aproximadamente rectos con el eje central del pavimento. Alguna de las causas principales son sobrecarga de flexin repetida, de las losas sometidas a la accin del bombeo de la subrasante, las fallas del suelo de cimentacin, la falta de juntas poco profundas, a la concentracin del concreto. (Ver figura No. 5) Figura No. 5 Grietas TransversalesLosasGrietas transversales

Losas

Grietas transversales

Losas

Grietas transversales

Junta longitudinal

Junta transversal

Foto No. 5 Falla por grieta transversal

DEFORMACIONES

Las deformaciones son cualquier cambio de la superficie del pavimento referida a su forma original. Los escalones de fallas de las losas, son deformaciones predominantes en los pavimentos de concreto. Una deformacin puede producirse si existe bombeo, debido a que ocasiona escalones de fallas y hundimiento de las losas. Otra causa de las deformaciones son los suelos expansivos y los asentamientos de la cimentacin. (ver figura No. 6) Figura No. 6 Deformaciones en las LosasRasante actual de la va Rasante original de la va

Relleno sobre la alcantarilla con asentamiento

Foto No. 6 Falla por deformacin

Alcantarilla

Terreno natural

BOMBEO

Cuando existe acumulacin de agua en la estructura del pavimento, las deflecciones de las losas de concreto en las juntas, las grietas y a lo largo de borde de las losas bajo efecto de cargas pesadas, se produce desplazamiento y eyeccin de agua. Esta accin contiene partculas de suelo en suspensin y bajo constantes repeticiones remueve parte de la superficie del suelo provocando socavaciones, que conducen a una falla de soporte y consiguientemente la falla del pavimento. Este fenmeno se conoce como Bombeo. Ver figura No. 7 Figura No. 7 Fenmeno de Bombeo en Losas de Concreto, de Cemento PrtlandCarga pesada Bombeo de agua y finos en suspensin

Carga pesada

Junta de la losa

Losa

Zona donde se forma la socavacin

Base y subbase sumergido

Terreno de fundacin

Las investigaciones y observaciones de campo han demostrado la existencia de cuatro condiciones bsicas para que se produzca el fenmeno del bombeo que son: Suelo de subrasante de granulometria fina, o con abundante contenido de finos en los materiales que componen la base y subbase. Agua libre bajo el pavimento Cargas frecuentes de ejes pesados

Existencia de juntas y grietas en el pavimento BACHES

Son

zonas especficas de la carpeta de rodamiento que se han

desintegrado por accin del trnsito, y en la mayora de los casos como una combinacin de fallas producidas por grietas, deformaciones y bombeo. (ver figura No. 8) Figura No. 8 Fallas del Tipo BachesBaches

Junta

Junta

Base granular

Terreno de fundacin

Foto No. 7 Falla por bache

DESCACARAMIENTOS Y ESCAMADURAS

Los descacaramientos y escamaduras son fallas en la superficie del concreto por deterioro o rotura. Los descacaramientos consisten en deterioro de la superficie del pavimento por desgaste o conformacin inadecuada. En la mayora de los casos el efecto progresivo tiende a profundizarse. Los fenmenos de descacaramiento se producen por exceso de acabado, defectos de la mezcla, poca calidad de los agregados o curado inapropiado. Las escamaduras son las roturas del concreto en juntas, grietas y bordes del pavimento. (ver figura No. 9) Figura No. 9Descacaramientos Junta Escamaduras

Losa de concreto

Base granular

Terreno de fundacin

Foto No. 8

Foto No. 9