jeison stiven lopez isaza karen alejandra fuentes...

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ANALISIS ESTRUCTURAL Y PATOLOGICO DE LA VIA QUE PRESENTA

FISURACION ASCENDENTE O DESCENDENTE EN LA CARPETA ASFALTICA EN LA

CARRERA 40 CON CALLE 7 ENTRE LA CALLE 15 Y LA AVENIDA 40 EN EL

MUNICIPIO DE VILLAVENCENCIO, META.

JEISON STIVEN LOPEZ ISAZA

KAREN ALEJANDRA FUENTES CARDENAS

MICHEL STIVEN FORERO AYALA

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAM DE INGENIERIA CIVIL

VILLAVICENCIO – META

2017

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ANALISIS ESTRUCTURAL Y PATOLOGICO DE LA VIA QUE PRESENTA

FISURACION ASCENDENTE O DESCENDENTE EN LA CARPETA ASFALTICA EN LA

CARRERA 40 CON CALLE 7 ENTRE LA CALLE 15 Y LA AVENIDA 40 EN EL

MUNICIPIO DE VILLAVENCENCIO, META.




Asesor Técnico del Proyecto

JHONY OJEDA

Ingeniero Civil

Asesor Metodológico del Proyecto


FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAM DE INGENIERIA CIVIL

VILLAVICENCIO – META

2017

3

AUTORIDADES ACADEMICAS


DRA. MARITZA RONDON RANGEL

Rectora Nacional

DR. CESAR AUGUSTO PERZ LONDOÑO

Director Académico de la Sede

DRA. RUTH EDITH MUÑOZ JIMENEZ

Sub – Directora Administrativa de la Sede

DR.MILCLADEZ VIZCANO

Coordinador del Centro de investigación y postgrados

ING.RAUL ALARCON BERMUDEZ

Decano de la Facultad de Ingenierías

ING.SAULO OLARTE

Coordinador de Investigación del Programa de Ingeniería Civil

4

Nota de Aceptación

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Jurado

_______________________________

Jurado

Villavicencio, septiembre del 2017

5

En el inicio de nuestro proyecto el alcance se veía muy lejos, casi imposible por el tiempo

necesario para su culminación, agradezco primeramente a Dios ya que gracias a Él he logrado

concluir con mi carrera, a mis padres porque ellos siempre han tenido fe en mí y han estado

conmigo con su apoyo para cada día ser mejor persona, a mis compañeros porque gracias a su

dedicación logramos terminar nuestro proyecto.


Primeramente, agradezco a mi Dios por permitirme el disfrutar con mi familia esta etapa de mi

vida, a mi familia le agradezco por apoyarme incondicionalmente en mi proyecto por último

agradezco a todas aquellas personas que me han apoyado en todo momento.


Quiero dedicarle mis agradecimientos primero a Dios, a mi familia y a todas las personas que

hicieron posible este triunfo, a todos aquellos que de una u otra manera me dieron fortaleza pare

seguir luchando y no desfallecer en el camino.

Y agradezco a todos aquellos ingenieros y doctores que me impartieron clases, que de una u

otra manera ayudaron en mi desarrollo profesional, unos muy buenos como personas otros no

tanto, pero aun así hicieron cambios y fortalecieron aún mas muchos aspectos de mi vida, tanto

personales como académicos para seguir luchando por lo que quiero y no dejarme vencer.

En este punto de mi vida tengo más metas que me he propuesto y espero llevar siempre de la

mano a Dios y a todas las personas que han sido de fortaleza y victoria para mi vida y el desarrollo

de mis estudios.


6

Agradecimiento

Los autores anuncian sus gratitudes a:

Primero que todo le agradecemos a Dios por guiarnos en este última etapa que nos permite

culminar nuestros estudios de pregrado además le damos nuestra gratitud a la Universidad

Cooperativa De Colombia Sede Villavicencio y a todo su plantel estudiantil de ingeniera civil que

nos han abierto las puertas para alcanzar una meta más y así brindándonos nuevas oportunidades

en nuestra vida profesional.

Un agradecimiento especial al Ingeniero Jhony Ojeda por dedicar su tiempo y colaboración en

el desarrollo de nuestro proyecto.

7

Advertencia

La Universidad Cooperativa de Colombia,

Sede Villavicencio, no se hace responsable

por los conceptos emitidos por los autores.

8

Contenido De Ilustraciones

Ilustración 1: Tramo vial a estudiar ......................................................................................... 17

Ilustración 2: Tramo vial a estudiar ......................................................................................... 21

Ilustración 3: Climograma de Villavicencio ............................................................................ 22

Ilustración 3: Asentamiento Transversal .................................................................................. 28

Ilustración 4: Asentamiento Longitudinal ................................................................................ 29

Ilustración 5: Esquema De Abultamiento ................................................................................ 30

Ilustración 6: Abultamiento ...................................................................................................... 31

Ilustración 8: Fisura De Borde ................................................................................................. 33

Ilustración 9: Fisura De Borde ................................................................................................ 34

Ilustración 10: Esquema De Medialuna ................................................................................... 35

Ilustración 11: Daño Medialuna ............................................................................................... 35

Ilustración 12: Daños Parabólico ............................................................................................. 36

Ilustración 13: Daños Parabólico ............................................................................................. 37

Ilustración 14: Esquema De Fisuras En Juntas ........................................................................ 38

Ilustración 15: Daño En Fisuras Longitudinales En Juntas ..................................................... 39

Ilustración 145: Esquema En Fisuras En Bloque ..................................................................... 40

Ilustración 15: Fisuras En Bloque ............................................................................................ 41

Ilustración 16: Esquema De Piel De Cocodrilo ....................................................................... 43

Ilustración 19: Piel De Cocodrilo ............................................................................................. 44

Ilustración 19: Ojo De Pescado ................................................................................................ 46

Ilustración 20: Esquema De Descascaramiento ....................................................................... 48

Ilustración 21: Descascaramiento ............................................................................................ 48

Ilustración 22: Bacheo Superficial ........................................................................................... 50

Ilustración 23: Bacheo Nivel Bajo ........................................................................................... 50

Ilustración 24: Bacheo Nivel Medio ........................................................................................ 51

Ilustración 25: Bacheo Nivel Alto ............................................................................................ 51

Ilustración 26: Esquema De Pedida De Ligantes ..................................................................... 53

Ilustración 27: Pedida De Ligantes .......................................................................................... 53

Ilustración 29: Tipos de daños al pasar el tiempo. ................................................................... 54

9

Ilustración 30: Esquema Perdida De Agregado ....................................................................... 55

Ilustración 30: Perdida De Agregado ....................................................................................... 56

Ilustración 31: Esquema De Cabezas Duras ............................................................................ 57

Ilustración 32: Cabezas Duras .................................................................................................. 58

Ilustración 33: Esquema De Surcos ......................................................................................... 59

Ilustración 34: Daños Surcos ................................................................................................... 59

Ilustración 35: Esquema De Exudación ................................................................................... 60

Ilustración 36: Exudación ........................................................................................................ 61

Ilustración 37: Superficial Exudación Nivel Bajo ................................................................... 61

Ilustración 38: Daño Superficial Exudación Nivel Medio ....................................................... 62

Ilustración 38: Daño Superficial .............................................................................................. 62

Ilustración 40: Esquema De Pulimiento ................................................................................... 63

Ilustración 41: Foto De Pulimientos ........................................................................................ 64

Ilustración 42: Foto De Pulimientos Vía Primaria ................................................................... 64

Ilustración 44: Esquema De Afloramiento De Agua ............................................................... 65

Ilustración 44: Foto De Afloramiento De Agua ....................................................................... 65

Ilustración 46: Replanteamiento de los puntos ........................................................................ 81

Ilustración 46: Carga Aplicada Al Ensayo ............................................................................... 82

Ilustración 47: Carga Aplicada Al Ensayo ............................................................................... 82

Ilustración 48: Localización Del Punto De Ensayo ................................................................. 83

Ilustración 49: Posición De La Viga Respecto Al Eje Trasero De La Volqueta ..................... 84

Ilustración 50: Toma De Temperatura De La Vía En Análisis ................................................ 86

Ilustración 52: Testigo 1 “Núcleo Extraído En La Abscisa K+400, Correspondiente Al Tramo

5 En Sentido De La Vía Norte-Sur”. ...................................................................................... 103

Ilustración 53: Testigo 2 “Nucleó Extraído En La Abscisa K+500, Correspondiente Al Tramo






10


9 En Sentido De La Vía Norte-Sur” ....................................................................................... 108


10 En Sentido De La Vía Norte-Sur”. .................................................................................... 109

11

Contenido

Glosario ................................................................................................................................ 14

Resumen ............................................................................................................................... 15

Introducción .......................................................................................................................... 16

Planteamiento del problema ....................................................................................... 17

Justificación ................................................................................................................ 18

Objetivo general ......................................................................................................... 19

3.1. Objetivo General: .......................................................................................................... 19

3.2. Objetivos Específicos .................................................................................................... 19

Antecedentes ............................................................................................................... 20

Marco Referencia ....................................................................................................... 21

5.1. Marco contextual ........................................................................................................... 21

Marco Conceptual ....................................................................................................... 23

6.1. Conceptos Generales ..................................................................................................... 23

Tránsito De Diseño ..................................................................................................... 24

7.1. Tránsito Promedio Diario .............................................................................................. 24

Marco Legal O Normativo ......................................................................................... 26

Marco teórico .............................................................................................................. 27

9.1. Manual de daño en la vía con superficies de concreto asfaltico .................................... 27

9.2. Deformaciones ............................................................................................................... 27

9.4. Fisuras ............................................................................................................................ 33

9.5. Perdidas de las capas de la estructura ............................................................................ 45

9.6. Daño superficiales ......................................................................................................... 52

9.6.4. Surcos ......................................................................................................................... 59

9.7. Otros daños .................................................................................................................... 64

12

Metodología Utilizada Para El Aforo Vehicular ........................................................ 66

10.1. Recolección de datos del conteo vehicular .................................................................. 66

10.2. Tránsito De Diseño ...................................................................................................... 66

10.3. Descripción de Tránsito ............................................................................................... 66

Formulas Necesarias Para El Análisis De Deflexión Por El Método De La Viga

Benkelman ................................................................................................................................. 74

11.1. Análisis de deflexiones ................................................................................................ 74

11.2. Deflexión Admisible, Dadm ........................................................................................ 76

11.3. Radio De Curvatura ..................................................................................................... 77

11.4. Metodología ................................................................................................................. 77

TRABAJO DE CAMPO ............................................................................................. 78

12.1. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles ......................................... 78

12.2. Descripción Del Proceso De La Toma De Del Conteo Vehicular .............................. 81

12.2.4. Descripción Del Proceso De La Toma De Testigos ............................................... 87

12.3. Resultados De Metodología Viga Benkelman ............................................................ 95

Resultados De Metodología Extracción De Testigos De Pavimento Asfaltico ........ 102

13.1. Análisis De Resultados De Testigo 1 ...................................................................... 103

13.2. Análisis De Resultados De Testigo 2 ....................................................................... 104

13.2. Análisis De Resultados De Testigo 3 ........................................................................ 105




CALULOS DEL SN POR EL METODO DE LA AASTHO Y LA PORYECCION

DEL MISMO CON RELACION AL TRANCITO VEHICULAR ....................................... 111



13





14.7. Análisis De Resultados De Testigo del romboy ........................................................ 121

Observaciones, Conclusiones Y Recomendaciones ................................................. 122

REFERENCIAS ........................................................................................................... 125

14

Glosario

• Aforo Vehicular: Es una muestra de los volúmenes para el periodo en el que se realiza y

tiene por objetivo cuantificar el número de vehículos que pasan por un punto o una

intersección.

• Ensayo CBR: (california Bearing Ratio: Ensayo De Relación De Soporte De California)

mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y para poder evaluar la calidad del

terreno para sub rasante, sub base y base de pavimento.

• Patologías: Es la superficie que sirve de fundación al pavimento. Está constituida por el

suelo y se puede representar en corte, lleno o una combinación de los dos.

• Depresiones: Áreas localizadas en la superficie del pavimento con niveles ligeramente

más bajos que el pavimento a su alrededor.

• Mezcla Asfáltica: Están formadas por una combinación de agregados pétreos y un ligantes

hidrocarbonato de manera que aquellos quedan cubiertos por un película continua de este,

se fabrica en una centrales fijas o móviles, se transportan después a la obra y allí se extiende

y se compacta.

• Asfalto: Materia aglomerante de color marrón oscuro a negro, de consistencia variables

constituido principalmente por betunes. El asfalto puede s natural u obtenido por refinación

de petróleo.

• Lígate Bituminoso: Material que contiene betún (bitumen), el cual es un hidrocarburo

soluble en bisulfuro de carbono. El asfalto el alquitrán son materiales bituminosos

• Alquitrán: producto hidrocarbonado semisólido o líquido, resultante de la destilación de

la hulla, su contenido de betún es menor que el de los asfaltos. Presenta buena adhesividad

con los agregados y resiste el ataque de los derivados del petróleo, pero presenta alta

susceptibilidad térmica y envejecimiento rápido.

• Cemento Asfaltico: Asfalto refinado o una combinación de este con un aceite fluidificante,

cuya viscosidad es apropiada para los trabajos de pavimentación.

15

Resumen

En el presente informe se enfoca en realizar el diagnóstico del pavimento, diseño de

restauración y plan de mejoramiento para la intervención del pavimento flexible localizado sobre

la carrera 40 con calle 7 entre la calle 15 y la avenida 40, en el casco rural del municipio de

Villavicencio – Meta, se trabajó en este tramo teniendo en cuenta que es una vía nuevo con poco

tiempo de uso que actualmente presenta fallas en la estructura muy notorias.

El desarrollo del proyecto, se realizó una investigación profunda respecto al estado actual de la

vía con el fin de descartar los posibles causantes del deterioro en el pavimento, identificando cada

una de sus fallas superficiales y profundas de la estructura, se realizó un tránsito de diseño

vehicular, un análisis estructural con el fin de presentar la metodología utilizada para la proyección

del tránsito de diseño con base en el transito promedio diario (T.P.D), de acuerdo con los criterios

anteriormente mencionados, se propone una alternativa de rehabilitación de la estructura para su

mejoramiento vial.

16

Introducción

Los diseños de pavimentos que encontramos en el Municipio de Villavicencio presentan

algunos daños en su diseño estructural formando aspectos no previstos en la vida útil del pavimento

obstaculizando el tránsito del Municipio, algunos de estos daños se presentan en los pavimentos

flexibles que están localizados sobre en la carrera 40 con calle 7 entre la calle 15 y la avenida 40.

Esta red mencionada presenta patologías y daños anticipadas donde no se debería presentar,

convirtiéndose en un problema muy importante, factores como la expansión, crecimiento

económico y el crecimiento del tránsito han generado en el incremento del deterioro de estas vías,

sucede todo lo contrario con el mantenimiento de estas vías debido al poco presupuesto que se

debe proporcional para su mantenimiento, que es insignificante con el crecimiento de estos

factores mencionado.

Se pretende realizar un diagnóstico vial sobre los diferentes métodos empleados en el diseño de

estructura de pavimentos flexibles en los tramos en la carrera 40 con calle 7 entre la calle 15 y la

avenida 40 de tal modo se realizará una investigación con el fin de obtener la información de las

condiciones reales de la estructura está presentando además con el análisis de las carpetas asfalticos

y la recopilación de los diferentes resultados para describir su comportamiento.

Se ha observado una serie de irregularidades en la estructura vial del Municipio, a medida que

transcurre el tiempo las propiedades físico-químicas se van transformado; con el tiempo se generan

aspectos negativos en factores de la economía, calidad de vida y el sistema vial.

17

Planteamiento del problema

Actualmente la vía localizada entra la intersección de la carrera 40 con calle 7 entre la calle 15

y la avenida 40 en el municipio de Villavicencio, meta se encuentra un estado regular, a pesar de

su poco tiempo de utilidad no debería esta presentan fallas tan prontas, a continuación se presenta

un registro fotográfico tomado en el mes de Agosto del 2015:

Ilustración 1: Tramo vial a estudiar

Fuente: Elaboración Propia

Como se evidencia en el anterior registro fotográfico, el tramo a estudiar presenta diversas

patologías que influyen negativamente en la vía, los diferentes tipos de deterioros que se reconocen

presentando posibles hipótesis del estado actual del pavimento como lo son:

Baches y fisuras generadas por la cantidad de vehículos que transitan la vía, falta de

mantenimiento en la vía, pautas que afectan considerablemente al usuario en la.

18

Justificación

En el Municipio de Villavicencio se ha percibido una serie de irregularidades en la

estructura vial, lo cual con el tiempo van trasformando las propiedades fisicoquímicas que han

afectado los pavimentos flexibles y rígidos del Municipio en diversos factores, ocasionando

dificultades al sistema de transporte público y privado; afectando la economía y la calidad de vida

de los villavicenses.

En la carrera 40 con calle 7 entre la calle 15 y la avenida 40, se consideraron algunas

patología no muy comunes que se presentan en los pavimentos que se encuentran allí, el estudio

a realizar se identifica en la obtención de datos fundamentales para presentar un debido diagnóstico

y una solución; es primordial determinar el diseño de la estructura del pavimento, el estudio de

suelos y el flujo de transito con el cual fue diseñada la vía y con el flujo actual de la misma;

afectando la vida útil del pavimento del Municipio. Como toda patología es fundamental

determinar la enfermedad que está causando deformaciones en los pavimentos de tal manera que

se busca una solución aceptable para mitigar posibles daños irreparables, con ello se desea obtener

todos los antecedentes y los métodos que se han implementado en la construcción y reparación de

este pavimento.

Lo que se pretende realizar, es otorgar a los estudiantes un material de consulta que les

permita conocer los diferentes métodos, procedimientos y criterios en el diseño de estructuras de

pavimentos que se encuentran en el Municipio de Villavicencio.

19

Objetivo general

3.1. Objetivo General:

Inspeccionar, evaluar y diagnosticar el estado en el cual se encuentran la vía que esta entre la

carrera 40 con calle 7 entre la calle 15 y la avenida 40, la cual hacen parte de la malla vial de la

ciudad de Villavicencio, Meta.

3.2. Objetivos Específicos

• Determinar las características físicas de las vías.

• Realizar el examen superficial del pavimento.

• Identificar las patologías que presenta la vía.

• Clasificar y cuantificar los deterioros del pavimento.

• Diagnosticar el estado de la estructura del pavimento.

20

Antecedentes

En Colombia la infraestructura vial aporta con el crecimiento y desarrollo del país, sin embargo,

con todo el desarrollo que está ejecutando con las nuevas vías nacionales se ha demostrado que

Colombia esta quedada en su infraestructura vial en comparación a otros países de la región y a

nivel mundial está muy atrasado.

Debido a esta problemática y el retraso vial que tiene el país mucho de las ciudades y grandes

municipios no se han desarrollado de la mejor manera, no obstante el Municipio de Villavicencio

ha tenido en los últimos años un crecimiento en su desarrollo turístico, comercial y en su

urbanización, esto está influenciado debido a la doble calzada Bogotá – Villavicencio que aún

sigue en ejecución pero que ha incrementado el desarrollo del municipio, se sabe que es la puerta

al llano donde el crecimiento económico se ha visto no solo en Villavicencio sino en los demás

municipios y departamentos.

Sin ignorar el comercio que se tiene ahora en Villavicencio que aumentado en los últimos años

y con ello el crecimiento de la población, estas condiciones generan nuevas necesidades. El

crecimiento vehicular se presenta a gran escala y muchas de las vías del municipio no están en

condiciones actas para el desarrollo.

El presente informe sirve como apoyo para verificar las grandes influencias que llevaron a los

daños previstos en el tramo tomado como estudio y resaltar las falencias evitando así daños a

futuro.

21

Marco Referencia

5.1. Marco contextual

Ubicación geográfica: el tramo de estudio que se va a intervenir, se encuentra ubicado en el

municipio de Villavicencio, en la zona Noroccidente del departamento del Meta, y se encuentra a

un elevación de 467 msnm. El pavimento flexible a estudiar se encuentra ubicado entre la carrera

40 con calle 7 entre la calle 15 y la avenida 40 sobre el casco rural del municipio del Municipio

de Villavicencio como se muestra en la figura.

Ilustración 2: Tramo vial a estudiar

Fuente: Google Maps

22

El municipio de Villavicencio – Meta, está ubicado primordialmente sobre la cordillera

Oriental. Limita al Norte con el departamento de Cundinamarca, Bogotá D.C y el departamento

de Casanare, al Sur con el departamento de Caquetá y el rio Guaviare, que lo separa del

departamento de Guaviare. En sus límites municipales se encuentra al Norte con los municipios

de Restrepo y El calvario, al Oriente con Puerto López, al sur con Acacias y San Calos de Guarao

y finalmente al occidente con el Departamento de Cundinamarca.

Basados en los datos publicados por el instituto de hidrología, meteorología y estudios

ambientales - IDEAM, el municipio de Villavicencio presenta una temperatura máxima entre los

28 y 32 ° C y temperaturas mínimas que oscilan entre 20 y 22°C siendo la temperatura media de

25,5 °C. La humedad relativa es del 67 al 83% siendo mayor en los meses en los meses de junio y

julio. La precipitación pluvial alcanza 3856 mm al año.

Gráfica 1: Climograma de Villavicencio

Fuente: Climate – Data.org

La menor cantidad de lluvia ocurre en enero, el promedio del mes es de 51 mm. La mayor

cantidad de precipitación ocurre en mayo, con un promedio de 529 mm.

23

Marco Conceptual

6.1. Conceptos Generales

El pavimento flexible se compone de estructuras superpuestas, compuesto generalmente por

una capa de rodadura de tipo bituminoso, base y sub-base granular, o en algunos casos tratados

con un ligantes bituminoso. Los pavimentos sufren deformaciones elásticas por la acción del

tránsito, ayudando a acelerar este proceso factores tales como: temperatura, precipitación,

insuficiencias en el drenaje, baja calidad de los materiales y deficientes procesos constructivos.

En ese orden de ideas, cuando el nivel de servicio de un pavimento es bajo, se hace necesario

realizar intervenciones sobre el tramo vial, con el fin de prolongar su vida residual, manteniendo

estándares de confort, seguridad y economía. A continuación, se presenta una serie de definiciones,

tomadas de la Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfálticos

de carreteras:

• Restauración: Consiste en la ejecución de trabajos que mejoran la condición superficial del

pavimento, pero no aumentan su capacidad estructural.

• Refuerzo: Colocación de capas de pavimento que proporcionan capacidad estructural

adicional o mejoran el nivel de servicio a los usuarios.

• Reciclado: Actividad correspondiente a la reutilización de parte de las capas de la estructura

existente, para mejorar su capacidad estructural. La adición de nuevos materiales es

necesaria para mejorar la resistencia y el comportamiento del pavimento mejorado.

• Reconstrucción: Consiste en la remoción de capas y el reemplazo parcial o total del

pavimento, para mejorar su capacidad estructural, adaptándolo a las necesidades del tránsito

futuro. Las obras de rehabilitación, dedicadas a mejorar la funcionalidad de un tramo vial,

se basa principalmente en la restauración y refuerzo, cuando se pretende corregir

deficiencias funcionales y estructurales del pavimento, con el único fin, como se mencionó

anteriormente, de aumentar la vida residual de la estructura de pavimento.

24

Tránsito De Diseño

7.1. Tránsito Promedio Diario

Con la información del conteo vehicular que se desarrolló en la jornada de la mañana

durante la segunda semana de agosto, los datos recopilados, revisados y validados que conforma

el objeto a estudiar y están sometidos al análisis estadístico, esto proporciona sistematizar el

volumen del tránsito.

7.1.1. Esquema De Clasificación de Vehículo

Basado en las distintas características como el tamaño, las distintas configuraciones de ejes y

los diferentes efectos generados por los vehículos sobre la estructura vial del pavimento. Además

dada la utilidad de los diferentes tipos de camiones que transitan sobre el fragmento del diseño

vial; posteriormente se muestra la clasificación de los tipos de vehículo según el Instituto Nacional

De Vías.

Tabla 1: Clasificación De Vehículos - INVÍAS

TIPO DE VEHÍCULO ESQUEMA

AUTOS

BUSES

Buseta

Bus

Bus Metropolitano

C2-P Camión de dos ejes pequeño

C2-G Camión de dos ejes grande

25

C3 Y C4

Camión c3

Camión c4

Tractor - Camión c2- s1

Tractor - Camión c2- s2

Tractor - Camion c3- s1

C5 Tractor - Camión c3- s2

> C5 Tractor - Camión c3- s3

Fuente: Instituto Nacional de Vías.

En la tabla 1. Describe la clasificación de los vehículo que contempla el INVIAS, que se

clasifica en tres categorías como lo son autos, buses y camiones. Los buses se dividen en bus,

buseta y bus metropolitano. A su vez los camiones se dividen en nueve grupos, teniendo en cuenta

sus categorías.

26

Marco Legal O Normativo

Este trabajo esta normalizado por el Ministerio De Transporte Instituto Nacional De Vías

(INVIAS) bajo las siguientes normas:

• Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

El manual contiene una serie de herramientas prácticas que pueden ser empleadas por los

ingenieros, a fin de obtener un informe de los daños encontrados durante la inspección Visual, que

permita identificar el tipo, la magnitud y severidad de los mismos, así como:

La localización y los sectores de vía más afectados, de acuerdo con la intervención realizada

por cada contrato.

El fin de la inspección de pavimentos es determinar el porcentaje de área de pavimento afectado,

estableciendo los tipos de daño que se presentan, su extensión, severidad y recurrencia; factores

que orientan al ingeniero en el momento de definir las posibles causas de los daños o de programar

actividades de campo y de laboratorio para su estudio.

Para capturar los datos correspondientes a los daños del pavimento durante la inspección visual,

se desarrolló un formato que permite registrar los tipos de deterioro especificando cada daño con

su severidad y dimensiones características (longitud y ancho en la mayoría de los casos).

• Medida de la deflexión de un pavimento empleando dispositivo de carga estática no

continua, viga benkelman.

El ensayo permite determinar la deflexión vertical y puntual de una superficie del pavimento

bajo la acción de una carga normalizada, A tal fin se utiliza un camión, tamaño de llantas,

espaciamiento entre ruedas duales gemelas de un eje simple y la presión de inflado están

normalizadas.

• Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfalticos de

carreteras.

Esta guía metodológica tiene aplicación en los estudios y proyectos de rehabilitación de los

pavimentos asfálticos de las carreteras en servicio a cargo del Instituto Nacional de Vías,

entendiendo el término “rehabilitación”, para los efectos de este documento, como un

27

mejoramiento funcional o estructural del pavimento, que da lugar tanto a una extensión de su vida

de servicio, como a la provisión de una superficie de rodamiento más cómoda y segura y a

reducciones en los costos de operación vehicular. Dicho mejoramiento comprende alguna de las

cuatro alternativas de intervención que se describen a continuación, las cuales conforman un

conjunto denominado 4R:

• Restauración: Que consiste en la ejecución de trabajos que mejoran la condición superficial

del pavimento, pero no aumentan su capacidad estructural.

• Refuerzo: Que consiste en la colocación de capas de pavimento que proporcionan capacidad

estructural adicional o mejoran el nivel de servicio a los usuarios.

• Reciclado: Que consiste en la reutilización de parte de las capas de la estructura existente,

para mejorar su capacidad estructural. La adición de nuevos materiales es necesaria para

mejorar la resistencia y el comportamiento del pavimento mejorado.

• Reconstrucción: Que consiste en la remoción de capas y el reemplazo parcial o total del

pavimento, para mejorar su capacidad estructural, adaptándolo a las necesidades del tránsito

futuro.

Marco teórico

9.1. Manual de daño en la vía con superficies de concreto asfaltico

Antes de entrar a detallar sobre los resultados obtenidos de la auscultación visual efectuada

sobre el tramo vial objeto de estudio, a continuación, se presenta el manual de daños en vías con

superficie de concreto asfáltico, tomando como base el documento publicado por envías “Estudio

e investigación del estado actual de las obras de la red nacional de carreteras” (octubre 2006).

9.2. Deformaciones

9.2.1. Asentamiento transversal

Se identifican por áreas que se presentan en el pavimento localizadas generalmente en

elevaciones más bajas que las elevaciones del diseño, en sentido transversal al eje de la vía.

1. Símbolo

Asentamiento transversal (AT)

28

2. Unidad de medida

Se mide en número de grietas por tramos de 100 m

• Ligero < 2 Grietas

• 2 Grietas < 15 Grietas

• 15 Grietas < Fuerte

3. Foto del daño

Ilustración 3: Asentamiento Transversal


4. Posibles causas

• Peso propio de la sección

• Carga excesiva o superior a la del diseño

• Contaminación de capas inferiores

• Drenaje inadecuado o insuficiente

• Derrame de solventes (diésel, aceite, bencina etc.)

• Uso de ligantes (asfalticos) muy duros.

• Gradientes térmicos superior a 30°c

5. Criterios de reparación

• Reparación en mantenimiento rutinario, calafeteándolas

• Sustitución de la capa de rodadura o recarpeteado con espesores suficientes.

29

9.2.2. Asentamiento longitudinal

Las fisuras de desplazamiento se generan por la falla de adherencia entre la carpeta de superficie

y la carpeta inferior. La escasez de solubilidad puede corresponder a la presencia de polvo, aceite,

agua, o cualquier tipo de material no adhesivo entre estas dos carpetas. Usualmente a falta de

solubilidad se produce cuando no se ha colocado una emunción asfáltica. Algunas veces la falta

de compactación genera que las dos capas ocasiona la rotura de adherencia.

1. Símbolo:

Asentamiento longitudinal (AL)

2. Unidad de medida:

Se mide de acuerdo a la longitud de la grieta en tramos de 100 m, con respecto a la

longitud del tramo.

• Ligero < 20%

• 20% < Medio < 100%

• 100% < Fuerte

3. Foto del daño

Ilustración 4: Asentamiento Longitudinal


30

4. Posibles Causas

• Juntas longitudinales de construcción inadecuadamente trabajada.

• Gradientes térmico superior a los 30°C

• Uso de ligantes de asfalto muy duro.

5. Criterios de Reparación

• Repara las grietas en mantenimiento rutinario.

9.2.3. Abultamiento

Este deterioro se genera debió al aumento de material extendido de una excavación, en donde

el volumen y el porcentaje del material se ve alterado debido a la material vacío por un

acomodamiento irregular que se presenta en el pavimento. Pueden presentarse rudamente

ocupando pequeñas áreas o grandes áreas acompañado de fisuras en el pavimento.

1. Símbolo

Abultamiento (AB)

2. Unidad de medida.

Se valora el área afectada en m2

3. Esquema o dibujo

Ilustración 5: Esquema De Abultamiento


31

4. Foto de Daño

Ilustración 6: Abultamiento


5. Posibles Causas

Se genera por el ensanchamiento de la sub-rasante o en las capas del concreto

asfaltico extendido sobre el concreto rígido, lo que produce presiones bajo la capa

asfáltica (como las que se genera por el proceso del bombeo), también se puede generar

esta deformación debido a la perdía de mezcla asfáltica, exceso de compactación

asfáltica y falta de curado de las mezclas en la vía.

Severidades:

• Baja: Profundidad máxima menor que 10 mm, lo que genera poca vibración e

incomodidad al conductor

• Media: Profundidad entre 10 mm y 20 mm, lo que genera una mayor vibración e

incomodidad al conductor

• Alta: Profundidad mayor a 20 mm, causa una vibración exagerada con un nivel de

incomodidad alto, haciendo necesario disminuir la velocidad por seguridad del

conductor.

6. Evolución Probable

Desprendimiento, fisuras, exudación, ahuellamiento.

32

9.2.4. Depresión (como hundimiento)

Son áreas que se localizan en la superficie del pavimento que tienen niveles de elevación

levemente menores a aquellas que se encuentran cerca. Son visibles cuando hay presencia de

lluvia, cuando el agua se empozan dentro ellas; estas depresiones se forman a partir de

asentamientos de la subrasantes o debido a procedimientos constructivos defectuosos.

1. Símbolo

Desprendimiento (DS)

2. Unidad de Medida

El área afectada se evalúa en metros cuadrados (m2).

3. Foto del Daño

Ilustración 7: Desprendimiento Como Hundimiento


4. Posibles causas

• Pueden causar alguna de rugosidad en la superficie del pavimento

• Cuando son suficientemente profundas o están llenas de agua pueden causar hidroplano,

es decir, los neumáticos de un vehículo pierden contacto con el pavimento a causas de

una película de agua así eliminando la adherencia de las ruedas con la superficie de

rodadura.

33

9.4. Fisuras

9.4.1. Fisura de borde

Este tipo de fisuras generalmente son continuas y con tendencias longitudinales que se localizan

paralelas y cerca al borde externo del pavimento.

1. Símbolo

FB

2. Unidad de medida

El área afectada se evalúa en metros cuadrados (m2).

Ilustración 7: Fisura De Borde


34

3. Foto del daño

Ilustración 8: Fisura De Borde


9.4.2. Fisuras de medialuna (Flecha < = 4)

Son aquellas fisuras que se presentan de forma parabólica y están relacionadas con el

movimiento de la banca, normalmente se pueden encontrar acompañadas con hundimientos.

1. Símbolo

Fisuras de media luna (FML)

2. Unidad de Medida

El área donde se encuentra la medialuna se registra en m2, que corresponde a la

longitud de la vía afectada multiplicada por el ancho de afectación de la fisura así se

asigna el grado de severidad al cual corresponda; además si se encuentra hundimiento

se debe reportar su flecha máxima y hacer las observaciones correspondientes.

35

3. Esquema o Dibujo

Ilustración 9: Esquema De Medialuna


4. Foto del Daño

Ilustración 10: Daño Medialuna


5. Posibles Causas

Estas fisuras se producen por la inestabilidad de la banca o algunos efectos locales

como la desecación, sin embargo hay que tener en cuenta las siguientes causas:

36

• Falla lateral del talud en zonas de terraplén.

• Falla de talud en zonas de corte o media ladera.

• Ausencia o falla de obras de contención de la banca.

• Desecación producida por la usencia de árboles muy cerca al borde de la vía.

• Consolidación de los rellenos que acompañan las obras de contención.

6. Evolución probable

Aumento del área afectada el cual va relaciona con el aumenta de hundimiento y

puede generar perdida de la banca.

9.4.3. Parabólicas

Son grietas en medialuna que se encuentran de manera transversal a la dirección del tránsito,

estas fallas ocurren generalmente en mezclas asfálticas de baja estabilidad o en capas superpuestas,

cuando existe una adherencia pobre (liga pobre) entre la capa superficial y la capa subyacente de

la estructura del pavimento.

1. Símbolo

Parabólicas (FP).

2. Unidad de Medida

El área afectada se mide en metros cuadrados (m2) de área superficial.

3. Foto del Daño

Ilustración 11: Daños Parabólico


37

4. Posibles Causas

• Frenado de las ruedas de los vehículos o giro debido a un cambio de dirección,

originando deslizamiento y deformación de la superficie del pavimento.

• Deficiencia de adherencia e capas superpuestas o presencia de polvo.


Ilustración 12: Daños Parabólico


38

9.4.4. Fisuras en juntas de construccion

Este tipo de fisura se encuentran normalmente en la vía de manera trasversal o longitudinal.

Esta fisura se genera debido a la mala ejecución de las juntas de construcción de la carpeta asfáltica

o en las juntas donde la vía es más amplia. Generalmente se localizan en el eje de la vía,

coincidiendo con el ancho del carril, tramos de sobre ancho y en tramos de unión entre dos

empalmes de colocación de pavimentos asfaltico.

1. Símbolo:

Fisuras en juntas de construcción (FLC, FCT)


Se mide en metro lineal (ml)

3. Esquema o Dibujo de fisuras longitudinales en juntas de construcción (FLC)

Ilustración 13: Esquema De Fisuras En Juntas


39

4. Foto del Daño de fisuras longitudinales en juntas de construcción (FLC)

Ilustración 14: Daño En Fisuras Longitudinales En Juntas


5. Posibles causas

La falla que más se presenta es la falta de confinamiento lateral de la estructura esto

es debido a la falta de instalación de bordillo, el insuficiente espacio que se le da al

ancho de la berma o sobre carpetas que llega hasta el borde del carril y su nivel es muy

diferente al desnivel de la berma. Estas fisuras se encuentran en distancia de 0,3 m o

0,6 m del borde de la calzada.


Se llega al desprendimiento del borde o descascaramiento.


Es recomendable realizar la reparación lo antes posible así evitando que el daño sea

más grave, las grietas que se observan son de 3 mm de ancho demasiado pequeñas lo

que dificultad sellarlas perfectamente, las que son más grandes de 3 mm se pueden

sellar con asfalto líquido que se mezcla con arena fina para una mayor eficiencia se

hace un recubrimiento con arena seca en la grieta, evitando que el tránsito levante el

material de relleno.

40

9.4.5. Fisuras en bloque

Este tipo de daño que se presenta en el asfalto se reconoce en divisiones de bloques de forma

aproximadamente triangular, estos bloques tienen lado promedio mayor que 0,30 m3. Observando

este deterioro que después se convierte en piel de cocodrilo que esta última aparece en áreas

sometidas a carga pero lo bloques han aparecidos en áreas no cargadas; además es normal

encontrar fisuras de bloque convertirse en piel de cocodrilo causada por el acción de tránsito, a

diferencia de que la piel de cocodrilo está formada de bloques con más lados y más ángulos.

1. Símbolo

Fisuras en bloque (FB)

2. Unidad de medida

El área afectada se debe registrar en metros cuadrados (m2), esta área puede

presentar varias severidades el cual se puede registrar el área correspondiente de cada

una o si se registrar toda el área afectada y así se asigna la de mayor severidad.

3. Esquema o Dibujo

Ilustración 155: Esquema En Fisuras En Bloque


41

4. Foto del daño

Ilustración 16: Fisuras En Bloque


5. Posibles Causas

Una de sus principales causas es la contracción del concreto asfáltico debido a que

está sometido al cambio constate de la temperatura durante todo el día, es decir que se

traduce en ciclos de esfuerzo - deformación sobre la mezcla, al observarse este tipo de

fisura sobre el asfalto indica que se ha endurecido significativamente, esto sucede

debido al envejecimiento de la mezcla o se utilizó un tipo de asfalto inapropiado para

las condiciones de climáticas de la zona.

Otras de las causas más frecuentes son los reflejos de contracción que provienen de

los materiales estabilizados que se utilizaron como base de la vía.

Combinación del cambio volumétrico del agregado fino de la mezcla asfáltica con el

uso de un asfalto de baja penetración.

Severidades:

• Baja: Cuando los bloques se comienzan a formar pero no son tan notables, se conforman

por fisuras de abertura menor que 1 mm, cerradas o con sello no presentan desportilla

miento en los bordes.

• Media: Se observan bloques con fisuras de abertura entre 1 mm y 3 mm o con sello

fallado, pueden presentar desportilla miento en los bordes.

• Alta: Son bloques muy notables con fisuras de abertura mayor a 3 mm, pueden indicar

un alto desportilla miento en los bordes.

42


Piel de cocodrilo o descascaramiento.

7. Criterios de reparación

Para este tipo de reparación se tendrá en cuenta la severidad que se presente, sin

embargo lo primero que se realizaría es sellar o tapar las grietas dependiendo de su

abertura, esto ayudaría a evitar el paso del agua pero con el paso del tiempo se

aparecerán nuevas grietas, para evitar la aparición de más grietas se realiza un

escarificado en caliente y sobrecarpeta.

• Cuando se presenta una severidad baja se puede reparar mediante un sello en toda la

superficie.

• Cuando se presenta una severidad alta se re-encarpeta o reciclar la mezcla en las zonas

afectadas.

9.4.6. Piel de cocodrilo

Son aquellas fisuras que se encuentran interconectadas con patrones irregulares que se localizan

en aquellas zonas que están en constante esfuerzos de cargas, el origen de estas fisuras se basan en

el fondo de las capas asfálticas donde se analiza que los esfuerzos de atracción son mayores bajo

la acción de las cargas. Estas fisuras se propagan en la superficie de asfalto en forma de una o

varias fisuras longitudinales paralelas, a medida que somete a las repeticiones de cargas las fisuras

se propagan mucho más formando piezas angulares desarrollando un modelo parecido a la piel de

un cocodrilo, estas piezas tiene un diámetro promedio menor a 30 cm.

También se pueden encontrar otros tipos de daños en zonas donde no se ha generado

deformaciones que no están relacionadas con la falla estructural que se han ocasionada por tránsito

o por deficiencia de espesor de las capas; están más relacionadas con problemas de drenaje que

afectan los materiales granulares, falta de compactación de las capas, reparaciones mal ejecutas y

subrasantes expansivas, además estos daños no son comunes en el asfalto que se instaló sobre

placas de concreto rígido.

43

1. Símbolo

Piel de cocodrilo (PC)

2. Unidad de medida

El área afectada se debe registrar en metros cuadrados (m2), al encontrar un área

donde presenta varias severidades y se dificulte identificarlas las áreas que

correspondan a cada fisura así que se hace el reporte de toda el área afectada y

clasificarla en la mayor severidad que se presente.

3. Esquema o Dibujo

Ilustración 17: Esquema De Piel De Cocodrilo


44

4. Foto del daño

Ilustración 18: Piel De Cocodrilo


5. Posibles Causas

Las principales causas más frecuentes son por fatiga de la estructura o de la carpeta

asfáltica que se observan a continuación:

• Deformación de la subrasantes.

• Espesor estructural insuficiente.

• Problemas por drenaje que afectan los materiales granulares.

• Malas reparaciones, juntas mal elaboradas en otras.

Estos factores reducen la capacidad estructural o inducir esfuerzos adicionales en cada una

de las capas del pavimento, a medida que pasa el tiempo y con el paso del tránsito se generan

deformaciones que no son admisibles para el pavimento y se encuentran en formas de fisuras.

Severidades

• Baja: Al observar la serie de fisuras longitudinales con aberturas de 3 mm que

primordialmente se encuentra en la huella, se encuentran con poco desportillamiento,

no hay conexiones entre cada una de ellas y no existe evidencia de bombeo.

45

• Media: Se encuentran en patrones en forma de polígonos pequeños y angulosos que

pueden llegar a tener desgaste en los bordes y presentar aberturas entre 1 mm y 3 mm

no hay evidencia de bombeo.

• Alta: Se encuentran en un gran grado de desgaste con aberturas mayores de 3 mm y

desportilla miento en los bordes además ya se observan que los bloques están sueltos o

se mueven ante el tránsito, puede presentar descascaramiento y bombeo.


Deformaciones, descascaramiento y baches.


Dependiendo de la severidad del daño se presentan las siguientes reparaciones:

• Para severidad baja, se realiza un sellado superficial con cada una de las áreas afectadas.

• Para severidad media, se realiza un parcheo parcial o en toda la profundidad del

pavimento.

• Para severidad alta, se recomienda reemplazar las capas de los pavimentos que sean

afectadas.

• Sustitución (excavación y reemplazo en toda la profundidad con mezcla asfáltica en las

áreas falladas).

• Sobrecarpetas con espesor variable con o sin tratamiento para el control de reflexión de

grietas.

• Reciclado.

• Reconstruir.

9.5. Perdidas de las capas de la estructura

9.5.1. Ojo de pescado

Cuando se observamos el desprendimiento del material de la base en la que se apoya la capa de

rodadura después de la pérdida de esta, sucede en bases tratadas o no tratadas.

1. Símbolo

Ojo de pescado (OP)

46

2. Unidad De Medida

• El número de ojos de pescados por cada 100 m de carril.

• Se mide el diámetro del ojo de pescado.

3. Foto del daño

Ilustración 19: Ojo De Pescado


4. Posibles Causas

• Insuficiente penetración del riego de imprimación en bases hidráulicas (menos a 0,5

cm).

• Ligantes asfálticos inadecuado de mala calidad.

• Espesor insuficiente de la capa de rodadura.

• Dosificación insuficiente de ligantes asfálticos en bases tratadas con cemento asfáltico,

aplicado en caliente, disuelto o emulsificador.

Severidades:

Se realiza de acuerdo con el número de ojos de pescado que se encuentre en el área afectada.

Clasificación del daño según su severidad:

47

• Baja: Menos ojos de pescado con diámetro menor a 300 mm.

• Medio: De 5 a 10 ojos de pescado y con un diámetro menor a 300 mm o menos de 5

ojos de pescado con diámetro menor a 1.000 mm.

• Alto: Más de 10 ojos de pescado y con un diámetro menor a 300 mm o de 5 a 10 ojos

de pescado con un diámetro menor a 1.000 mm.


• Evolución de daño por piel de cocodrilo hasta tener perdida del material.

• Evolución del daño por piel de cocodrilo hasta llegar a la pérdida del material y llegar a

tener ahuecamiento.


Según la severidad que se presenten en el daño se recomienda las siguientes

recomendaciones:

• Daños con severidades bajas, se recomienda realizar un parcheo en superficies de

rodadura asfáltica (PR-05).

• Daños con severidades medio y alto, recomendable realizar un bacheo en superficie de

rodadura asfáltica (PR-06), para bases tratadas o no tratadas.

• Además si el área afectada es mayor que el 2% se recomienda realizar una caja y

parchear.

9.5.2. Descascaramiento

Este tipo de desprendimiento se presenta en el desgaste o deterioro de la vía que corresponde a

desprenderse de la parte de la capa asfáltica superficial y no alcanza afectar las capas asfálticas

subyacentes.

1. Simbolo

Descascarmiento DC

2. Unidad de Medida

El área afectada para cada severidad se registra en metros cuadrados (𝑚2).

48

3. Esquema o Dibujo

Ilustración 20: Esquema De Descascaramiento


4. Foto del Daño

Ilustración 21: Descascaramiento


49

5. Posibles Causas

Principales causas:

• Un espesor muy insuficiente de la capa de rodadura.

• El riego de liga deficiente.

• Mezcla asfáltica muy permeable.

Severidades

• Baja: La profundidad < 10 mm.

• Media: Profundidad entre 10 mm y 20 mm.

• Alta: Profundidad > 25 mm.


Puede pasarse a tener piel de cocodrilo o un bache.


Se recomienda realizar la reparación dependiendo del tipo de severidad que se

presente como se observara a continuación.

• Para severidades bajas lo recomendable es realizar un parcheo en superficies de

rodaduras asfálticas o tratamiento superficial simple (PP-2.3 o PR-05).

• Para severidades medias y altas se recomienda la re nivelación con sobre carpeta con

mezclas asfálticas en frio o en caliente (PP-03 o PP-04).

9.5.3. Bacheos

Se conoce como bacheo un tipo de refuerzo en áreas de pavimentos los cuales han sido

reemplazados con material nuevo para reparar el pavimento existente. Se considera un bacheo

como un defecto no importante pero no se conforma igual que la sección original del pavimento.

Usualmente se encuentra que alguna irregularidad o incomodidad al tránsito está asociada con este

daño.

1. Símbolo

Bacheos (B)

50


Los baches se miden en metros cuadrados de área afectada. Pero si en dado caso un

bache tiene área de diferente severidad, esta medida

3. Foto Del Daño

Ilustración 22: Bacheo Superficial


4. Posibles Causas

• Nivel de seguridad Bajo: Este bache está en buena condición lo que permite satisfacer

las calidad del tránsito y se conoce como baja severidad o mejor.

Ilustración 23: Bacheo Nivel Bajo


• Nivel de severidad Medio: Este bache esta moderadamente deteriorado o la calidad

de transito se clasifica como de severidad media.

51

Ilustración 24: Bacheo Nivel Medio


• Nivel de severidad Alto: Este tipo de bache se encuentra muy deteriorado o la calidad

de transito se clasifica como de alta severidad, requiere reparación.

Ilustración 25: Bacheo Nivel Alto


9.5.4. Baches profundos

Destrucción local de la calzada, con un agrietamiento en malla cerrada y usualmente pérdida

parcial de bloque de la capa de rodadura (carpeta)

1. Símbolo:

(BP)

2. Posibles causas:

• Estructura inadecuada

• Defectos contractivos

• Drenaje inadecuado

52

Severidad:

Se mide teniendo en cuenta la profundidad del bache y el porcentaje de área que se va a

tomar con respecto al tramo evaluado. Se puede identificar como:

• Bajo: Área comprometida menor a 1% respecto al área total de los tramos y

profundidad del bache menor a 2,5 cm

• Medio: Área comprometida entre 1% y 3% respecto al área total del de los tramos y

profundidad del bache entre 2,5 y 3,5 cm

• Alto: Área comprometida mayor a 3% con respecto al área total del de los tramos y

profundidad del bache mayor a 3,5 cm


Simetría de área afectada respecto al área total en tramos de 100 m, con hundimiento

mayor a 2 cm. Se mide con una regla de 3 m de longitud, colocada perpendicular al eje

de la vía.

4. Criterios de reparación:

Bajo y media: bacheo en superficie de rodadura asfáltica (actividad PR-06)

9.6. Daño superficiales

9.6.1. Pérdida de película ligantes

Son aquellas presencias de agregado pétreos parcialmente expuestos por fuera del pavimento

asfaltico.

1. Símbolo

Pedida de película ligantes (PL)

2. Unidad De Medida

Se provee el área afectada respecto al área total en tramos de 100 m por carril de

circulación. El área afectada se identifica por la pedida de película ligantes asfáltica,

que recubre los agregados pétreos y los expone a futuras fisuras en el concreto asfaltico.

53

3. Esquema o dibujo

Ilustración 26: Esquema De Pedida De Ligantes


4. Foto del daño

Ilustración 27: Pedida De Ligantes


54

5. Posibles causas

• Se utilizan agregados pétreos con tamaño inadecuado y distribución granulométrica

incorrecta en el rango de las arenas.

• Segregación de agregados pétreos.

• Contaminación de los agregados.

Ilustración 28: Tipos de daños al pasar el tiempo.


55

9.6.2. Pérdida del agregado

Son aquellas que se desintegran superficialmente de la capa de rodadura debido a una pérdida

de sus agregados y cambia la textura de la superficie haciendo más rugosa que tiene como

consecuencia exponer los materiales al desgaste de la acción del tránsito y sin olvidar el tipo de

clima al que estará expuesto; comúnmente se presenta este tipo de daño en tratamientos

superficiales, ya sea el caso donde se presenten estrías en dirección del riego el daño ya no es

perdida de agregado sino se reporta como surcos.

1. Símbolo

Perdida de agregados (PA)

2. Unidad De Medida

El área afectada se registra en metros cuadrados (m2) y dependiendo de la severidad

más predominante.

3. Esquema O Dibujo

Ilustración 29: Esquema Perdida De Agregado


56

4. Foto Del Daño

Ilustración 30: Perdida De Agregado


5. Posibles Causas

Principales causas que se presentan son:

• Mala aplicación del ligantes en tratamientos superficiales.

• Falta de adherencia entre el material agregado y el asfalto.

• Material fino o agregado contaminado.

• Presencia de agua en el fraguado del ligantes asfáltico.

• Deficiencia de compactación

Severidades:

• Baja: Cuando los agregados gruesos comienzas a separarse y se observan pequeños

espacios cuya separación es mayor a 0.15 m.

• Media: Cuando encontramos desprendimientos de agregados con separaciones entre

0.05 m y 0.15 m.

• Alta: Se encuentran desprendimientos extensivo de agregados finos y gruesos con

separaciones a 0.05 m haciendo la superficie muy rugosa así observamos agregados

sueltos.

57


Puede llegar a formar descascaramiento, el aumento de la permeabilidad y la

exudación del asfalto.

7. Criterios De Reparación

• Bajo: Riego en negro.

• Medio y Alto: Tratamiento superficial simple.

9.6.3. Cabezas duras

Hace referencia a, aquellos agregados que se encuentran expuestos fuera del mortero arena-

asfalto, es decir, que si aumenta la rugosidad del pavimento causa un ruido excesivo al conductor.

1. Símbolo

Cabezas duras (CD)

2. Unidad De Medida

El área afectada se mide en metros cuadrados (m2) y no presenta ningún grado de

severidad asociado.

3. Esquema O Dibujo

Ilustración 31: Esquema De Cabezas Duras


58

4. Foto De Diseño

Ilustración 32: Cabezas Duras


5. Posibles Causas

• El uso inadecuado de material agregado grueso.

• Mala realización de la granulométrica en el rango de las arenas.

• Segregación de los agregados finos y gruesos durante en uso o manejo de la obra.

6. 6. Criterios De Reparación

Según la severidad que presente el daño hay que tener en cuenta las siguientes

recomendaciones:

• Bajo: No requiere ningún tratamiento o intervención.

• Medio y Alto: Se requiere renivelación con sobrecarpeta con mezclas asfálticas (PP-

03) o renivelación con sobrecarpeta asfáltica en frío (PP-04).

• Hay que tener en cuenta que cuando el área afectada es superior al 5% se recomienda

colocar un sello.

59

9.6.4. Surcos

Son aquellas franjas longitudinales donde se presenta perdidas de los agregados del asfalto.

1. Símbolo

Surcos (SU)

2. Unidad De Medida

El área afectada se mide en metros cuadrados (m2) y no presenta severidades.

3. Esquema o Dibujo

Ilustración 33: Esquema De Surcos


4. Foto del Daño

Ilustración 34: Daños Surcos


60

5. Posibles Causas

En aquellos procedimientos superficiales se da por repartición transversal

defectuosa del ligantes bituminoso o del agregado, eso causas separaciones de los

agregados además en el concreto asfáltico se relaciona con la erosión que es provocada

por el agua en zonas de gran pendiente.


En pérdida del agregado, descascaramiento, bache.

9.6.5. Exudación

Este tipo de daño superficial se presenta en el pavimento en forma de película o afloramiento

del ligantes asfaltico sobre la capa superficial del pavimento usualmente brillante, resbaladiza y

generalmente pegajosa. Este tipo de daños puede afectar directamente la resistencia al

deslizamiento.

1. Símbolo

Exudación (EX)

2. Unidad de medida

Se mide en metros cuadrados (m2)

3. Esquema O Dibujo

Ilustración 35: Esquema De Exudación


61

4. Foto del Daño

Ilustración 36: Exudación


5. Posibles Causas

Este tipo de daño se genera cuando la mezcla tiene cantidades excesivas de asfalto

haciendo que el espacio de los vacíos con aire de la mezcla sea bajo. Generalmente

esto se encuentra en zonas calorosas; también puede darse a conocer este daño cuando

utilizamos asfalto muy blando o por derrame de ciertos solventes.

Severidades:

Las podemos clasificar desacuerdo al asfalto exudado (afecta directamente el

cubierta del agregado superficial)

• Baja: La exudación se hace visible en la superficie, aunque en algunas franjas aisladas

y de espesor delgado que no alcanza a cubrir los agregados superficiales)

Ilustración 37: Superficial Exudación Nivel Bajo


62

• Media: se conoce porque el asfalto sobrante forma una película que cubre parcialmente

los agregados, usualmente localizada en las huellas del tránsito y en lo climas cálidos se

torna viscoso.

Ilustración 38: Daño Superficial Exudación Nivel Medio


• Alta: Gran cantidad de asfalto en la superficie cubriendo casi todo el agregado, dándole

al pavimento un aspecto húmedo de intensa coloración negra y también se torna viscoso.

Ilustración 39: Daño Superficial


63


• Sobre carpeta de gradación abierta.

• Riego de sello que debe estar bien diseñado con un buen control de calidad durante la

construcción.

• Fresado en frio con riego de sello o sobrecarpeta delgada.

• Escarificación en caliente con riego de sello o sobrecarpeta delgada.

• Calentamiento superficial y cilindrado con aplicación de agregado grueso.

9.6.6. Pulimentos

Es evidente por el aspecto de los agregados con caras planas en la superficie o por la falta de

agregados angulares, sin embargo para estos asuntos se puede llegar a alterar la resistencia al

deslizamiento.

1. Símbolo

Pulimientos (PU)

2. Unidad De Medida

El área afectada se mide en metros cuadrados (m2) y no tiene ningún estado de

severidad relacionado.

3. Esquema O Dibujo

Ilustración 40: Esquema De Pulimiento


64

4. Foto Del Daño

Ilustración 41: Foto De Pulimientos


Ilustración 42: Foto De Pulimientos Vía Primaria


5. Posibles Causas

El origen de este tipo de daño se establece en una baja resistencia o susceptibilidad

de ciertos agregados al pulimento como ejemplo de aquello son las calizas.

9.7. Otros daños

9.7.1. Afloramiento del agua

Son aquellas presencias de líquidos que se localizan en la superficie del asfalto en momentos

en los cuales no hay lluvias.

65

1. Símbolo

Afloramiento de agua AFA

2. Unidad De Medida

El área afectada se mide en metros (m) y no tiene otro daño relacionado, pero cuando

hay afloramiento se manifiesta donde existe un daño como la fisura o piel de cocodrilo,

se realiza el reporte del daño y en las justificaciones se anota que posee afloramiento

por agua.

3. Esquema O Dibujo

Ilustración 43: Esquema De Afloramiento De Agua


4. Foto Del Daño

Ilustración 44: Foto De Afloramiento De Agua


66

5. Posibles Causas

Ausencia o deficiencia en el sistema de subdrenaje y filtración de aguas.


Piel de cocodrilo, descascaramiento y baches.

Metodología Utilizada Para El Aforo Vehicular

10.1. Recolección de datos del conteo vehicular

Para realizar el conteo de los vehículos, se debe seguir el siguiente procedimiento:

• Se determinó claramente cuál es la clase de vehículo que se debería contar y cuáles de

los vehículos se incluyen en el conteo.

• Se escogió el punto de referencia en la sección de la avenida 40 en sentido a la vía y

como punto de referencia el rompoy. El uso del mismo punto de referencia para todas

las clases de vehículos, hace que los conteos por duplicado sean más exactos y eventos

como trancones o vehículos detenidos no afecten el conteo.

• La toma de datos se realizó en el formato que se muestra en el anexo ##

• Se repitió el conteo cada conteo se realizó por diferente persona.

10.2. Tránsito De Diseño

La planeación ideal para el estudio previo de la vía exige un conocimiento claro de las

condiciones actuales de los tramos como sus antecedentes, estructura, y el tránsito del mismo. En

el desarrollo de volumen vehicular se realizó de manera manual mediante formatos de campo que

permitieron establecer el tránsito promedio diario, los datos obtenidos se aportaron en periodos de

60 minutos y adquiriendo las cifras según los tipos de vehículos (Auto, Buses, Camiones tipo C2,

C3, C4, C5, >C5) que se movilizan por esta vía.

10.3. Descripción de Tránsito

A continuación, se presenta la composición del tráfico por tramos y días más transitados

en los 7 días que se realizó el aforo vehicular:

67

Tabla 2: Datos En El Sentido De La Vía Norte – Sur


En esta tabla 2 se recopilo la información de la toma de datos en el sentido de la vía norte – sur

de la vía a estudiar.

Grafica 2: Composición Del Tramo 1


En la gráfica se observa el aforo vehicular del tramo 1 donde se demuestra que el tránsito

promedio de 6132 automóviles es el que más predomina, esto es de esperarse debido al tipo de vía

que se está analizando, pero el transito promedio de los camiones es inversamente proporcional al

6132

29

2995

247

1162

7

91 64

85

24

1

10

100

1000

10000

1

TRAMO 1 (N-S)

Automovil Campero Camioneta MicrobúsBuseta Bus C2P C2GCamión C3 Tracto-Camión C2-S1 Camión C4 Tracto-Camión C3-S1

FECHA 0 AFORADOR

CONDICIONES CLIMATICAS NORMAL SENTIDO

PUNTO DE CONTROL

Camión 2

Ejes

Pequeño

Camión 2

Ejes

Grande

Tracto-

Camión

C2-S2

Automovil Campero Camioneta Microbús Buseta Bus C2P C2G Camión C3

Tracto-Camión

C2-S1

Camión

C4

Tracto-Camión

C3-S1

C5

06:00 - 07:00 544 5 212 23 70 4 12 12 1 2 2 2 0 889

07:00 - 08:00 530 2 286 13 89 0 2 6 1 0 0 0 0 929

08:00 - 09:00 635 2 296 17 113 0 2 2 2 0 0 1 0 1070

09:00 - 10:00 810 0 418 27 101 0 28 8 0 1 0 0 0 1393

10:00 - 11:00 955 11 464 52 181 1 18 10 2 0 0 1 0 1695

11:00 - 12:00 870 0 426 44 168 2 15 7 0 2 0 0 0 1534

12:00 - 13:00 889 4 440 30 230 0 8 17 1 0 0 0 0 1619

13:00 - 14:00 899 5 453 41 210 0 6 2 1 0 0 0 0 1617

TOTAL VEHICULOS 6132 29 2995 247 1162 7 91 64 8 5 2 4 0 10746

TOTAL

HORA

CONTEO VEHICULAR

PROYECTO: ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y PATOLÓGICO DE LA VÍA QUE PRESENTA FIGURACIÓN ASCENDENTE O DESCENDENTE EN LA CARPETA ASFÁLTICA EN LA CARREA 40 CON

CALLE 7 ENTRE LA CALLE 15 Y LA AVENÍA 40

NORTE - SUR

Buses

AGOSTO 07 DE 2017

PERIODO

Autos C3 Y C4

68

de los automóviles, predominado por el Camión de 2 ejes grande (C2G) con 91 son los que más

transitan por esta zona.

Grafica 3: Composición Del Tramo 2

Fuente: Elaboración Propia.

En la gráfica se observa el aforo vehicular del tramo 2 donde se observa un decrecimiento en los

automóviles y un crecimiento en los camiones; ese crecimiento se da por la conexión que tiene la

vía con la vía primaria Villavicencio – Bogotá y otras; donde el tránsito promedio de automóviles

es de 6126 automóviles y el transito promedio de los camiones aumento en este tramo de la vía.

Resumen de toma de datos del conteo vehicular

Tabla 3: Resumen De Toma De Datos Del Conteo Vehicular


6126

35

3120

203

11

109

42

8

3 4 42

1

10

100

1000

10000

TRAMO 2 (S-N)

Automovil Campero Camioneta MicrobúsBuseta Bus C2P Camión 2 Ejes GrandeCamión C3 Tracto-Camión C2-S1 Camión C4 Tracto-Camión C3-S1

Camión 2

Ejes

Pequeño

Camión 2

Ejes

Grande

Tracto-

Camión

C2-S2

Automovil Campero Camioneta Microbús Buseta Bus C2P C2GCamión

C3

Tracto-Camión

C2-S1

Camión

C4

Tracto-Camión

C3-S1

C5

06:00 - 07:00 1018 11 484 48 70 8 21 14 2 2 2 2 1 1683

07:00 - 08:00 1084 2 592 22 89 1 2 7 2 0 2 2 0 1805

08:00 - 09:00 1316 10 569 26 113 0 14 8 2 1 0 1 0 2060

09:00 - 10:00 1738 4 833 55 101 0 47 9 4 1 1 0 0 2793

10:00 - 11:00 1876 15 886 97 181 2 56 25 3 1 0 1 1 3144

11:00 - 12:00 1763 7 866 69 168 4 41 21 0 2 1 0 0 2942

12:00 - 13:00 1774 8 938 64 230 2 12 19 2 1 0 1 0 3051

13:00 - 14:00 1689 7 947 69 210 1 7 3 1 0 0 1 0 2935

TOTAL VEHICULOS 12258 64 6115 450 1162 18 200 106 16 8 6 8 2 20413

NUMERO TOTAL DE VEHICULOS POR HORA

TOTAL

HORAPERIODO

Autos C3 Y C4Buses

69

En esta tabla se recopilo la información de la toma de datos en los dos sentidos de la vía que se

estudió se puede reflejar en la hora que más transitan vehículos en el periodo de tiempo de las

12:00 a las 13:00 horas.

Tabla Resumen De Horas Pico Que Presenta La Vía

Tabla 4: Resumen De Hora Pico Que Presenta La Vía


Grafica 4: Porcentaje De Vehículos Por Semana

Fuente: Elaboración propia

20%

17%

16%17%

17%

7%6%

VEHICULOS SEMANA

LUNES

MARTES

MIÉRCOLES

JUEVES

VIERNES

SÁBADO

DOMINGO

Norte-Sur Sur-Norte

06:00 - 07:00 889 794 1683

07:00 - 08:00 929 876 1805

08:00 - 09:00 1070 990 2060

09:00 - 10:00 1393 1400 2793

10:00 - 11:00 1695 1449 3144

11:00 - 12:00 1534 1408 2942

12:00 - 13:00 1619 1432 3051

13:00 - 14:00 1617 1318 2935

VHMD 3144Veh/Hora

HORA 10:00 - 11:00

TPDi 2916,14

HORA

PICO

PERIODOSENTIDO Ambos

Sentidos

RESUMEN HORA PICO

LUNES 3973

MARTES 3445

MIÉRCOLES 3235

JUEVES 3448

VIERNES 3538

SÁBADO 1456

DOMINGO 1318

TOTAL 20413

SEMANATOTAL

VEHICULOS

70

En la siguiente grafica se representan del 100% de vehículos que transitan regularmente por cada día de la semana, demostrando así

la cantidad de vehículos que circulan el tramo a estudiar.

Tabla 5: Porcentaje De Vehículos Por Semana


Tabla 6: Tránsito Promedio Consolidado


Periodo

Autos

Buses

Cam

ión 2

Ejes

Pequeño

Cami

ón 2 Ejes

Grande

C3 Y C4

Trac

to-

Camión

C2-S2

Total

Auto

móvil

Campe

ro Camioneta

Micr

obús

Buse

ta Bus C2P C2G

Camió

n C3

Tracto-

Camión

C2-S1

Cam

ión C4

Tracto-Camión

C3-S1 C5

Lunes 2255 10 1040 122 434 4 52 45 6 3 1 1 0 3973

Martes 2284 9 1028 61 0 2 35 14 4 2 4 2 0 3445

Miércoles 1827 12 951 35 368 1 26 11 1 1 0 2 0 3235

Jueves 2239 13 1025 97 0 4 52 16 0 0 0 0 2 3448

Viernes 2050 7 1004 90 360 2 13 8 1 1 1 1 0 3538

Sábado 854 5 548 18 0 3 15 8 3 1 0 1 0 1456

Domingo 749 8 519 27 0 2 7 4 1 0 0 1 0 1318

TPDS

Auto

móvil

Campe

ro

Camionet

a

Micr

obús

Buse

ta Bus C2P C2G

Camión

C3

Tracto-

Camión

C2-S1

Camió

n C4

Tracto-

Camión

C3-S1

C5 TOTAL

12258 64 6115 450 1162 18 200 106 16 8 6 8 2 20413

71

Cam

ión

2

Ejes

Peq

ueño

Cam

ión

2

Ejes

Gra

nde

Trac

to-C

amió

n

C2-

S2

Aut

omov

ilC

ampe

roC

amio

neta

Mic

robú

sB

uset

aB

usC

2PC

2GC

amió

n

C3

Trac

to-C

amió

n

C2-

S1

Cam

ión

C4

Trac

to-C

amió

n

C3-

S1

C5

NO

RTE

-

SU

R61

3229

2995

247

1162

791

648

52

40

1074

6

SU

R -

NO

RTE

6126

3531

2020

30

1110

942

83

44

296

67

SEN

TID

O

Bus

esTO

TAL

AM

BO

S

SEN

TID

OS

AM

BO

S

SEN

TID

OS

2041

3

Aut

osC

3 Y

C4

Auto

mov

ilCa

mpe

roCa

mio

neta

Mic

robú

sBu

seta

Bus

C2P

C2G

Cam

ión

C3Tr

acto

-Ca

mió

n C2

-S1

Cam

ión

C4Tr

acto

-Ca

mió

n C3

-S1

C5

NO

RTE

- SUR

6132

2929

9524

711

627

9164

85

24

0

SUR

- NOR

TE61

2635

3120

203

011

109

428

34

42

110100

1000

1000

0

VOLUMEN

AFO

RO V

EHIC

ULA

R

Tabla

7:

Trá

nsi

to P

rom

edio

Conso

lidado

Fuen

te:

Ela

bora

ción p

ropia

72

Tabla 8: Factores de Equivalencia

Tabla 9: Distribución Del Tráfico En Función Del

Número De Carriles

Fuente: Association of State Highway and

Transportation Officials

Fuente: Instituto Nacional de Vías

Tabla 10: Distribución Porcentual Semanal


Tabla 11: Estudio De Diseño


Número de

Carril

%

Ocupación

2 50%

4 45%

6 40%

AASTHO

Tipo de

Vehiculo

Momp-

Ingeroute

Universidad

Del Cauca

(1996)

C-2 pequeño 1,14

1,48(prom.)

C-2 grande 2,4 3,44

C-3 2,4 3,76

C2 - S1 3,37

C4 3,67 6,73

C3 - S1 2,22

C2 - S2 3,42

C3 - S2(C5) 4,67 4,4

C3 - S3(C6) 5 4,72

Bus P-600 0,4

0,2(prom.)

Bus P-900 1

Buseta 0,05

Tabla 2.5

TPDi

B C

1180 346

A

1526

ESTUDIO DE TRANSITO PARA EL DISEÑO DE

PAVIMENTO

2916,14

BUSES C2-PEQUEÑO C2-GRANDE C3 Y C4 C5

1180 200 106 38 2

% 77,33% 13,11% 6,95% 2,49% 0,13%

Factor de

Equivalencia0,20 1,14 3,44 4,40 4,40

Factor Camión 15 24 11 1 66 0,66

Factor Bus 15

FCB Ponderado

CAMIONES

1526

100%

0,66

DISTRIBUCION PORCENTUAL TOTAL SEMANAL BUSES Y CAMIONES

TOTALES

73

Tabla 12: Factor Camión


Tabla 13: Proyección De Conteo Vehicular


Factor

Camión

100% A B C C2P C2G C3-

C4 C5

20413

18887 1180 346 200 106 38 2

92,52% 5,78% 1,69% 0,98% 0,52% 0,19% 0,01%

F.C =

0,164

tasa de

creimiento 14,20%

año TPD X X̂ 2 X*Y Y 2̂ Log y y´ x*y´ y´ 2̂

1 2916,14 0 0 0 8503889 3,465 0,000 12,005

2 3330,23514 1 1 3330,235143 11090466 3,522 3,522 12,408

3 3803,12853 2 4 7606,257066 14463787 3,580 7,160 12,817

4 4343,17278 3 9 13029,51835 18863150 3,638 10,913 13,234

5 4959,90332 4 16 19839,61328 24600641 3,695 14,782 13,657

6 5664,20959 5 25 28321,04796 32083270 3,753 18,766 14,086

7 6468,52735 6 36 38811,16412 41841846 3,811 22,865 14,522

8 7387,05824 7 49 51709,40767 54568629 3,868 27,079 14,965

9 8436,02051 8 64 67488,16406 71166442 3,926 31,409 15,415

10 9633,93542 9 81 86705,41878 92812712 3,984 35,854 15,871

11 11001,9542 10 100 110019,5425 121042997 4,041 40,415 16,333

12 12564,2318 11 121 138206,5493 157859920 4,099 45,090 16,803

13 14348,3527 12 144 172180,2319 205875224 4,157 49,882 17,279

14 16385,8187 13 169 213015,6436 268495056 4,214 54,788 17,762

15 18712,605 14 196 261976,47 350161586 4,272 59,810 18,251

16 21369,7949 15 225 320546,9237 456668135 4,330 64,947 18,747

17 24404,3058 16 256 390468,8926 595570141 4,387 70,199 19,250

18 27869,7172 17 289 473785,1926 776721137 4,445 75,567 19,759

19 31827,2171 18 324 572889,907 1012971745 4,503 81,050 20,275

20 36346,6819 19 361 690586,9556 1321081283 4,560 86,649 20,798

21 41507,9107 20 400 830158,2141 1722906651 4,618 92,363 21,327

22 47402,034 21 441 995442,7145 2246952829 4,676 98,192 21,863

23 54133,1229 22 484 1190928,703 2930394990 4,733 104,136 22,406

24 61820,0263 23 529 1421860,605 3821715652 4,791 110,196 22,955

25 70598,47 24 576 1694363,281 4984143971 4,849 116,371 23,511

suma 547235 300 4900 9793271 21342556150 103,920 1322,007 436,298

tendencia exponecial

a -7893,3 a 3,46

b 2481,9 b 0,06

r 0,92 r 1,000

tendencia lineal

proyeccion de conteo vehicular

74

Tabla 14: Resultado De Peso Por Eje De La Vía


De esta manera podemos visualizar que la vía está diseñada para una duración de 20 años de

servicio para un tráfico de vehicular de carga de 1,77E+06 por eje de 8,2 toneladas.

Formulas Necesarias Para El Análisis De Deflexión Por El Método De La Viga

Benkelman

Estas fórmulas aquí expuestas están estructuradas para el entendimiento al lector de del proceso

de análisis que se dio a este proyecto en especial.

11.1. Análisis de deflexiones

Luego de la selección y si es preciso la división del sector, se procede a evaluar estadísticamente

los sectores encontrados. Construyendo de cada sector una muestra estadística de las lecturas de

deflexiones echas, la n (cantidades de datos tomados), que constituyen cada sección, el valor de la

deflexión promedio se determina mediante la siguiente expresión:

𝑫 =∑𝒊=𝟏𝑵 𝒅𝒊

𝑵

Donde:

D: valor promedio de la deflexiones

d: deflexión

N: número de deflexiones

Si dentro de los análisis se encuentra que un número individual de deflexión se aparta

notoriamente de los demás datos es posible descartarse, por se deberá analizar cuidadosamente

cual es la causa de esta anomalía. Si existe esta verificación se realiza el descarte. Para el presente

estudio al no conocer la razón por la cual hay anomalías, no se descarta ningún valor y se procede

a realizar la recomendación dejándolo en monitoreo.

TPD A B Dias Año r n(Años) FC N

2916,14 0,07 0,45 365 1,00 21 = 1,77E+06

75

Posteriormente se determina la deflexión característica se encuentra la desviación estándar por

medio de la siguiente ecuación:

𝑺 = √∑𝒊=𝟏𝑵 (𝑫 − 𝒅𝟏)𝟐

𝑵− 𝟏

Con este valor se determina la deflexión característica de cada sector determinado DC

DC =D + m*s

Donde el valor de m esta dado en función de la confianza que se requiera dar al análisis, y se

encuentra relacionada en la siguiente tabla. Para el presente informe se tomó un nivel de confianza

de 90% por consideración de una vía principal.

Tabla 15: Nivel De Confianza

Nivel De Confianza Valor (m

50 0

85 1

90 1,28

95 1,65

100 2


Posteriormente se encuentra la variación denominada Cv mediante la siguiente expresión.

Según la metodología, se describe que este valor sea inferior al 30 %

𝑪𝒗 =𝑺

𝑫∗ 𝟏𝟎𝟎

Donde:

D: valor promedio de la deflexión

S: Desviación estándar

Por medio de estudios y literatura, se ha comprobado que las temperaturas del pavimento, en

especial cuando las capas son de un espesor considerable varia, por lo cual es necesario aplicar

algún factor de corrección, estas lecturas fueron convertidas a valores de deflexión. Expresadas en

76

centésimas de milímetro, por medio de su multiplicación por la constante de la viga, que para este

caso es de 4 (cuatro).

La expresión empleada para la corrección de las deflexiones por temperatura fue:

𝑭𝒄𝒕 =𝟏

𝟏 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟖 ∗ 𝑯 ∗ (𝑻 − 𝟐𝟎)

Donde:

Fct: Factor de corrección de temperatura

T: Temperatura del pavimento en el momento del ensayo

H espesor promedio de las capas asfálticas del segmento de vía en cm

Esta expresión es válida para temperaturas menores o iguales a 40°c

La deflexión corregida a 20 ° c se determina mediante la siguiente expresión:

Dc20 = Dc*Fct

11.2. Deflexión Admisible, Dadm

La deflexión característica se debe comparar con la admisible, la cual depende directamente del

tránsito que soportara la estructura del pavimento, para el presente informe se revisó la deflexión,

por medio de dos mitologías que se describen a continuación:

INVIAS: Datm = 26.32202*(N)-0,2438

Método checoslovaca: Datm = 803.5*(N)-0,16

Donde:

Datm: Deflexiones admisibles por cantidad de transito

N: tránsito en ejes equivalentes de 8,2 toneladas. Para el periodo de diseño.

77

11.3. Radio De Curvatura

El radio de curvatura permite determinar la magnitud de la deformación lineal por tracción que

sufren las capas asfálticas al reflexionar bajo la acción de las cargas del tránsito. Mediante el

método de los franceses se tiene que:

𝑹𝒄 =𝟔𝟐𝟓𝟎

𝟐 ∗ (𝑫𝟎 −𝑫𝟐𝟓)

Donde:

R: radio de curvatura en metros

d0: deflexión máxima observada en centésimas de milímetro

d25: deflexión a 25 cm del punto de deflexión máxima en centésimas de milímetro

11.4. Metodología

En la metodología desarrollada se aplican tres tipos de investigación, los cuales se van

Desarrollando de la siguiente manera:

• En la primera parte del proyecto tendrá una investigación descriptiva y de movilidad

aplicada en la metodología de inspección del INVIAS.

• En la segunda parte del proyecto se aplica investigación experimental que está

enmarcada en el ensayo de la metodología de la viga Benkelman.

• Por última se utiliza la investigación analítica, a partir de los resultados obtenidos

realizándose un análisis comparativo. Estos resultados determinan el estado actual de la

vía, resumido en porcentaje de daño y sus deflexiones.

Las etapas de la investigación son las siguientes:

Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles, ministerio de transporte instituto

nacional de vías.

El manual contiene una serie de herramientas prácticas que pueden ser empleadas por los

ingenieros, a fin de obtener un informe de los daños encontrados durante la inspección visual, que

permita identificar el tipo, la magnitud y severidad de los mismos, así como la localización y los

sectores de vía más afectados, de acuerdo con la intervención realizada por cada proyecto.

78

El fin de la inspección de pavimentos es determinar el porcentaje de área de pavimento

afectado, estableciendo los tipos de daño que se presentan, su extensión, severidad y recurrencia;

factores que orientan al ingeniero en el momento de definir las posibles causas de los daños o de

programar actividades de campo y de laboratorio para su estudio.

Para capturar los datos correspondientes a los daños del pavimento durante la inspección visual,

se desarrolló un formato que permite registrar los tipos de deterioro especificando cada daño con

su severidad y dimensiones características (longitud y ancho en la mayoría de los casos).

Medida de la deflexión de un pavimento empleando dispositivo de carga estática no

continua, viga benkelman (i.n.v. e – 795 – 07).

El ensayo permite determinar la deflexión vertical y puntual de una superficie del pavimento

bajo la acción de una carga normalizada, A tal fin se utiliza un camión, tamaño de llantas,

espaciamiento entre ruedas duales gemelas de un eje simple y la presión de inflado están

normalizadas.

TRABAJO DE CAMPO

12.1. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

Equipos:

• Cinta métrica

• Formatos para toma de datos

• Cámara fotográfica

• Tiza

• Procedimiento

Inicialmente se establecen tramos abscisa dos cada cien (100) metros por carril, con el fin de

facilitar la toma de muestras.

Realizamos el levantamiento tomando muestra fotográfica y registrando los datos de las

patologías presentes en el formato para la evaluación del pavimento flexible el cual es una

adecuación del formato original que se encuentra en el manual para la inspección visual de

pavimentos flexibles.

79

Tabla 16: Formato Para La Evaluación Del Pavimento Flexible, Abscisado De La Vía

Territorial: Levantado Por: Concesión: Pr Inicial:

Código De La Vía: Parte no. 1 mtto integral: Pr final:

Nombre De La Vía: Fecha: a.m.v: hoja: de

PATOLOGIA

Aclaraciones Carril Tipo Sever Daño Reparacion Foto largo

(m)

ancho

(m)

largo

(m)

ancho

(m)

Part

e

No

.

2

Parte No. 3

NÚMERO DE CALZADAS: Parte No. 4

NÚMERO DE CARRILES POR CALZADA:

ANCHO DE CARRIL: ANCHO DE BERMA:

COMENTARIOS:

Parte No. 5


A continuación, se explica la forma correcta de llenar el formato para la evaluación del

pavimento flexible.

80

• Parte 1 – Información General. Permite capturar la información general de la vía, el

territorio a la que pertenece, el código y el nombre de la vía. Posee la opción estudio

comparativo de las metodologías aplicadas en el manual de inspección visual del

INVÍAS, donde se indicar con una “X” si la vía pertenece a una concesión, un corredor

de mantenimiento integral o si está a cargo de administradores viales (siglas A.M.V.).

Adicionalmente se debe registrar la fecha del levantamiento (día – mes – año), el

contrato que se está revisando (Contrato No. y año), el nombre de quien realiza el

levantamiento y el número de la hoja correspondiente.

• Parte 2 – Deterioros. Esta sección pertenece a la parte del formato donde se registra la

información de campo correspondiente a los daños encontrados. Además de registrarse

la información sobre los tipos de deterioro, en esta sección se registran las abscisas cada

100 m, de tal forma que la verificación de la información levantada pueda realizarse de

manera fácil.

• Parte 3 – Aclaraciones. En esta sección del formato deben registrarse todos los detalles

adicionales encontrados durante la inspección en cada sitio, teniendo en cuenta los datos

adicionales que deben reportarse según los daños encontrados, de acuerdo con lo

establecido.

• Parte 4 – Geometría de la vía. En la parte inferior de la primera página se solicita

información acerca de la geometría de la vía, tal como:

- Número de calzadas

- Número de carriles por calzada

- Ancho de carril

- Ancho de berma

• Parte 5 – Comentarios. Se ha dispuesto de un campo para comentarios en el que se puede

registrar cualquier información adicional que el ingeniero considere importante, tal

como problemas generalizados en el pavimento, características especiales del terreno,

información relevante suministrada por los habitantes del sector, etc.

• Parte 6 –Toma de datos especial. Para el análisis de las fisuras longitudinales, fisuras

transversales, fisuras en juntas de construcción, fisuras por reflexión de juntas de

pavimentos rígidos y fisuras de borde; la longitud registrada debe multiplicarse por un

ancho de referencia de 0,6 m, con el fin de manejar unidades consistentes en cuanto al

81

área de daño. Este procedimiento se realiza consecutivamente y una vez alcanzada la

abscisa Pr 2+000, se procede a realizar el levantamiento del otro carril de la misma

manera.

12.2. Descripción Del Proceso De La Toma De Del Conteo Vehicular

12.2.1. Equipos:

• Volqueta

• Viga Benkelman de doble brazo

• Flexómetro

• Dos (2) Diales

• Decámetro

• Termómetro

• Barreno

• Tiza

• Formato para toma de datos

• Conos de señalización

12.2.2. Procedimiento

• En campo se procede a marcar la distancia entre puntos de evaluación, lo cuales estarán

ubicados cada 100 metros, tomando como posición inicial el punto en el cual se dio

inicio al levantamiento de la Inspección Visual de Pavimentos Flexibles.

Ilustración 45: Replanteamiento de los puntos


82

• La carga de este ensayo será aplicada por una volqueta de eje simple de ruedas gemelas

la cual fue cargada con arena seca de la Mina del Rio Guatiquia, esta fue pesada hasta

obtener la carga de 80 KN (18000 lbf) en el eje simple trasero.

Ilustración 46: Carga Aplicada Al Ensayo


• Se arma la viga Benkelman doble brazo, comenzando por los tres tramos de la palanca

de medida. Luego se coloca el nivel y finalmente los deformímetros. Se comprueba que

los diales no tengan obstrucción de movimiento lo cual garantiza el buen

funcionamiento de estos.

Ilustración 47: Carga Aplicada Al Ensayo


83

• El punto del pavimento a ser ensayado deberá ser marcado convenientemente con una

línea transversal al camino. Sobre dicha línea será localizado el punto de ensayo a una

distancia a 90 cm del borde de la vía teniendo en cuenta el ancho de la calzada.

Tabla 17: Distancia Del Punto De Ensayo Desde El Borde Del Pavimento Para Determinar

El Ancho El Carril.

Fuente: Medida De La Deflexión De Un Pavimento Empleando Dispositivo De Carga

Estática No Continua, Viga Benkelman

Ilustración 48: Localización Del Punto De Ensayo


84

• La rueda dual externa del camión se deberá colocar sobre el punto seleccionado; para la

correcta ubicación de la misma, se deberá colocar en la parte trasera externa del camión

una guía vertical en correspondencia con el eje de carga. Desplazando suavemente el

camión, se hace coincidir la guía vertical con la línea transversal de modo que

simultáneamente el punto quede entre ambas llantas de la rueda dual.

• Se coloca la viga sobre el pavimento, detrás del camión, perpendicularmente al eje de

carga, de modo que la punta de prueba del brazo coincida con el punto de ensayo y la

viga no roce contra las llantas de la rueda dual.

Ilustración 49: Posición De La Viga Respecto Al Eje Trasero De La Volqueta


• Se pondrá el dial del extensómetro en cero, se hace avanzar suave y lentamente el

camión hasta que el indicador del dial ya no tenga movimiento se procederá a tomar una

lectura final, la cual será registrada en el formato que se muestra a continuación, el cual

fue diseñado teniendo en cuenta los datos que arroja el ensayo.

85

LEVANTA

DO POR:

FECHA:

CONCESIÓN: MTTO INTEGRAL:

A.M.V: DE

Abscisa Punto D25 D

0

OBSERVACIONES

NÚMERO DE CALZADAS:

NÚMERO DE CARRILES POR CALZADA:

ANCHO DE CARRIL:

ANCHO DE

ERMA:

COMENTARIOS:

Tabla 18: Formato Para El Ensayo De La Viga Benkelman


86

• Con el fin de medir la temperatura del pavimento se practica un orificio (antes de

comenzar el ensayo y simultáneamente con el trazado de la línea), de 20 a 50 mm de

profundidad y 10mm de diámetro, aproximadamente, emplazado sobre la línea paralela

al eje del camino, que pasa por el punto de determinación de la deflexión y a 500 mm

del mismo, en el sentido de avance del camión. Se llena con glicerina o aceite, a no

menos de 10 minutos antes de iniciar el ensayo, se inserta el termómetro y se lee la

temperatura, retirando el mismo antes del desplazamiento del camión. El rango de

temperatura de trabajo deberá quedar dentro de los siguientes límites: Límite inferior

5ºC y Límite superior 35º C.

Ilustración 50: Toma De Temperatura De La Vía En Análisis


12.2.3. Evaluación De Resultados Obtenidos

• Se calcula el porcentaje de daño de la vía por cada una de las patologías que afecten a

la misma.

• Se grafican los grados de severidad de los tramos representativos sobre la vía objeto de

evaluación.

• Se determina las deflexiones del pavimento en cada uno de los puntos evaluados de la

vía.

87

12.2.4. Descripción Del Proceso De La Toma De Testigos

• Se localiza el equipo a no menos de 60 cm de los bordes de la franja que se desea

controlar, siendo preferible colocarlo dentro del tercio central de ella. Antes de extraer

un testigo del pavimento se debe verificar que éste se encuentre limpio y despejado.

• Se extraen los testigos. Para que la extracción de un testigo resulte eficiente es

indispensable tener presente las siguientes precauciones:

• Las brocas deben ser las adecuadas respecto a calidad y dimensiones para el tipo de

trabajo a realizar y deben encontrarse en buenas condiciones. Normalmente para

pavimentos de concreto hidráulico se usan brocas de (6”) de diámetro y para pavimentos

de asfalto de (4”).

• El equipo deberá asentarse sobre la superficie, de forma que la broca se apoye

perpendicularmente sobre ella y los dispositivos de fijación aseguren la estabilidad

durante la extracción.

• Se inicia el corte a baja velocidad y presión moderada, hasta que los dientes de la broca

hayan penetrado en el elemento a muestrear. Una vez alcanzada esa condición, se

aumenta la velocidad y la presión hasta los niveles normales para un adecuado

rendimiento. Se deben mantener esos niveles constantes durante todo el tiempo que dure

la extracción, de manera que se asegure una geometría uniforme en el testigo.

• En las extracciones en pavimentos asfálticos, se debe verifica que la temperatura

superficial no sea demasiado alta, para evitar que el testigo se disgregue durante la

operación.

Ilustración 51: Proceso Y Equipos Que Se Utilizaron En Campo


88

• Se realiza la gráfica del perfil de deflexiones y radio de curvatura de los tramos

representativos sobre la vía objeto de evaluación.

• Se analizan los resultados obtenidos con el fin de analizar si existe relación de las

metodologías aplicadas en este estudio para pavimentos flexibles.

12.2.5. Datos Obtenidos

Durante el desarrollo del método de inspección visual, fueron identificadas las diferentes

patologías sobre la vía objeto de estudio y se lograron determinar las fisuras más representativas

constantes las cuales son relacionadas a continuación indicando la abscisa y el grado de severidad

de cada una.

Tabla 19: Datos Tomados En El Sentido De La Vía De Norte A El Sur (De La Calle 15 A La

Avenida 40).


6,4

DESDE HASTA B M A B M A B M A B M A B M A B M A

1 0 100 640 0,06 0,06 0,01%

2 100 200 640 0,141 0,141 0,02%

3 200 300 640 0,029 0,5358 0,5648 0,09%

4 300 400 640 60 60 9,38%

5 400 500 640 0,267 0,662 122,28 123,209 19,25%

6 500 600 640 190,8 190,784 29,81%

7 600 700 640 0,42 0,594 14,4 0,222 15,636 2,44%

8 700 800 640 174 2,85 176,85 27,63%

9 800 900 640 16 16 2,50%

10 900 1000 640 0,946 0,946 0,15%

11 1000 1100 640 71,5 71,5 11,17%

12 1100 1200 640 0,064 0,064 0,01%

13 1200 1300 640 0 0,00%

8320 655,7548 7,88%

0,449 175 2,1438 0 0 0 0,141 0 0 0 0 0 17,25 209,78 250,8 0,222 0 0

0,01% 2,10% 0,03% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,21% 2,52% 3,01% 0,00% 0,00% 0,00%

0

0,00%

ABSCISA AREA

TRAMO

EN M2

FL

Area total afecatada por severidad

y por daños en m2

Area total afecatada por daños en

m2

Peso del daño dentro del area

inspeccionada según severidad en

177,5778

FT %AFECTACIO

N POR

TRAMO

Area total de inspecion (m2)

FMLTOTAL

TRAMO

0,00%

Ancho de la calzada DAÑOS EN EL PAVIMENTO (FISURAS )

0,222

peso total de daño dentro del area

de inspeccionada (%)2,13% 0,00% 0,00% 5,74%

0,141 0 477,814

PCFCL FJL

89

Grafica 5: En Esta Grafica Se Observa Los Picos Más Altos Y Bajos De Área Afectada De La

Vía Auscultada.


90

Tabla 20: Daños En El Pavimento Por Deformaciones


Grafica 6: En esta grafica se observa los picos más altos y bajos de área según su severidad.


6,4

DESDE HASTA B M A B M A B M A

1 0 100 640 0 0,00%

2 100 200 640 0,936 0,936 0,15%

3 200 300 640 0 0,00%

4 300 400 640 0 0,00%

5 400 500 640 0,43 0,43 0,07%

6 500 600 640 0 0,00%

7 600 700 640 0 0,00%

8 700 800 640 0 0,00%

9 800 900 640 63 14,04 77,04 12,04%

10 900 1000 640 0 0,00%

11 1000 1100 640 0 0,00%

12 1100 1200 640 0 0,00%

13 1200 1300 640 0 0,00%

8320 78,406 0,94%

0,43 0 0 0 0 63 0 14,98 0

0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,76% 0,00% 0,18% 0,00%

Ancho de la calzada DAÑOS EN EL PAVIMENTO (DEFORMACIONES )

TRAMO

ABSCISA AREA

TRAMO

EN M2

OND ABTOTAL

%AFECTACI

ON POR

TRAMO



y por daños en m2


m20,43 63 14,976

AHU

Area total afectada y porcentaje de afectacion


de inspeccionada (%)5,16827E-05 0,007572115 0,0018



91

Tabla 21: Daños En El Pavimento Superficiales Y Deterioro De La Capa.


Grafica 7: Según El Daño Por Tramo.


6,4

DESDE HASTA B M A B M A B M A B M A

1 0 100 640 0 0,00%

2 100 200 640 0,029 1,4 1,429 0,22%

3 200 300 640 9 3,3 361,5 361,5 56,48%

4 300 400 640 0,819 0,819 0,13%

5 400 500 640 0 0,00%

6 500 600 640 0 0,00%

7 600 700 640 20,6 4,6 4,6 0,72%

8 700 800 640 500 0,005 500 78,13%

9 800 900 640 0 0,00%

10 900 1000 640 0 0,00%

11 1000 1100 640 13,44 13,44 2,10%

12 1100 1200 640 19,2 19,2 3,00%

13 1200 1300 640 0 0,00%

8320 901 10,83%

9 20,6 3,3 0,029 361,5 0 520 4,605 0 1,4 13,44 0

0,11% 0,25% 0,04% 0,00% 4,34% 0,00% 6,25% 0,06% 0,00% 0,02% 0,16% 0,00%

TOTAL

%AFECT

ACION

POR

Area total de inspecion

(m2)

TRAMO

ABSCISA AREA

TRAMO EN

M2

DSU DC BCH

Area total afectada y porcentaje

de afectacion

Ancho de la calzada

PA

DAÑOS EN EL PAVIMENTO (DAÑOS SUPERFICIALES Y DETERIORO DE CAPA

Area total afecatada por severidad y

por daños en m2

Area total afecatada por daños en m2 361,529 524,6235 14,8432,9


de inspeccionada (%)4,3453% 6,3056% 0,1784%



0,3954%

92

Tabla 22: Datos Tomados En El Sentido De La Vía Sur A El Norte (De La Avenía 40 A La Calle

15).


Grafica 8: Se Observa Los Picos Más Altos Y Bajos De Área Afectada De La Vía Auscultada.


6,4

DESDE HASTA B M A B M A B M A B M A B M A

1 0 100 640 0 0,00%

2 100 200 640 300 300 46,88%

3 200 300 640 300 300 46,88%

4 300 400 640 81,3 81,3 12,70%

5 400 500 640 0 0,00%

6 500 600 640 0 0,00%

7 600 700 640 101,4 101,36 15,84%

8 700 800 640 0,035 0,035 0,01%

9 800 900 640 0 0,00%

10 900 1000 640 120,1 120,05 18,76%

11 1000 1100 640 0,081 0,232 0,313 0,05%

12 1100 1200 640 4,307 0,148 24,48 28,935 4,52%

13 1200 1300 640 1,418 0,237 1,655 0,26%

8320 933,65 11,22%

5,806 120,7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 807,1 0

0,07% 1,45% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 9,70% 0,00%

0

807,14

Ancho de la calzada DAÑOS EN EL PAVIMENTO (FISURAS )

TRAMO

ABSCISA AREA

TRAMO EN

M2

FL FT FCL FJL PCTOTAL

%AFECTA

CION

POR


0 0,097012019

Area total afecatada por severidad y por daños en m2

Area total afecatada por daños en m2 126,50795 0 0 0


inspeccionada según severidad en (%)peso total de daño dentro del area de

inspeccionada (%)0,015205282 0

93

Tabla 23: Daños En El Pavimento


Gráfica 9: Afectación Por Tramo


6,4

DESDE HASTA B M A B M A B M A B M A

1 0 100 640 0 0,00%

2 100 200 640 300 300 46,88%

3 200 300 640 300 300 46,88%

4 300 400 640 81,3 81,3 12,70%

5 400 500 640 0 0,00%

6 500 600 640 0 0,00%

7 600 700 640 0 0,00%

8 700 800 640 0 0,00%

9 800 900 640 0 0,00%

10 900 1000 640 0 0,00%

11 1000 1100 640 0 0,00%

12 1100 1200 640 0 0,00%

13 1200 1300 640 0 0,00%

8320 681,3 8,19%

0 0 0 0 0 0 0 81,3 0 300 300 0

0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,98% 0,00% 3,61% 3,61% 0,00%

Ancho de la calzada DAÑOS EN EL PAVIMENTO (DEFORMACIONES )

TRAMO

ABSCISA AREA

TRAMO EN

M2

OND AB HUNAHU

0,009771635

TOTAL

%AFECTACIO

N POR

TRAMO


inspeccionada según severidad en (%)peso total de daño dentro del area de

inspeccionada (%)0 0 0,072115385

Area total de inspecion (m2) Area total afectada y porcentaje de afectacion

Area total afecatada por severidad y

por daños en m2

Area total afecatada por daños en m2 0 0 60081,3

94

Tabla 24: Daños En El Pavimento Superficiales Y En La Capa Estructural.


Grafica 10: Afectación Por Tramo


6,4

DESDE HASTA B M A B M A B M A

1 0 100 640 400,1 336,6 736,6 115,09%

2 100 200 640 300 300 46,88%

3 200 300 640 300 300 46,88%

4 300 400 640 81,3 81,3 12,70%

5 400 500 640 310 310 48,44%

6 500 600 640 63,24 0,03 38,4 101,67 15,89%

7 600 700 640 0,03 0,03 0,00%

8 700 800 640 640 640 100,00%

9 800 900 640 217,6 0,0108 217,6108 34,00%

10 900 1000 640 0,28 0,28 0,04%

11 1000 1100 640 0 0,00%

12 1100 1200 640 0 0,00%

13 1200 1300 640 0,014 0,0144 0,00%

8320 2687,505 32,30%

773,3 857,6 0 681,6 0 0 0 375 0,0108

9,29% 10,31% 0,00% 8,19% 0,00% 0,00% 0,00% 4,51% 0,00%


m21630,89 681,6244 374,9908

Ancho de la

calzada

TRAM

O

ABSCISA AREA

TRAMO

EN M2

DSU DC BCH

DAÑOS EN EL PAVIMENTO (DAÑOS SUPERFICIALES Y DETERIORO DE CAPA ESTRUCTURAL )

TOTAL %AFECTACION

POR TRAMO

Area total de inspecion (m2) Area total afectada y porcentaje de afectacion


y por daños en m2


inspeccionada según severidad en peso total de daño dentro del area

de inspeccionada (%)0,196020433 0,08192601 0,04507101

95

Durante el desarrollo del método de inspección de movilidad, fueron identificados los diferentes

comportamientos de tráfico sobre la vía objeto de estudio y se lograron determinar el tráfico más

representativo, y constantes lo cual son relacionados a continuación indicando la abscisa.

12.3. Resultados De Metodología Viga Benkelman

Datos tomados en el sentido de la vía de norte al sur (de la calle 15 a la avenida 40)

Tabla 25: Recolección De Datos De Viga Benkelman


Nota:

• Los parámetros de los datos son desproporcionados en toda la vía.

• La temperatura de la vía entre las 4:30 am a 10 am fue un poco alta y muestran un

comportamiento poco variado.

Tabla 26: Análisis Y Corrección De Los Datos De Viga Benkelman


TEMPERATUR

A

abscisa D25 D0 D25 D0 °C

K+200 0,6 0,5 0,2 0,1 25

K+300 0,36 0,34 24

K+400 0,3 0,61 24

K+500 0,1 0,7 24

K+600 0,3 0,8 24

K+700 0,3 0,5 24

K+800 0,15 0,7 24

K+1000 0,14 0,1 25

K+1200 0,13 0,58 25

K+1400 0,11 0,75 23

HUELLA EXTERNA

lectura de 1/100mm

HUELLA INTERNA Obcervacion

es

Rc

abscisa medida corr medida corr medida corr (m)

K+200 5,08 5 1,016 1 6,096 6 -3125,00

K+300 3,4544 3 0 0 3,6576 4 -3125,00

K+400 6,1976 6 0 0 3,048 3 1041,67

K+500 7,112 7 0 0 1,016 1 520,83

K+600 8,128 8 0 0 3,048 3 625,00

K+700 5,08 5 0 0 3,048 3 1562,50

K+800 7,112 7 0 0 1,524 2 625,00

K+1000 1,016 1 0 0 1,4224 1 0,00

K+1200 5,8928 6 0 0 1,3208 1 625,00

K+1400 7,62 8 0 0 1,1176 1 446,43

HUELLA INTERNA

deflexion cada 1/100 m

D25

radio de curvatura

Obcervaciones

HUELLA EXTERNA

96

Tabla 27: Análisis Estadístico Y Resumen De Los Datos De Viga Benkelman


abscisadeflexion

cada 1/100 mRc (m)

K+200 5 -3125,00

SECTOR: 1 K+200 K+1400 K+300 3 -3125,00

DATOS

ESTADISTICOS

DEFLEXIO

N

(1/100M)

RC (M) K+400 6 1041,67

PROMEDIO 5,6 -80,36 K+500 7 520,83

DESVIACCION

ESTANDAR 2,2 1654,5 K+600 8 625,00

MODA 5 625 K+700 5 1562,50

MAXIMA 8 1562,50 K+800 7 625,00

MINIMA 1 -3125 K+1000 1 0,00

DEFLECCION

CARACTERISTI

CA A (1/100M)

10,3 2136,7 K+1200 6 625,00

DEFLEXION

CARACTERISTI

CO

8,443022 2037,37 K+1400 8 446,43

VARIANZA

DENOMINADA

(D.V)

39,66269 -2058,9

DEFLEXION

ADMISIBLE

(METODO DE

INVIAS)

9,18E-02

DEFLEXION

ADMISIBLE

(METODO DE

CHESCOLOVA

CA)

1,96E+01

ANALISIS ESTADISTICO Y GRAFICO

DE VARIACION DE LA DEFLEXION Y

EL RADIO DE CURVATURA DEL

CENTIDO

TABLA RESUMEN

TABLA PARA ASUMIR

COEFICIENTE DE CONFIANZA

97

Tabla 28: Parámetros Que Evalúa La Capacidad De La Estructura Según El INVIAS.


• Para este Proyecto se asume que el transito que soporta la vía es de 12.000.000 de ejes

de 8,2 toneladas.

Grafica 11: Deflexión De La Vía Vs Abscisa


R² = 0,0273

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

DEF

LEX

ION

ABSCISA

deflexion cada 1/100 m

PROMEDIO

MINIMA

MAXIMA

Lineal (deflexion cada 1/100m)

98

Grafica 12: Radio De Curvatura De La Vía Vs Abscisa


Tabla 29: Recolección De Datos De Viga Benkelman

Datos tomados en el sentido de la vía de sur al norte (de avenida 40 a la calle 15).


R² = 0,3645

-4000,00

-3000,00

-2000,00

-1000,00

0,00

1000,00

2000,00

K+200 K+300 K+400 K+500 K+600 K+700 K+800 K+1000 K+1200 K+1400

RA

DIO

DE

CU

RV

ATU

RA

ABSCISA

Rc (m)

PROMEDIO

MINIMA

MAXIMA

Lineal (Rc (m))

TEMPERATUR

A

abscisa D25 D0 D25 D0 °C

K+200 0,13 0,78 0,5 0,3 23

K+300 0,51 0,46 24

K+400 0,32 0,75 24

K+500 0,31 0,55 26

K+600 0,51 0,3 26

K+700 0,21 0,955 26

K+800 0,21 0,56 26

K+1000 0,51 0,86 26

K+1200 0,27 0,41 26

K+1400 0 0,26 27

lectura de 1/100mm

HUELLA EXTERNA HUELLA INTERNA Obcervacion

es

99

Nota:

• Los parámetros de los datos son desproporcionados en toda la vía,

• La temperatura de la vía entre las 4:30 am a 10 am fue un poco alta y muestran un

comportamiento poco variado

Tabla 30: Análisis Y Corrección De Los Datos De Viga Benkelman


Rc

abscisa medida corr medida corr medida corr (m)

K+200 7,9248 8 3,048 3 1,3208 1 446,43

K+300 4,6736 5 0 0 5,1816 5 0,00

K+400 7,62 8 0 0 3,2512 3 625,00

K+500 5,588 6 0 0 3,1496 3 1041,67

K+600 3,048 3 0 0 5,1816 5 -1562,50

K+700 9,7028 10 0 0 2,1336 2 390,63

K+800 5,6896 6 0 0 2,1336 2 781,25

K+1000 8,7376 9 0 0 5,1816 5 0,00

K+1200 4,1656 4 0 0 2,7432 3 3125,00

K+1400 2,6416 3 0 0 0 0 1041,67

HUELLA EXTERNA HUELLA INTERNA D25

Obcervaciones

deflexion cada 1/100 m radio de curvatura

100

Tabla 31: Análisis Estadístico Y Resumen De Los Datos De Viga Benkelman


abscisadeflexion

cada 1/100 mRc (m)

K+200 8 446,43

SECTOR: 1 K+200 K+1400 K+300 5 0,00

DATOS

ESTADISTICOS

DEFLEXIO

N

(1/100M)

RC (M) K+400 8 625,00

PROMEDIO 6,2 588,91 K+500 6 1041,67

DESVIACCION

ESTANDAR 2,5 1167,2 K+600 3 -1562,50

MODA 8 0 K+700 10 390,63

MAXIMA 10 3125,00 K+800 6 781,25

MINIMA 3 -1562,5 K+1000 9 0,00

DEFLECCION

CARACTERISTI

CA A (1/100M)

11,4 2346,7 K+1200 4 3125,00

DEFLEXION

CARACTERISTI

CO

9,381457 2082,97 K+1400 3 1041,67

VARIANZA

DENOMINADA

(D.V)

40,08893 198,201

DEFLEXION

ADMISIBLE

(METODO DE

INVIAS)

9,18E-02

DEFLEXION

ADMISIBLE

(METODO DE

CHESCOLOVA

CA)

1,96E+01

TABLA PARA ASUMIR

COEFICIENTE DE CONFIANZA

TABLA RESUMEN

ANALISIS ESTADISTICO Y GRAFICO

DE VARIACION DE LA DEFLEXION Y

EL RADIO DE CURVATURA DEL

CENTIDO

101

Tabla 32: Parámetros Que Evalúa La Capacidad De La Estructura Según El INVIAS.


• Para este proyecto se asume que el transito que soportaría la vía es de 12.000.000 de

ejes de 8,2 toneladas.

Grafica 13: Deflexión De La Vía Vs Abscisa


R² = 0,0872

0

2

4

6

8

10

12

DEF

LEX

ION

ABSCISA

deflexion cada 1/100m

PROMEDIO

MINIMA

MAXIMA

Lineal (deflexioncada 1/100 m)

102

Grafica 14: Radio De Curvatura De La Vía Vs Abscisa


Resultados De Metodología Extracción De Testigos De Pavimento Asfaltico

Con relación al a ecuación empírica de Rhode (1993) de determinación de la capacidad

estructural se pudo evidenciar

𝑺𝑵𝒆𝒇 = 𝑲𝟏 ∗ (𝒅𝟎 − 𝒅𝟐,𝟓)𝑲𝟐 ∗ 𝑫𝑲𝟑

Donde:

𝑆𝑁𝑒𝑓: El numero estructural efectivo del pavimento

𝐾1, 𝐾2, 𝐾3: Constantes de 0.4728, -0.481 y 0.7581 respectivamente

𝑑0, 𝑑2,5: Deflexiones expresadas en milésimas de milímetro

Tabla 33: Clasificación De La Capacidad Estructural Del Pavimento

Clasificación Rango Calificación

Verde SNef>4 Alta

Amarillo 2 < SNef ≤4 Media

Naranja SNef ≤ 2 Baja

Fuente: Tabla tomada del libro Pavimentos: Materiales, construcción y diseño (pg. 307).

R² = 0,1579

-2000,00

-1000,00

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

K+200 K+300 K+400 K+500 K+600 K+700 K+800 K+1000 K+1200 K+1400RA

DIO

DE

CU

RV

ATU

RA

ABSCISA

Rc (m)

PROMEDIO

MINIMA

MAXIMA

Lineal (Rc (m))

103

13.1. Análisis De Resultados De Testigo 1

Teniendo en cuenta lo expuesto por Rhode podemos decir, para el testigo 1 de 6 que se tomaron

en la vía de estudio.

Ilustración 52: Testigo 1 “Núcleo Extraído En La Abscisa K+400, Correspondiente Al Tramo

5 En Sentido De La Vía Norte-Sur”.


Características de campo:

• El espesor del testigo es de 170 mm.

• Presenta una fisura descendente con un espesor de 2mm y una penetración de 70 mm.

Tabla 34: Análisis Del Testigo 1.

Fuente: Elaboración Propia (Datos realizados en Excel).

k1 0,4728 d0 75

k2 -0,481 d2,5 32

k3 0,7581 D (mm) 170

SNef = 3,80

DATOS COSNTANTES DATOS DE ENTRADA

104

Tabla 35: Clasificación De La Capacidad Estructural Del Pavimento.


Verde SNef>4 Alta



Fuente: Tomada Del Libro Pavimentos: Materiales, Construcción Y Diseño (Pg. 307).

Podemos concluir que para tramo 5 de la vía, en sentido norte- sur, se puede clasificar con una

capacidad estructurar medio.


Para el testigo 2 de 6 que se tomaron en la vía de estudio.

Ilustración 53: Testigo 2 “Nucleó Extraído En La Abscisa K+500, Correspondiente Al Tramo 6

En Sentido De La Vía Norte-Sur”.


Características De Campo:


• Presenta una fisura descendente con un espesor de 2 mm en la parte superior y 1 mm

en la inferior y una penetración de 25 mm.

105





Verde SNef>4 Alta




Podemos concluir que para tramo 6 de la vía, en sentido norte- sur, se puede clasificar con

una capacidad estructurar medio.






k1 0,4728 d0 70

k2 -0,481 d2,5 10

k3 0,7581 D (mm) 170

SNef = 3,24


106



• Presenta tres fisuras descendentes con un espesor de 5 mm en la parte superior y 2 mm






Verde SNef>4 Alta





una capacidad estructurar medio.

k1 0,4728 d0 80

k2 -0,481 d2,5 30

k3 0,7581 D (mm) 140

SNef = 3,05


107


Para el testigo 4 de 6 que se tomaron en la vía de estudio


8 En Sentido De La Vía Norte-Sur”.








k1 0,4728 d0 50

k2 -0,481 d2,5 30

k3 0,7581 D (mm) 140

SNef = 4,74


108




una capacidad estructurar alta.




9 En Sentido De La Vía Norte-Sur”







Verde SNef>4 Alta



109





Verde SNef>4 Alta





una capacidad estructurar media.


Para el testigo 6 de 6 que se tomaron en la vía de estudio




k1 0,4728 d0 70

k2 -0,481 d2,5 15

k3 0,7581 D (mm) 140

SNef = 2,91


110







Tabla 45: Clasificación De La Capacidad Estructural Del Pavimento



una capacidad estructurar media.


Verde SNef>4 Alta



k1 0,4728 d0 60

k2 -0,481 d2,5 15

k3 0,7581 D (mm) 150

SNef = 3,38


111

CALULOS DEL SN POR EL METODO DE LA AASTHO Y LA PORYECCION

DEL MISMO CON RELACION AL TRANCITO VEHICULAR


Mr modulo de resilencia

18077,9 P carga aplicada en libras

0,00240157 Dr Deflexión medida a una distancia r del centro del plato de carga, pulgadas

141,73 r distancia desde el centro del plato de carga,pulgadas

Mr = 12747 psi CBR 12,32090546

0,0012205 = 0,001314572

0,00122047 𝑑𝑜 = Deflexión central

18368 P = Presión del plato de carga, psi.

0,047244 𝑎 = Radio del plato de carga, pulgadas.

6,6929 𝐷 = Espesor total de las capas del pavimento sobre la subrasante, pulgadas.

12746,8297 𝑀𝑅 = Módulo resiliente de la subrasante, psi.

0,00352967 𝐸𝑝 = Módulo efectivo de las capas que conforman el pavimento, psi.

SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,0046

logW8,2 = 13,005

donde :

1,77E+06 W8.2 = Numero de ejes equivalentes de 8.2 ton en el periodo de diseño

4 𝑃0 = Índice de serviciabilidad inicial.

2,5 𝑃𝑡 = Índice de serviciabilidad final.

90% 𝑅 = Confiabilidad.

0,45 𝑆𝑜 = Desviación estándar.12746,8297 𝑀𝑟 = Módulo resiliente de la subrasante.

-1,405 ZR=Coeficiente estadistico de desviasion estabdar

2,944876 SN= numero estructural

1,5 ̑̑̑̑̑̑̑̑̑PSI= variacon de cervicivilidad

0,44 ai=Coeficiente de aporte estructural de la capa.

1 mi=Coeficiente de drenaje de la capa.

6,6929 di= Espesor de la capa, pulgadas.

TESTIGO POR METO DE LA AASHTO

PROYECCION DE SN A 20 AÑOS

113






Mr = 11108 psi CBR 9,936988901

0,0012205 = 0,001704731







SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,0046

logW8,2 = 12,867

donde :












TESTIGO POR METO DE LA AASHTO


115






Mr = 9719 psi CBR 8,065705998

0,0014205 = 0,001362642







SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,004

logW8,2 = 12,176

donde :












TESTIGO 3 EN EL ABCISA K+600 POR METO DELA AASHTO


117






Mr = 15551 psi CBR 16,81047018

0,0007205 = 0,000662833







SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,004

logW8,2 = 12,65

donde :














118






Mr = 11108 psi CBR 9,936988901

0,0013405 = 0,001282709







SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,004

logW8,2 = 12,31

donde :














120






Mr = 19439 psi CBR 23,82329101

0,0013542 = 1301,398624







SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,0051

logW8,2 = 12,875

donde :














121

14.7. Análisis De Resultados De Testigo del romboy





Mr = 24013 psi CBR 33,14463511

0,0001234 = 0,000122704







SNeff= 0.0045D (3^√𝐸p)

Sneff 0,0025

logW8,2 = 11,333

donde :














122

Observaciones, Conclusiones Y Recomendaciones

• Para el estudio de esta metodología se analizaron trece (13) segmentos cada 100 metros,

por sentido de la vía, permitiendo de esta manera observar las patologías y severidades

presentadas en cada sentido de la vía.

• Se identificó sobre la vía, que entre la abscisa Pr0+500 y Pr0+ 600 correspondiente al

tramo No. 6 se encuentra el mayor porcentaje de fisuraciones que equivalente a un

29,81 % seguido del tramo No. 8 con un 27,67 % de fisuración sobre la abscisa Pr0+700

a Pr0+800, la cual está unido al tramo 5 con un 19,25% sobre la abscisa Pr0+400 a

Pr0+500,y por último el tramo 11 con un porcentaje de 11,17% que pertenece a la

abscisa Pr1+000 a Pr1+100, donde los daños más notorios sobre esta vía es la piel de

cocodrilo (Pc) con un área de afectación de 477.8 M2 seguido de fisuración

longitudinal (FL) con una área de afectación 177.6 M2 ,con relación al sentido de la vía

norte-sur.

• También se pudo evidenciar en la vía de estudio , en el sentido norte-sur, que en el tramo

No.9 correspondiente a la abscisa Pr0+800 a Pr0+900, presenta una deformación

considerable con un porcentaje 12,04% de afectación, generado por abultamiento

(AB),y ahuellamiento(AHU) con un área de afectación de 63 m2 y 14,98 m2

respectivamente.

• Otra cosa para resaltar en el presente proyecto es que el tramo No. 8 y el tramo No. 3 se

evidenciaron daños superficiales y deterioro decapa representativas de un porcentaje de

78,13% y 56,48% respectivamente, con una concentración de cabeza duras (DC) con un

área de afectación de 524,62m2, acompañado por desgaste superficial (DSU) con un

área de afectación de 361,52 m2.

• Teniendo en cuenta los conteos realizados por los autores del proyecto se obtuvo un

TPD igual a 2.916 vehículos por día.

• La proyección del tránsito normal que circula por la zona se proyectó a 20 años

utilizando los datos de transito recolectados por los autores en la zona, estimando un

volumen mínimo del 5% del tráfico normal y adoptando el volumen de los horarios

donde se registran los volúmenes promedios más altos para el siguiente proyecto.

123

• La consolidación de los datos de tráfico normal, atraído y generado al año 2017 da

como resultado un TPD igual a 2.916 vhd con una distribución de Autos = 92,52%,

Buses = 5,78% y Camiones = 1,69%. Los anteriores datos generan un equivalente de

ejes acumulados de 8.2 Ton de 1,77*10^6 ejes en el carril de diseño.

• También se pudo concluir por los autores de este proyecto, es que el día Lunes

corresponde al día donde se evidencia más flujo vehicular y que estos se registran

entre las 10:00 y 11:00 horas En estas condiciones, el volumen de horario de máxima

demanda corresponde al 20 % del volumen diario para la vía.

• Se concluye que el comportamiento en la zona se encuentra bien definido, en el cual

la proporción de vehículos livianos es significativa y la participación de buses

refleja la presencia de asentamientos urbanos, cuya localización y tamaño están

asociados al carácter del sector, se aprecia además que la participación de camiones

es muy baja.

• Se concluye que el pavimento presenta algunas patologías en la vía donde el espesor de

la carpeta asfáltica y la capa estructural son suficientes para disipar las cargas actuales

del tránsito. para poder mejorar la duración del servicio de la vía se debe generar obras

de recuperación a la carpeta asfáltica del pavimento. Esto se puede evidenciar en la

proyección que se le hiso al análisis vehicular y la proyección de los espesores de

pavimento evaluados por el método del a aashto, que se requieren. los cuales no son lo

suficiente para la demanda que se estima para el año 2037.

• Se asumieron parámetros de confianza del 90% por considerarse una vía con un flujo

vehicular importante, y corrección por clima, que se asumió un valor de 1 según tablas

de INVIAS, por encontrarse en la ciudad de villavicencio y contar con climas

moderadamente lluviosos.

• En las gráficas de deflexión de la vía vs abscisa y radio de curvatura de la vía vs abscisa,

que se presentaron anteriormente, en el sector de análisis de deflexión de la vía, se

evidencia los valores de los radio de curvaturas encontrados para los tramos de estudio,

se puede concluir que los sectores cumplen con los requerimientos mínimos según la

actualidad, que nos indica que los valores de radio de curvaturas inferiores a 80 metros

indican la presencia de zonas débiles o bajas en las capas asfálticas, o que no son

124

indudablemente peligroso para el pavimento, aunque estas se encuentren dentro de

límite de las deflexiones admisibles.

✓ Los autores del proyecto recomiendan que por motivos de confort y seguridad en la

vía, se desarrolle una serie de obras de adecuación a problemas que esta presentando

en la zona, el cual consideramos lo más viable para la vía:

✓ Se realice una obra de mitigación o mantenimiento a la vía de estudio, por el

procedimiento de fresado a una profundidad de 8 a 9 cm, para generar el total o

parcial extracción de las fisuraciones decentes presentadas en la vía.

✓ Generar una nueva carpeta asfáltica con un espesor de 10 a 11 cm, a toda la vía de

estudio, para garantizar la duración de 20 años de servicio, y de esta forma que la

movilidad sea la más óptimo y adecuada, para la demanda y el crecimiento urbano

que muestra la zona.

✓ Adicional mente los autores del proyecto proponemos que en la zona del rompoy ,

no sea tratada con la misma mezcla asfáltica que el resto de la vía , ya que por la

severidad de los daño en la carpeta asfáltica que actual mente presenta esta zona en

específico, se recomienda que sea restaurado con una mezcla asfáltica con

polímeros, que garantice la flexibilidad y resistencia de las carga del tránsito que

presenta actual mente el sector .

125

REFERENCIAS

• http://ficem.org/CIC-descargas/argentina/Diseno-y-construccion-de-juntas.pdf

• http://vialidad21.galeon.com/manual_mrvial.pdf

• https://dirinfra.mintransporte.gov.co/pvr2/images/stories/documentos/pavimentos2.pdf

• http://es.slideshare.net/HeribertoTolanoReyna/tipos-de-deteriorio-en-pavimentos-de-

concreto

• http://www.invias.gov.co/index.php/component/search/?searchword=manual%20inspecci

on%20vi&searchphrase=all&Itemid=132

• http://copernico.escuelaing.edu.co/vias/pagina_via/modulos/MODULO%2021.pdf

• INVIAS.(SF). Guía de metodología para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos

asfalticos de carretera. Recuperado de la pagina

https://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos1

• MINISTERIO DE TRANSPORTE INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. manual para la

inspección visual de pavimentos flexibles. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.

2006

• MINISTERIO DE TRANSPORTE INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. medida de la

deflexión de un pavimento empleando dispositivo de carga estática no continua, viga

benkelman. Bogotá: ministerio de transporte instituto nacional de vías. 2007

http://ficem.org/CIC-descargas/argentina/Diseno-y-construccion-de-juntas.pdf

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https://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos1

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