UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

TESIS

ANLISIS Y EVALUACIN DE ADITIVOS QUMICOS EN LA CONSERVACIN DE CARRETERAS NO PAVIMENTADAS EN EL TRAMO Km 15+000 / Km 15+500 EN EL DISTRITO DE SANTO DOMINGO DE ACOBAMBA

AUTOR:

MUOZ ARELLANO, Manuel Alexander

PARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

HUANCAYO PER 2015

TTULO:ANLISIS Y EVALUACIN DE ADITIVOS QUMICOS EN LA CONSERVACIN DE CARRETERAS NO PAVIMENTADAS EN EL TRAMO Km 15+000 / Km 15+500 EN EL DISTRITO DE SANTO DOMINGO DE ACOBAMBA2. AUTOR: Manuel Alexander, MUOZ ARELLANO

3. RESUMEN: Se reporta un estudio aplicado, observacional de corte comparativo, con un nivel de investigacin: DESCRIPTIVO EXPLICATIVO, teniendo como problema general: De qu manera influye la aplicacin de aditivos qumicos en la conservacin de carreteras no pavimentadas. Tramo Km 15+000 / Km 15+500. SANTO DOMINGO DE ACOBAMBA, ROSASPAMPA, YANABAMBA.?, siendo el objetivo general, determinar si la aplicacin de aditivos qumicos influye en la conservacin de carreteras no pavimentadas. Tramo Km 15+00 / Km 15+500. SANTO DOMINGO DE ACOBAMBA, ROSASPAMPA, YANABAMBA., con la hiptesis qu: La aplicacin de aditivos qumicos (enzimticos) si influye significativamente en la conservacin de carreteras no pavimentadas. Tramo Km 15+000 / Km 15+500. SANTO DOMINGO DE ACOBAMBA, ROSASPAMPA, YANABAMBA.. El propsito de la investigacin es que en base a los resultados obtenidos se propondr sugerencias para mejorar la problemtica encontrada en la unidad de anlisis. Se seleccion en forma aleatoria una poblacin de 25 personas, con una muestra no probabilstica intencional o criterial, con un grupo de 14 encuestados especialistas. El mtodo de investigacin es el cualitativo; con un diseo de investigacin: CORRELACIONAL DEMOSTRATIVO - APLICATIVO, se trabajar teniendo en cuenta la aplicacin de una encuesta y la informacin recopilada del Tramo Km 15+000 / Km 15+500. STO. DOMINGO DE ACOBAMBA, ROSASPAMPA, YANABAMBA.Las principales conclusiones aprioris son: La aplicacin de aditivos qumicos (enzimticos) si influye significativamente en un 75% en la conservacin de carreteras no pavimentadas tramo Km 15+000 / Km 15+500. STO. DOMINGO DE ACOBAMBA, ROSASPAMPA, YANABAMBA. Asimismo el proceso de compactacin adecuado y un afirmado de 10cm. de espesor si son las condiciones para una mayor eficiencia en un 36%, en la construccin de carreteras no pavimentadas con aditivos qumicos, evitando as el disgregamiento de la superficie de rodadura.

PALABRAS CLAVES: Aditivos Qumicos Carreteras no Pavimentadas Trfico y Gravedad de Taludes Superfcie de Rodadura

NDICEPg.1.TTULO022.AUTOR023.RESMEN024.TEMA DE INVESTIGACIN075.PROBLEMA DE INVESTIGACIN07 5.1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA095.2.FORMULACIN DEL PROBLEMA105.2.1.PROBLEMA GENERAL105.2.2.PROBLEMAS ESPECFICOS106.OBJETIVOS116.1.OBJETIVO GENERAL116.2.OBJETIVOS ESPECFICOS117.JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN127.1. IMPLICACIONES PRCTICAS127.2. VALOR TEORICO127.3.UTILIDAD METODOLOGICA128.REFERENCIA TERICA138.1.MARCO REFERENCIAL O ANTECEDENTES138.2.MARCO TERICO16SUB CAPTULO I. ASPECTOS GENERALES DEL REA DE ESTUDIO. ADITIVOS QUMICOS EN CARRETERAS NO PAVIMENTADAS.161.1.COMPOSICIN DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL Y LA RED NACIONAL 161.2.CARRETERAS NO PAVIMENTADAS 16A.CLASIFICACIN17B.CARACTERSTICAS 191.3.DETERIORO EN CARRETERAS SIN PAVIMENTAR 16A. DESCRIPCIN DEL MECANISMO DE DETERIORO 31B.DEFECTOS COMUNES EN VAS SIN PAVIMENTAR 19

1.4.CONSERVACIN VIAL32A.ENFOQUE ACTUAL 33B. IMPORTANCIA EN LA CONSERVACIN VIAL 34C. CICLO DE VIDA DE UN CAMINO 35 D. EL MANTENIMIENTO VIAL Y SU RELACIN CON LA RUGOSIDAD 59 E. COMPORTAMIENTO TPICO DE LA CONDICIN SUPERFICIAL EN FUNCIN DEL IRI 61 F. EVALUACIN DE LAS CONDICIONES DE LA VA 64 G. NIVELES DE INTERVENCIN 681.5.PROGRAMA PROYECTO PER 421.6.CONTRATOS PARA LA CONSERVACIN VIAL POR NIVELES DE SERVICIO 421.7.LOS EFECTOS DE LOS ADITIVOS EN EL DISGREGAMIENTO DE LA SUPERFCIE DE RODADURA 42 A. ADITIVOS QUMICOS Y SU RELACIN CON EL MANTENIMIENTO 42 B. ESTABILIZACIN QUMICA 44C.CLASIFICACIN DE LOS ADITIVOS 33D. BREVE DESCRIPCIN DE LOS ADITIVOS ESTABILIZADORES 34E. MTODOS DE APLICACIN DE LOS ADITIVOS 35 F. CLASIFICACIN DE ADITIVOS QUMICOS 59 G. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE LOS ADITIVOS QUMICOS 61 H. CLORURO DE CALCIO 64 I. ENZIMA PZ 22X 68 J. ESPECIFICACIN DEL PRODUCTO 64 K. REQUERIMIENTOS MNIMOS 681.8. SECTORIZACIN 50 A. CRITERIOS DE SELECCIN 501.9. EVALUACIN DE LA EFICIENCIA TCNICA Y ECONMICA 50 A. NDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL (IRI) 50 B. NDICE DE LA CONDICIN DE LA VA NO PAVIMENTADA (ICVNP) 518.3.MARCO CONCEPTUAL819.SISTEMA DE HIPTESIS859.1.HIPTESIS 859.1.1.HIPTESIS GENERAL 859.1.2.HIPOTESIS ESPECFICAS859.2.OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES E INDICADORES DE LAS HIPTESIS8610. DISEO METODOLGICO8910.1.MTODO GENERAL8910.2.MTODO ESPECFICO8910.3.METODOLOGA9010.3.1TIPO DE INVESTIGACIN9010.3.2. DISEO DE INVESTIGACIN9010.3.3. POBLACIN 9010.3.4. MUESTRA 9110.3.5. TCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE DATOS9210.3.6.MTODO DE ANLISIS DE DATOS9311.CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES9512.PRESUPUESTO9612.1.GASTO DETALLADO9612.2.MONTO Y FUENTE DE FINANCIAMIENTO9713. REFERENCIA BIBLIOGRFICA9714. ANEXOS98 MATRIZ DE CONSISTENCIA DEL PLAN DE TESIS CUADROS DE OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES

Captulo 1

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1. PROBLEMA DE INVESTIGACINEl mecanismo de deterioro en carreteras no pavimentadas es un proceso ms acelerado comparado con vas pavimentadas, esto se debe a que en condiciones secas y bajo la accin abrasiva de los neumticos los finos llegan a pulverizarse inicindose as un progresivo desgaste de la superficie. Se han analizado varias alternativas constituyendo as la aplicacin de un aditivo orgnico y otro inorgnico como una posible solucin a la estabilidad del suelo en la superficie de rodadura para los trabajos de mantenimiento rutinario lo que permiti un mejor confort y seguridad para el trnsito vial el cual tiene una relacin directa con las irregularidades superficiales (IRI). Por lo que la optimizacin de stos recursos, as como la implementacin de alternativas diferentes a las utilizadas actualmente (relastreo y nivelacin) que busquen mejorar la vida til de este tipo de pavimento, reducir los costos de mantenimiento y brindar mejores condiciones a los usuarios; traera muchas ventajas y es de gran importancia para el pas. Por lo que una alternativa muy til, es la construccin de carreteras con la utilizacin de estabilizadores qumicos como enzimas orgnicas, pues es simple y de bajo costo, adems da como resultado vas estables de larga vida til que requieren menos mantenimiento, estos productos, relativamente nuevos para nuestro mercado, mejoran las propiedades fsicas y mecnicas de las diferentes capas de la estructura del pavimento (subrasante, subbase y base) con un incremento en la densidad de compactacin, capacidad portante, y su vida til.

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMALas carreteras no pavimentadas se deterioran ms rpido con respecto a una va pavimentada. Las partculas finas al aglutinarse con los agregados gruesos expuestos al medio ambiente pierden humedad; y con la accin fsica externa del trnsito vehicular genera disgregamiento superficial, convirtindose as en polvo particulado y posteriormente aparecen fallas superficiales como baches, ondulaciones, ahuellamientos, entre otros. Para poder conservar dichas superficies y que no experimenten un deterioro acelerado en el tiempo, es recomendable aplicar dos aditivos qumicos (Cloruro de Calcio y producto en base a enzimas) como alternativas de solucin. La aplicacin de estos aditivos in situ estarn de acuerdo a las recomendaciones del fabricante, al tipo de suelo y de dos variables determinantes para su aplicacin respectiva: El ndice de plasticidad y el porcentaje de finos que pasan la malla N200. Para el anlisis y evaluacin de la construccin de estos sectores de prueba estar sujeta a las mismas condiciones de clima, mismas condiciones geomtricas de trfico vehicular y del mismo tipo de suelo (aporte de material de cantera). Es necesario el monitoreo despus de aplicado, estos productos para comparar y proyectar su desempeo en el tiempo por medio de dos indicadores: El ndice de Rugosidad Internacional (IRI) y el ndice de Condicin en Va No Pavimentada (ICVNP).

Con los resultados obtenidos se pretende incentivar las posteriores investigaciones de la gran gamma de aditivos qumicos que existen en el medio y bajo condiciones determinadas poder proponer su utilizacin en la conservacin superficial de la carpeta de rodadura en una va no pavimentada. Ante esta situacin en el marco aplicativo y normativo, el autor en la presente investigacin, aborda las variables: ADITIVOS QUMICOS y CARRETERAS NO PAVIMENTADAS, que al operacionalizarlas y correlacionarlas respectivamente en la unidad de anlisis nos darn una nueva perspectiva en las ciencias de la Ingeniera Civil.1.2 FORMULACIN DEL PROBLEMA1.2.1 PROBLEMA GENERALDe qu manera influye la aplicacin de aditivos qumicos en la conservacin de carreteras no pavimentadas. Tramo Km 15+000 / Km 15+500. Santo Domingo de Acobamba, Rosaspampa, Yanabamba.?

1.2.2 PROBLEMAS ESPECFICOSA. Qu condiciones deben existir en la construccin de carreteras no pavimentadas, para que los aditivos qumicos tengan una mayor eficiencia?B. En qu modo el empleo de motoniveladora es efectivo para el proceso constructivo de carreteras no pavimentadas con aplicacin tecnolgica de aditivos qumicos (aditivo enzimtico y cloruro de sodio)? C. Cules son las causas ms frecuentes en el deterioro de las carreteras de afirmado con tratamiento de aditivos qumicos en el Tramo Km 15+000 / Km 15+500. Santo Domingo de Acobamba, Rosaspampa, Yanabamba. 2014?

1.3 OBJETIVOS1.3.1 OBJETIVO GENERALDeterminar si la aplicacin de aditivos qumicos influye en la conservacin de carreteras no pavimentadas. Tramo Km 15+000 / Km 15+500. Santo Domingo de Acobamba, Rosaspampa, Yanabamba. 1.3.2 OBJETIVOS ESPECFICOSA. Determinar qu condiciones deben existir para la construccin de carreteras no pavimentadas con aditivos qumicos tengan una mayor eficiencia. B. Analizar y evaluar la efectividad del empleo de motoniveladora en el proceso constructivo de carreteras no pavimentadas con aplicacin tecnolgica de aditivos qumicos (aditivo enzimtico y cloruro de sodio). C. Analizar y evaluar las causas ms frecuentes en el deterioro de las carreteras de afirmado con tratamiento de aditivos qumicos en el tramo Km 15+000 / Km 15+500. Sto. Domingo de Acobamba, Rosaspampa, Yanabamba.

1.4 JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN1.4.1 IMPLICACIONES PRCTICASEn ese sentido, la investigacin tendr carcter prctico, ya que se describirn las variables de estudio y en funcin de ellas se tomar decisiones de evaluacin al respecto. La presente investigacin constituir un aporte para el diseo, construccin y validacin de los instrumentos de recoleccin de datos, as mismo se plantea alcanzar soluciones adecuadas para determinar si la aplicacin de aditivos qumicos influye en la conservacin de carreteras no pavimentadas. Tramo Km 15+000 / Km 15+500. Sto. Domingo de Acobamba, Rosaspampa, Yanabamba.

1.4.2 VALOR TERICOLa informacin recopilada y procesada servir de sustento para esta y otras investigaciones similares, ya que enriquecer el marco terico y/o cuerpo de conocimientos que existe sobre el tema en mencin.

1.4.3 UTILIDAD METODOLGICAEs evidente que la aplicacin de los instrumentos de investigacin va servir para recopilar los datos, con lo cual se puede ser extensivo a las dems Regiones del pas que verse este problema estructural - vial y de conservacin vial. El desarrollo de la investigacin en el rea de la Ingeniera Civil tiene importancia acadmica, debido a que los resultados obtenidos contribuirn de una u otra manera a servir de antecedente para otros investigadores en el campo de la construccin de pavimentos que traten con las variables de: Aditivos qumicos y Carreteras no pavimentadas, asimismo propuestas de anlisis y evaluacin de las causas ms frecuentes en el deterioro de las carreteras de afirmado con tratamiento de aditivos qumicos en el tramo Km 15+000 / Km 15+500. Sto. Domingo de Acobamba, Rosaspampa, Yanabamba.

Captulo 2II. MARCO TERICO

2.1 MARCO REFERENCIAL O ANTECEDENTES a) Carlos Gutirrez Montes. (2010). Tesis: Estabilizacin qumica de carreteras no pavimentadas en el Per y ventajas comparativas del cloruro de magnesio frente al cloruro de calcio Ao 2010. Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Ricardo Palma. Tesis para optar el ttulo de Ingeniero Civil. Lima Per.

El autor hace un estudio de caso basado en la inestabilidad de los suelos es uno de los principales problemas que presentan las carreteras no pavimentadas, para corregir este problema se usan variadas tcnicas de estabilizacin de suelos, por lo que una de las formas de estabilizacin de suelos, es aquella que se realiza utilizando productos qumicos no txicos que dotan a estos suelos (carreteras) un mejor comportamiento en servicio, para tal efecto existe en el mercado un variado grupo de empresas dedicadas a la produccin de productos qumicos estabilizadores, los cuales a su vez buscan promocionar las bondades de sus respectivos productos y el menor costo en el que se incurrira si se opta por usar dichos productos. Las sales han sido estudiadas, con fines de estabilizacin de carreteras, desde hace varias dcadas, entre las diversas opciones de sales estudiadas con fines de utilizarlos como aditivo estabilizador tenemos al cloruro de potasio, el cloruro de magnesio, cloruro de bario, nitrato de sodio, carbonato de sodio, entre otros; sin embargo y por razones econmicas solo algunas de las sales antes mencionadas han podido ser aplicadas como aditivo en la estabilizacin de carreteras. Las empresas productoras y comercializadoras de productos qumicos estabilizadores comparan las ventajas de usar un aditivo qumico, cloruro de sodio (sal) frente al cloruro de magnesio (Bischofita) o al cloruro de calcio, suelen destacar las ventajas de la Bischofita pero por lo general referencindola incidentemente con el cloruro de sodio y con menos incidencia frente al cloruro de calcio.

Sus principales conclusiones son: Se ha demostrado tcnica, econmica y ambientalmente que el cloruro de magnesio hexahidratado tiene grandes desventajas frente al cloruro de calcio. Con los grandes salares los cuales se producen cloruro de calcio ubicados en Huacho y Lima se pueden estabilizar a un bajo costo las carreteras de BVT de la Costa Norte, centro y Sur del Per. Para las carreteras de bajo volumen de trnsito es conveniente privilegiar la creacin de carreteras ms econmicas que sera con el cloruro de calcio, el cual presenta mejores aspectos tcnicos, econmicos y ambientales. El cloruro de calcio se puede utilizar como primera alternativa para la estabilizacin y habilitacin de caminos temporales, ya que cumplen con las expectativas de economa y duracin en zonas de la Costa Peruana.

b) ngel Crdenas Tello. (2009). Tesis: El impacto del deterioro de las carreteras de afirmado y su mantenimiento peridico en el Per Ao 2008. Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional Federico Villarreal. Tesis para optar el grado de Magster en Proyectos de Inversin en Obras Pblicas. Lima Per.

El investigador hace un estudio de caso basado en una evaluacin de las especificaciones tcnicas generales para la conservacin de carreteras en el Per, de igual manera realiza un anlisis de las polticas estatales relacionadas con el sector de transportes y los aspectos de la situacin general del sector transporte. Por otro lado investiga el cumplimiento de las especificaciones tcnicas para la conservacin vial, seguridad laboral, salubridad control de calidad y relaciones legales. Comenta por otro lado aspectos relacionados al derecho de va, limpieza de la zona del derecho de va, roce de la vegetacin menor en la zona, desquinche manual de taludes, estabilizacin de taludes, proteccin de taludes contra la erosin y remocin de derrumbes. Finalmente efecta una evaluacin de las obras de artes menores, pavimentos flexibles, pavimentos rgidos y obras de arte mayores, concluyendo con un comentario de la seguridad vial y operacin vial.

Sus conclusiones a las que arrib el autor son: Los materiales necesarios para la ejecucin de la conservacin vial que sean fabricados comercialmente deben estar respaldados por certificados del productor en el que se indique el cumplimiento de los requisitos de calidad que se establecen en estas especificaciones. Se estableci que el almacenamiento de los materiales deber ser responsabilidad del contratista, garantizando las medidas mnimas de seguridad a fin de evitar accidentes que afecten fsicamente a los trabajadores y personas que circulen en la obra, por lo que ser tambin responsabilidad de la Supervisin la verificacin del cumplimiento de las mismas. Se determin en la investigacin que los contratistas generalmente no cumplen con las leyes nacionales y reglamentos vigentes del MTC sobre el control de contaminacin ambiental y proteccin del medio ambiente en relacin con la conservacin vial, as como con los estudios de impacto ambiental especfico en cada carretera y el correspondiente Plan de manejo Ambiental. Para un desarrollo de la conservacin vial, existe un inadecuado mantenimiento y conservacin adecuada de los equipos, maquinarias y herramientas no solo es bsico para la continuidad de los procesos de produccin y para un resultado satisfactorio y ptimo de las operaciones a realizarse sino que tambin es de suma importancia en cuanto a la prevencin de los accidentes.

2.2 MARCO TERICO 2.2.1 COMPOSICIN DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL Y LA RED NACIONAL. Nuestra red vial est clasificada en tres categoras: carreteras nacionales, departamentales y vecinales. Cuenta con un aproximado de 86,965 kilmetros de extensin, de los cuales 13,683 kilmetros se encuentran pavimentados (16% de la red total). La red nacional incluye 25,165 kilmetros (29%), la departamental 14,500 kilmetros (17%) y las vecinales 47,300 kilmetros (54%). La red vial nacional comprende las rutas o ejes troncales de importancia nacional. Vincula las capitales de departamento, principales ciudades, reas productivas, puertos y fronteras. Asimismo constituye la base de todo el sistema de carreteras del pas, a partir de la cual se articulan las redes viales departamentales y vecinales. ([footnoteRef:1]) [1: MICHAEL W. Sayers, Thomas D. Gillespie, and Cesar A. V. Queiroz. (2006). The International Road Roughness Experiment. Paper technical number. Washington, DC., USA.]

El 44% de estas vas se encuentran asfaltadas, 49% afirmadas y el resto sin afirmar y trocha. Este tipo de red vial soporta los mayores volmenes de trfico, movilizando aproximadamente el 90% de la carga y 80% de los pasajeros que realizan viajes interprovinciales. La red vial departamental comprende las rutas de importancia regional que articula a las capitales de departamento con las principales ciudades de cada regin. Solo el 11% de las vas departamentales se encuentran asfaltadas, el 77% estn afirmadas y el 7% restante son vas sin afirmar o en condicin de trocha. La red vial vecinal est formada por las vas de escala provincial que son fundamentales para el desarrollo rural. De estas slo el 2% estn asfaltadas y el 98% estn afirmados.

Cuadro 1: Estado de la red vial en el Per.TIPO DE SUPERFICIE DE RODADURARED NACIONALRED DEPARTAMENTALRED VECINAL

Km%Km%Km%

Asfaltado1098344%160011%11002%

Afirmado1224949%1110077%4620098%

Trocha19347%180017%00%

Total por red25,16514,50047,300

Fuente: Provias Nacional-2007.

2.2.2 CARRETERAS NO PAVIMENTADAS Las carreteras no pavimentadas son aquellas que tienen una superficie de rodadura formada por materiales granulares y que han sido sometidas a tratamientos superficiales, con trabajos previos de alineacin, con apropiada seccin transversal y longitudinal, y adecuado drenaje; o que han sido trabajadas sin ningn tratamiento alguno tales como los caminos de herradura o trochas que son construidos por la necesidad de acceder a lugares remotos.

A.CLASIFICACINLas carreteras no pavimentadas por las capas superiores y la superficie de rodadura, se pueden clasificar en cuatro categoras: Carreteras de tierra: constituidas por suelos naturales y grava tratada con zarandeo. Carreteras gravosas: constituidas por una capa de revestimiento con material natural granular sin procesar que es seleccionado manualmente o por zarandeo. Su tamao mximo es de 75mm. Carreteras afirmadas: aquellas que funcionan como superficie de rodadura y/o soporte al trfico vehicular cuya capa de rodadura est constituida por materiales granulares naturales provenientes de canteras, excedentes de excavaciones o materiales que se ajustan a determinadas especificaciones tcnicas en relacin con su tamao, su composicin granulomtrica, su resistencia y su calidad de finos. Carreteras con superficies estabilizadas con materiales de origen industrial.

B.CARACTERSTICASLos principales elementos que componen este tipo de carretera son: La plataforma: lo constituye fundamentalmente la superficie de rodadura, franja que es utilizada para la circulacin de los vehculos. Tiene la funcin de soportar las cargas vehiculares y de mejorar drenaje para un mejor mantenimiento en el tiempo. Est construida de tal forma que el eje central est elevado con respecto a las laderas (normalmente entre 2% y 3% de bombeo). Las obras de drenaje: configuran un sistema que evita el acumulamiento del agua superficial que puede filtrarse hacia la base o subbase, lo que genera daos estructurales y superficiales. Dentro de este sistema tenemos el drenaje superficial (bombeo, cunetas, zanjas de coronacin, alcantarillas y canales) y el sub drenaje (filtros longitudinales, drenes, etc.). Los agregados en la conformacin de este tipo de carreteras se deben disponer de una buena mezcla con adecuadas arenas y finos que acten en principio contra la accin del trfico y el escurrimiento del agua.

2.2.3 DETERIORO EN CARRETERAS SIN PAVIMENTARA.DESCRIPCIN DEL MECANISMO DE DETERIOROEl mecanismo de deterioro de un camino sin pavimentar a diferencia de las carreteras pavimentadas consiste en un proceso progresivo ms acelerado. Los finos al mezclarse con la humedad aglutinan a las fracciones ms gruesas, y bajo la accin abrasiva de los neumticos (accin del trfico) llegan a pulverizarse en condiciones secas. Estos finos pulverizados aparecen como material particulado en suspensin (polvo) y por la constante prdida de stos es que los agregados gruesos estn de manera suelta ante la accin del trfico, y es as que la superficie de rodadura comienza a desgastarse de manera progresiva dando lugar a la formacin de las depresiones, baches, y ondulaciones. Estos problemas estructurales y superficiales se presentan debido a la accin del trfico y a las condiciones climticas (lluvias, presencia de hielo, efecto del deshielo). El deterioro ocurre en varias etapas, desde un deterioro lento que no se percibe hasta un deterioro crtico donde se evidencia en una descomposicin total del camino que involucra una nueva conformacin o rehabilitacin de la va. B. DEFECTOS COMUNES EN VAS SIN PAVIMENTAR Los defectos ms comunes en vas sin pavimentar fueron tratados a profundidad por el Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos, quienes publicaron un estudio llamado Unsurfaced Road Maintenance (Special Report 87-15) en 1987, actualizado en el reporte del 92-96. Este estudio se bas en la evaluacin de la magnitud y gravedad de los defectos donde se identific siete situaciones o problemas tipificados de la siguiente forma: Seccin transversal impropia: Al ocurrir esto la carretera estar propensa a sufrir deterioro por problemas de circulacin y de drenaje, por lo que se debe presentar una pendiente transversal suficiente para que las aguas superficiales sean evacuadas de manera rpida fuera de la plataforma.

Figura 1: Seccin transversal impropia.

Fuente: Ingeniero Jorge Coronado. Catlogo Centroamericano de daos a pavimentos viales. Diciembre 2000. Guatemala. Pg. 43

Drenaje inadecuado: Se caracteriza por la acumulacin de agua superficial en la plataforma, no necesariamente por el mal drenaje superficial o la inexistencia de elementos de drenaje profundo, sino por falta de mantenimiento en las obras de arte.

Figura 2: Drenaje inadecuado.

Fuente: Ingeniero Jorge Coronado. Catlogo Centroamericano de daos a pavimentos viales. Diciembre 2000. Guatemala. Pg. 42 Ondulaciones: Se distinguen por las deformaciones que ocurren en la superficie de rodadura, en intervalos regulares y perpendiculares al trfico. Su origen se debe a una serie de factores tales como: continuo trfico de vehculos, prdida de finos, deficiencias en la capacidad de soporte, pendiente inadecuada y capas granulares de mala calidad.

Figura 3: Ondulaciones.

Fuente: Ingeniero Jorge Coronado. Catlogo Centroamericano de daos a pavimentos viales. Diciembre 2000. Guatemala. Pg. 44 Exceso de polvo: Se origina por la prdida de la fraccin fina de la base o de la capa granular de afirmado cuyo contenido en la mezcla es excesivo. Produce incomodidad dado que afectan: a la poblacin, a la salud, a la operatividad de los vehculos y a los costos de mantenimiento al perder el equilibrio entre las mezclas de los agregados.

Figura 4: Exceso de polvo

Fuente: carretera Ayacucho Abancay

Baches: Se genera debido a los siguientes factores: Inexistencia de capas de revestimiento, deficiencias en la composicin de la mezcla, ausencia de partculas aglutinantes en la composicin de la carpeta de rodado, plataforma mal drenada y sin inclinacin transversal.

Figura 5: Baches.

Fuente: Ingeniero Jorge Coronado. Catlogo Centroamericano de daos a pavimentos viales. Diciembre 2000. Guatemala. Pg. 47 Surcos de rueda o ahuellamientos: Son depresiones que ocurren longitudinalmente al eje del camino. Se originan por la deformacin permanente de la base o revestimiento y/o cuando tienen baja capacidad de soporte.

Figura 6: Ahuellamientos.

Fuente: Ingeniero Jorge Coronado. Catlogo Centroamericano de daos a pavimentos viales. Diciembre 2000. Guatemala. Pg. 45

Segregacin de agregados: Se genera por el constante paso de vehculos sobre la superficie de circulacin. Como resultado los agregados gruesos se depositan junto a los surcos de las ruedas y en su mayora en los bordes de la plataforma. La causa principal es la falta de aglutinantes en la composicin de las mezclas en los materiales.

Figura 7: Prdida de agregados

Fuente: Ingeniero Jorge Coronado. Catlogo Centroamericano de daos a pavimentos viales. Diciembre 2000. Guatemala. Pg. 46

Para poder calificar la condicin de una carretera afirmada se han identificado siete caractersticas: La geometra de la corona, la superficie de rodadura, las deformaciones de la superficie, los defectos especiales de la superficie de rodadura, el drenaje, el deterioro del medio ambiente y la sealizacin.

2.2.4 CONSERVACIN VIAL La conservacin vial es un conjunto de operaciones necesarias para la preservacin y mantenimiento de una carretera y de cada uno de sus elementos componentes y complementarios en las buenas condiciones para el trfico compatibles con las caractersticas geomtricas, capa de rodadura que tuvo cuando fue construida, o al estado ltimo a que ha llegado despus de las posibles mejoras que haya recibido a lo largo del tiempo. ([footnoteRef:2]) [2: CONSORCIO AYAHUAYLAS. (2009). Informe Tcnico de la situacin inicial. Vol. 2. Junio 2009.]

A. ENFOQUE ACTUALSe trata de un cambio en la concepcin tradicional de trabajo de actuar para reparar lo daado, adoptndose una poltica de carcter preventivo para la conservacin vial. Esto garantiza que los caminos nacionales y vecinales tengan los niveles necesarios para una adecuada circulacin vial en todas las pocas del ao. B. IMPORTANCIA EN LA CONSERVACIN VIAL Es importante mantener los caminos porque permite: a) Garantizar un confort adecuado y seguridad al usuario, b) Ahorro en los costos de operacin de vehculos, c) Disminuye el tiempo perdido en el viaje, d) Mantiene la inversin en las etapas de construccin, reconstruccin o rehabilitacin.

C.CICLO DE VIDA DE UN CAMINOLos deterioros de un camino, como ya se ha mencionado, se deben en principio al efecto del agua y del trfico. Estos influyen en el progreso de desgaste y en la transitabilidad. Por eso el mantenimiento debe hacerse sostenidamente en el tiempo de manera preventiva, para as poder extender el tiempo de vida til y reducir las inversiones en mantenimientos peridicos y no llegar a la reconstruccin. El ciclo de deterioro de un camino consta de cuatro fases: Fase 1: Construccin. En esta fase el camino se encuentra en excelentes condiciones para la satisfaccin de los conductores. Ver punto A de la figura 8. Fase 2: Deterioro lento y poco visible. El camino presenta desgaste despus de un tiempo, donde se evidencia de manera significativa el deterioro de la superficie de rodadura. Durante esta fase el camino se encuentra en buen estado. Fase 3: Deterioro acelerado. Aqu la carretera presenta mayor desgaste en la superficie de rodadura y en los dems elementos de la carretera. Se evidencia el deterioro acelerado y cada vez resiste menos al trnsito vehicular. Los daos comienzan a hacerse puntuales y en el tiempo se van extendiendo hasta afectar al camino. Tiene corta duracin y es el comienzo de la aceleracin del deterioro superficial. Fase 4: Descomposicin Total En esta fase los vehculos elevan sus costos de operacin y tienen dificultades para circular. La capacidad del camino se ve reducida afectando as a los vehculos en los neumticos, ejes, amortiguadores y el chasis.

Figura 8: Curva de deterioro de un pavimento de hormign asfltico

Fuente: Mantenimiento rutinario de caminos con microempresas. Lima. 1era edicin 2003. Pg. 5

D.EL MANTENIMIENTO VIAL Y SU RELACIN CON LA RUGOSIDADLas caractersticas funcionales de una va tienen gran incidencia en las condiciones de seguridad y comodidad, lo que afecta econmicamente a los costos de operacin y mantenimiento. Las irregularidades que presenten las vas tienen relacin directa con los costos de operacin de los vehculos, por consiguiente afecta la velocidad, el desgaste de las llantas y el consumo de combustible. Estas irregularidades aparte de ocasionar desgastes en los vehculos modifican el estado de esfuerzos y deformaciones en la estructura de la va.

La calidad de un pavimento se puede entender como la capacidad estructural que soporta a diferentes solicitaciones, asimismo como la comodidad que siente el usuario al transitar sobre el pavimento. Se cuantifica sta capacidad efectundose mtodos debidamente normados tales como: la extraccin de testigos, ensayos de calidad de agregados, ensayo de abrasin, etc. y la comodidad del usuario se cuantifica en forma relativa de acuerdo a su percepcin, la cual tiene relacin directa con las irregularidades superficiales del pavimento.

El ndice de Rugosidad Internacional (IRI), fue aceptado como estndar de medida de la regularidad superficial de un camino por el Banco Mundial en el ao 1986, siendo obtenida por medio de una correlacin con cualquier equipo de medicin de rugosidad. El IRI puede ser entendido como una especificacin de construccin o el estado del pavimento, est orientado al mantenimiento cuya incidencia se centra en funciones de aspectos econmicos (IRI vs costos de usuarios), sociales (opinin de los usuarios) y tcnicos (gestin de carreteras, costos de conservacin vs costo Unitario). ([footnoteRef:3]) [3: GRACIELA FRATELLI Mara. (2005). Fundaciones y Muros. Venezuela.]

E.COMPORTAMIENTO TPICO DE LA CONDICIN SUPERFICIAL EN FUNCIN DEL IRILos factores que afectan la condicin superficial (de manera principal el trfico de vehculos y las precipitaciones pluviales) ocasionan una disminucin no lineal en la calidad superficial en funcin de la rugosidad dividindose en tres etapas, donde la primera tiene un deterioro poco significativo en los primeros aos; la segunda presenta desgaste ms acusado y la tercera significa una etapa de deterioro acelerado, en pocos aos el nivel de servicio cae de forma importante, por esta razn va a llegar a un costo significativo de mantenimiento del camino y como lmite puede ser necesaria una reconstruccin total del mismo.Figura 9: Avance del deterioro de un camino respecto al tiempo.

F.EVALUACIN DE LAS CONDICIONES DE LA VA La condicin de la superficie de la va est relacionada con varios factores como: Integridad estructural, capacidad estructural, fallas o defectos y su nivel de deterioro. La evaluacin cualitativa y/o cuantitativa de algunos factores puede exigir uso de equipos costosos. Pero estos factores pueden evaluarse en forma emprica mediante la observacin, para esto se debe tener en cuenta la experiencia de campo del profesional encargado. Estas observaciones pueden plasmarse en el ndice de la condicin de la va no pavimentada (ICVNP): basado en una escala que va desde 0 hasta 100. Con esto se indica la integridad de la va y sus condiciones de operacin, se determina a travs de la medicin de los defectos de la superficie de la va.

G.NIVELES DE INTERVENCINSon las actividades que se realizan en la va con la finalidad de evitar el deterioro de la infraestructura del camino, tiene diversos niveles que van desde una intervencin sencilla hasta una ms costosa.

Obras de conservacin rutinaria: actividades de carcter preventivo que se ejecutan para conservar la calzada, el sistema de drenaje, la sealizacin y obras de arte. En general se realizan durante todo el ao para evitar el deterioro de la va y garantizar la transitabilidad. Obras de conservacin peridica: acciones que se realizan para reconformar y restablecer las caractersticas en la superficie de rodadura. Generalmente se repiten en periodos de ms de un ao de acuerdo a la influencia del trfico. Obras de conservacin puntual: son trabajos aislados que corrigen un defecto funcional o estructural. Del mismo modo tambin sirve para eliminar un riesgo que se pueda prevenir. Trabajos de emergencia: conjunto de actividades que se realizan para devolver la transitabilidad en una va donde ha sido afectada por eventos extraordinarios o fuerza mayor.

2.2.5 PROGRAMA PROYECTO PER Es un programa de infraestructura vial, diseado por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones con el objetivo de mejorar las vas de integracin de corredores econmicos, el cual trabaja ejes de desarrollo para elevar los niveles de competitividad en zonas rurales, redes viales nacionales, departamentales y vecinales. Establece la contratacin de actividades de conservacin vial a empresas que controlen por niveles de servicio en un tiempo de 3 aos a ms, desarrollando as un mantenimiento preventivo de tal manera que evita el deterioro prematuro de las vas.

ste programa desarrolla la mejora continua de nuestra red vial y se conceptualiza hacerlo en 3 fases: Fase I, se realiza mantenimiento peridico, rutinario por niveles de servicio y por emergencias. Fase II, se uniformizan los anchos de calzada de acuerdo a nuestra norma y cuando se incremente considerablemente el trfico se iniciar la Fase III. Fase III, se construye la obra definitiva.

Figura 10: Esquema de fases Programa Proyecto Per

Fuente: MTC

En el periodo 2006 - 2009 Provias Nacional implement 10 contratos de conservacin de niveles de servicio que abarc alrededor de 3 mil kilmetros de carreteras en intervencin. Asimismo cuando se contrate la totalidad de los corredores viales se asegurar la transitabilidad de alrededor del 60% de la red vial nacional.

2.2.6 CONTRATOS PARA LA CONSERVACIN VIAL POR NIVELES DE SERVICIO Lo contratos de conservacin vial por niveles de servicio tienen como objetivo general alcanzar un adecuado nivel de transitabilidad, confort y seguridad de la red vial nacional a travs de la ejecucin permanente de actividades de conservacin rutinaria, conservacin peridica, reparaciones menores, relevamiento de informacin y atencin de emergencias viales, mediante la contratacin de servicios de conservacin vial por niveles de servicio con plazos superiores a tres aos. En la medicin de niveles de servicios se evalan: calzada, bermas, zonas laterales (derecho de va), drenaje y estructura vial. Utiliza la inspeccin visual como forma de medicin.

Cuadro 2: Medicin de niveles de servicioVariable Indicador Forma de Medicin Tolerancia

Calzada - Limpieza - Baches - Encalaminado Inspeccin Visual En camioneta En camioneta -Siempre Limpia libre de escombros - No Baches Cero Huecos -20% longitud

Bermas - Limpieza - Baches Inspeccin visual -Siempre Limpia libre de escombros - No Baches Cero Huecos

Zonas Laterales (Derecho de va) - Roce -Taludes y Terraplenes Inspeccin visual -Altura Mxima. 0.30 M. -Debern presentarse sin deformaciones, asentamiento o erosin alguna.

Drenaje - Cunetas - Alcantarillas -Bajadas de Agua - Badenes Inspeccin visual -Siempre limpias, libre de residuos slidos, vegetacin y cualquier otro elemento que cauce obstculo

Estructuras Viales Puentes y Pontones Muros Inspeccin visual -Siempre Limpios y libre de obstculos -Drenes Abiertos

2.2.7 LOS EFECTOS DE LOS ADITIVOS EN EL DISGREGAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE RODADURA A.ADITIVOS QUMICOS Y SU RELACIN CON EL MANTENIMIENTO a)Estabilizacin y su efecto en el disgregamiento superficial y la emisin de polvoLa estabilidad en el disgregamiento de la superficie de rodadura de un suelo est en funcin a un adecuado suelo de fundacin, de su resistencia a las descargas laterales y de su resistencia a las repetidas cargas de las condiciones en estados hmedos o secos. Los suelos granulares por sus caractersticas fsicas (angulosidad) tienen gran capacidad de desarrollar el rozamiento interno que pueda resistir la descarga lateral; por el contrario la estabilidad de los suelos de grano fino es muy dependiente de la humedad. ([footnoteRef:4]) [4: WILLIAM D. PATERSON. (2006). Road Deterioration and Maintenance Effects: Models for Planning and Management. USA.]

Los aditivos estabilizadores de suelos se utilizan para mejorar las propiedades (mejorar y mantener el contenido de humedad, aumentar la cohesin, impermeabilizar y ser agente estabilizador) de suelos no deseables. Los estabilizadores que suprimen el polvo se consideran aditivos debido a que producen cambios en las caractersticas del suelo. En caminos no pavimentados el control del polvo y la estabilizacin de la superficie de la carretera suelen ir de la mano; donde la superficie de la carretera es estabilizada para evitar la prdida de finos con la finalidad de tener mejor confort y mayor seguridad previniendo el deterioro de la superficie de rodadura y reducir los costos de mantenimiento. b)Estabilizacin de suelos Definiciones previas. Segn la normativa peruana la estabilizacin agrupa a un concepto general que considera el mejoramiento de las propiedades fsicas y/o mecnicas de un suelo a travs de procedimientos mecnicos y/o fsico-qumicos. Se puede decir que la estabilizacin es el proceso mediante el cual se someten los suelos naturales a cierta manipulacin o tratamiento para corregir alguna deficiencia o alterar sus propiedades fsicas o mecnicas, de modo que se incremente o mejore un suelo, capaz de soportar los efectos del trnsito y las condiciones de clima ms severas dndole estabilidad en cualquier condicin de tiempo y servicio. Objetivo de la estabilizacin. La estabilizacin de suelos tiene por objeto procurar por diversos medios la estabilidad de ellos para cualquier condicin de tiempo y de servicio. Se entiende por estabilidad a la permanencia en el tiempo de las caractersticas mecnicas obtenidas al momento de la construccin. Estos medios o procesos van desde la incorporacin a los suelos de materiales o nuevos elementos que proporcionen estabilidad, hasta la formacin de verdaderos mecanismos de defensa contra la accin de las fuerzas climticas. La estabilizacin significa entonces, no solo llegar a un estado del suelo con suficiente resistencia a la accin destructora y deformante de las cargas, sino tambin asegurar la permanencia de ese estado a travs del tiempo. Este ltimo aspecto del proceso tiene fundamental importancia, ya que de su existencia, depende la existencia del primero.

Factores que influyen en la estabilizacinLas propiedades de los suelos estn influenciadas por varios factores que pueden agruparse:

a) Factores en su composicin: Tipos y cantidades de minerales en la estructura del suelo. Tipos de cationes absorbidos. Forma, tamaos y distribucin de las partculas de suelos (granulometra). Cantidad de agua en los poros.

b) Factores ambientales: Contenido de humedad. Densidad. Presin atmosfrica. Temperatura. Estructura del suelo. Cantidad de precipitacin y evaporacin. c)Factores externos: Velocidad del vehculo. Nmero de ruedas por vehculo. Nmero de vehculos. Peso del vehculo.

Tipos de estabilizacinUna clasificacin propuesta segn Winterkorn es: Estabilizacin mecnica, implica el tratamiento y la compactacin de los suelos para su densificacin. Estabilizacin fsica, comprende en buscar un buena granulometra usando materiales granulares o cohesivos. Estabilizacin qumica encierra los cambios que se le dan a las propiedades del suelo mediante el uso de agentes cementantes, ligantes asfalticos o humectantes para lograr una adecuada estabilidad.

B.ESTABILIZACIN QUMICA Se define como la compactacin o impermeabilizacin del suelo por la reaccin o precipitacin de sustancias qumicas cuando estn en contacto con el suelo. Se lleva a cabo sin slidos en suspensin. Las sustancias qumicas aplicadas al estar en contacto con el suelo se solidifican (catlisis qumica) y forman geles que actan como ligantes a la fraccin gruesa. Entre los elementos reaccionantes tenemos los silicatos de sodio u otros silicatos solubles que activados con cidos o sales metlicas, como acetato de etilo o cloruro de calcio, forman geles de slice que al evacuar el agua se constituyen en slices slidos. Otros geles duros solidifican de inmediato tales como los precipitados de silicatos de calcio y no permiten ninguna manipulacin. ([footnoteRef:5]) [5: RAFAEL MENNDEZ, Jos. (2003). Oficina Internacional del Trabajo. Manual Tcnico de Mantenimiento Rutinario con Microempresas. Lima-Per.]

De las resinas sintticas (caucho, urea, cromo lignina, los copolmeros de acetatos polivinlicos o la analina que es un derivado liquido del alquitrn de hulla) se pueden obtener geles flexibles o plsticas. Asimismo tambinse puede obtener del procesamiento del maz o residuos de la fabricacin del papel. Las resinas sintticas son en su mayora viscosas y endurecen lentamente al polimerizarse hasta formar un slido elstico (gel flexible). Sirven para impermeabilizar suelos no cohesivos, mejorar la resistencia e impedir la prdida de humedad por evaporacin.

C. CLASIFICACIN DE LOS ADITIVOS Los aditivos estabilizadores podramos agruparlos de la siguiente forma:

Cuadro 4: Clasificacin de aditivos estabilizadores (segn su origen).Absorventes de agua Cloruro de calcio

Cloruro de sodio

Cloruro de magnesio

Derivados del petrleo Emulsiones Asflticas

Lquidos asfalticos

Emulsiones de asfalto modificado

No derivados del petrleo Grasa de animales

Lignosulfatos

Melaza-azcar de beterraga

Emulsiones de aceite de tallos

Aceite vegetales

Electroqumicos Enzimas

Productos inicos

Aceite sulfonados

Polmeros sintticos Acetato polivinilico

Vinil acrlico

Aditivos de arcilla Bentonita

Montmorillonita

D.BREVE DESCRIPCIN DE LOS ADITIVOS ESTABILIZADORESa)Absorbentes de agua Cloruro de calcio Atributos- Capacidad para absorber el agua desde el aire, est en funcin de la temperatura y humedad relativa; por ejemplo, en 25C (77F) comienza a absorber agua. -Aumenta la tensin superficial de la pelcula de agua entre las partculas, ayuda a frenar la evaporacin y adems aumenta la compactacin del suelo conformado. - El camino tratado puede ser conformado y compactado con menos preocupacin por perdida de humedad y densidad.

Limitaciones - Requiere un mnimo nivel de humedad a absorber la humedad del aire. - No tiene buen desempeo como el cloruro de magnesio en largos perodos de sequa. - Mejor desempeo que el cloruro de magnesio cuando est presente una alta humedad. - Ligeramente corrosivo al metal, altamente al aluminio y sus aleaciones, atrae humedad, prolongando as perodo activo de corrosin.

Aplicaciones - Generalmente 1 o 2 tratamientos por sesin. - Aplicacin inicial: A granel de 0.5 a 1.1 kg/m2 (1.0 a 2.0 lb/yd2), tpica aplicacin de 0.9 kg/m2 (1.7 lb/yd2) con 77% de pureza. - Lquido: 35 to 38% residual que va de 0.9 a 1.6 L/m2 (0.2 a .35 g/yd2) la aplicacin tpica es 38% residual de concentracin aplicada sin diluir (1.6 L/m2 (0.35 gr./yd2) - Posteriormente aplicar de 1/2 a 1/3 de la dosis inicial.

Fuente -Constituidos por productos en forma de salmuera hecho de carbonato de sodio del proceso de la soda amoniaco y del bromo de salmueras naturales. - Viene de tres formas: A granel o de tipo I de 77a 80% de grano puro o de tipo II de 94 a 97% de pureza. Lquido transparente de 35 a 38% en peso.

Impacto Ambiental -Impacto en la calidad del agua: generalmente insignificante si en la zona existe entre rea tratada y agua. -Impacto en el agua dulce: pueden desarrollar en cloruro concentraciones tan bajas como 400 ppm para la trucha, hasta 10,000 ppm para otras especies de peces.- Impacto en las plantas: Algunas especies son susceptibles como el pino, cicuta, lamo, cenizas, fresno y areces son potenciales preocupaciones en derrames de lquidos concentrados.

Cloruro de magnesio Atributos Comienza a absorber el agua desde el aire en un 32% de humedad relativa independientemente de la temperatura. Ms eficaz que la solucin de cloruro de calcio debido al incremento de la tensin superficial resultando una superficie durable cuando seca. Tratado el camino puede ser reclasificado y recompactado con menos preocupacin por prdida de humedad y densidad.

Lmites Requiere mnimo nivel de humedad para absorber la humedad del aire. Ms adecuado en climas ridos. En soluciones concentradas es muy corrosiva para el acero (nota: algunos productos pueden contener un corrosivo aditivo inhibidor); atrae humedad, prolongando as perodo activo de corrosin.

El agua de lluvia tiende a filtrarse superficialmente debido a la presencia de cloruros solubles. Con presencia de altos contenidos elevados de finos en materiales tratados, la superficie puede volverse resbaladiza cuando llueve. Eficacia cuando al menos del 20% de la solucin siendo su eficiencia similar al agua.

Aplicacin Generalmente de 1 a 2 tratamientos por sesin. Aplicacin inicial: del 28 a 35% residual 1.4 a 2.3 L/m2 (0.30 a 0.50 gr./yd2), su aplicacin tpica es de 30% de la concentracin residual aplicada sin diluir de 2.3 L/m2(0.5gr./yd2).

Fuente Se produce naturalmente de rocas de sal y salmueras.

Impacto ambiental Impacto en la calidad de agua: generalmente insignificante si existen coberturas propias cerca al rea tratada y agua. Impacto en el agua dulce: pueden desarrollar el cloruro concentraciones tan bajas como 400 ppm para la trucha, hasta 10,000 ppm para otras especies de peces. Impacto en plantas: algunas especies son sensibles como el pino, cicuta, lamos, fresnos, abeto, y arce. Especialmente atencin con los derrames.

Cloruro de Sodio Atributos Comienza a absorber el agua desde el aire en 79% de humedad relativa independiente de la temperatura. Aumenta tensin superficial ligeramente menos que el cloruro de calcio.

Lmites Requiere mnimo nivel de humedad para absorber la humedad del aire. Moderadamente corrosiva para el acero en las soluciones diluidas. Tiende a no demorarse el fluido en superficie de aplicacin. Aplicacin Generalmente de 1 a 2 tratamientos por sesin. Dosis elevadas con respecto al tratamiento de calcio.

Fuente Se extrae naturalmente como roca de sal y salmueras.

Impacto Ambiental El mismo que el cloruro de calcio.

b) Productos orgnicos derivados del petrleoAtributos Une y aglomera las partculas de la superficie debido a que el asfalto tiene propiedades adhesivas. Sirve para impermeabilizar el camino.

Limitaciones Bajo condiciones secas algunos productos no podrn mantener su resistencia. Si tiene demasiados finos en superficie y superior en asfaltos, puede fragmentar la corteza bajo el trfico en climas hmedos. Algunos productos son difciles de mantener.

Aplicacin Generalmente de 1 a 2 tratamientos por sesin. De 0.5 a 4.5 L/m2 (0.1 a 1.0 g/y2) dependiendo de la condicin de la superficie de rodadura, y del productos. Las emulsiones de alta viscosidad son usadas para clasificar los materiales superficiales. Seguidamente: Aplicar reduciendo la dosis inicial.

Fuente Asfalto mezclado: SC-70. Emulsiones Asflticos: SS-1, SS-1h, CSS-1,or CSS-1h. mezclado con 5 partes de agua por volumen. Emulsiones asflticos modificados y emulsiones de aceites. Aceites minerales.

Impacto Ambiental Gran variedad de componentes en estos productos son txicos. Productos derivados del petrleo podran ser txicos. Necesidad del producto para un anlisis especfico. Preocupaciones con derrames y lixiviacin antes de que el producto cure.

c) Productos no derivados del petrleo Derivados de la lignina Atributos Une partculas de la superficie. Aumenta enormemente la resistencia del material bajo condiciones secas. Se conserva eficazmente con baja humedad durante largos perodos secos. Con altas cantidades de arcilla, tienden a permanecer ligeramente plsticos permitiendo reacomodarse y compactarse con trfico adicional.

Limitaciones Puede provocar la corrosin de aluminio y sus aleaciones. La accin ligante en la superficie podr reducirse o completamente destruirse por fuertes lluvias, debido a solubilidad de los slidos en el agua. Se vuelve resbaladizo cuando llueve y frgil cuando no hay lluvia. Difcil mantener como una superficie resistente, pero puede hacerse bajo adecuadas condiciones de humedad.

Aplicacin Generalmente de 1 a 2 tratamientos por sesin. Aplicacin inicial es de 10 a 25% residual de 2.3 a 4.5 L/m2 (0.5 a 1.0 gr. /yd2), tpica aplicacin es de 50% residual concentracin aplicada sin diluir de 2.3 L/m2 (0.5 g/y2) o 50% de concentracin residual aplicada diluido de 1:1 peso/agua de 4.5 L/m2 (1.0 gr. /yd2). Pueden ser ventajosos para emplear en dos aplicaciones. Tambin viene en forma de polvo que se mezcla 1 kg a 840 litros (1 libra a 100 galones) de agua y luego rociarse.

Fuente Producto del agua del licor del proceso del papel sulfito, contiene lignina en solucin. Su composicin depende de las materias primas (principalmente pasta de madera) y productos qumicos utilizados para extraer celulosa; activa constituyente es neutralizado lignina cido sulfrico que contengan azcar.

Impacto Ambiental Impacto en la calidad del agua: ninguno. Impacto en el agua dulce: puede ser elevado por filtraciones a los ros. Potencial inters con derrames.

Azcar - Melaza derivados de extracto de remolacha Atributos Proporciona temporalmente aglutinamiento a las partculas en la superficie.

Limitaciones Disponibilidad limitada.

Aplicacin Sin investigar.

Fuente Procesamiento industrial del azcar de beterraga.

Impacto Ambiental Impacto en la calidad del agua: desconocido. Impacto en agua de rio: desconocido. Impacto en plantas: desconocidos, sin conocimiento.

Aceite derivados de los tallos. Atributos Superficie se adhiere juntando partculas. Aumenta enormemente la cohesin del material bajo condiciones secas. Limitaciones La accin ligante en la superficie puede reducirse o completamente destruirse por una larga exposicin a las fuertes lluvias, debido a solubilidad de los slidos en el agua. Difcil de mantener en superficies resistentes.

Aplicacin Generalmente 1 tratamiento cada pocos aos. De 10% a 20% de la solucin residual de 1.4 a 1.5 L/m2 (0.3 a 1.0 gr. /yd2); aplicacin tpica de 40 a 50% de la concentracin residual aplicada diluida en la proporcin de 1:4 peso/agua de 2.3 L/m2 (0.5gal/yd2).

Fuente Producto del proceso de destilacin del papel (sulfato).

Impacto Ambiental Impacto en la calidad de agua: desconocido. Impacto en el agua de rio: desconocido. Impacto en las plantas: desconocido.

Aceites vegetales (no derivados del petrleo) Atributos Aglomera la superficie partculas.

Limitaciones Disponibilidad limitada. Se oxida rpidamente entonces se vuelve frgil.

Aplicacin Generalmente 1 tratamiento por sesin. Tasa de aplicacin vara segn el producto, tpicamente estn de 1.1 a 2.3 L/m2 (0.25 a 0.5gr. /yd2). Producto clido y el ms rpido para la penetracin.

Fuente Algunos productos: aceite de soya, algodn, aceite de semillas, y aceite de linaza.

Impacto Ambiental Impacto en la calidad de agua: desconocido. Impacto en agua de rio: Algunos productos han sido probados y tienen bajo impacto.

d) Derivados electroqumicosAtributos Cambios caractersticos del tamao de las partculas de arcilla. Generalmente efectiva independientemente de las condiciones climticas.

Limitaciones Su rendimiento depende de la mineraloga fina de las arcillas. Necesita ms tiempo para reaccionar con la fraccin fina. Vida til limitada.

Aplicacin Generalmente diluido 1 parte del producto a cualquier parte de 100 a 600 partes de agua. El producto diluido tambin es usado para compactar la superficie escarificada.

Fuente Productos tpicos: aceites sulfonatados, Cloruro enzimticos de amonio, productos inicos.

Impacto Ambiental El producto necesita anlisis especfico. Algunos productos son altamente cidos en la forma sin diluir.

e) Derivados de polmeros sintticosAtributos Une las partculas de la superficie debido a las propiedades adhesivas de los polmeros.

Limitaciones Dificultades de mantenimiento para superficies resistentes.

Aplicacin Generalmente 1 tratamiento cada pocos aos. De 5 a 15% residual de solucin de 1.4 a 4.5 L/m2 (0.3 a 1.0 g/y2). Aplicacin tpica es de 40 a 50% residual de la concentracin aplicada. Diluida: 1:9 peso en agua de 2.3 L/m2 (0.5 gal/y2).

Fuente Proceso de fabricacin por producto de la cinta adhesiva. Tpicamente de 40 a 60% del slido.

Impacto Ambiental En la Calidad de agua: ninguno. En el agua dulce: Generalmente bajo. En las plantas: ninguno. Necesita anlisis especfico.

f) Aditivos de la arcilla Atributos Aglomera con finas partculas de polvo. Generalmente aumenta la cohesin del material bajo condiciones secas. Limitaciones Si tiene alto contenido de finos la superficie del material tratado puede volverse resbaladiza cuando llueve.

Aplicacin Generalmente 1 tratamiento cada 5 aos. Su tpica aplicacin es de 1 a 3% en peso seco.

Fuente Minas naturales de yacimientos de arcilla.

Impacto Ambiental Calidad del agua: desconocido.

E.METODOS DE APLICACIN DE LOS ADITIVOS Existen metodologas de aplicacin para los aditivos que se usan en la estabilizacin:

Aplicacin superficial o tpicamente rociada, implica rociar superficialmente despus de haber sido conformada la superficie. Su tiempo de aplicacin es corto y requieren ms aplicaciones para lograr su efectividad. Aplicaciones mezcladas in situ o aplicaciones ntimas, se mezcla el aditivo con el suelo insitu previamente tratado utilizndose equipos especiales. Esa mezcla puede realizarse en la cantera y luego ser colocada en campo. Por otro lado la aplicacin ntima se realiza cuando se escarifica el material existente o se coloca material procesado de cantera, siendo el proceso de mezclado y homogenizacin realizada con la motoniveladora, mezcladoras, mquinas de arado, etc. ([footnoteRef:6]) [6: MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2000). Norma Especificaciones Generales. EG 2000. Lima Per.]

F. CLASIFICACIN DE ADITIVOS QUMICOS Segn el tipo de materialesCuadro 5: Clasificacin de aditivos qumicos(segn el tipo de materiales)Tipo de Materiales

Ligantes asfalticos: - Emulsiones asflticas

- Asfalto espumado

Cementantes: - Cemento

- Cal

- Cenizas

Compuestos qumicos no tradicionales:-Aditivos (orgnicos y sintticos)

- Sales (Cloruro de Calcio, Sodio y magnesio

G.CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE LOS ADITIVOS QUMICOS Dentro de los aditivos qumicos que existen (tradicionales y no tradicionales) no se ha encontrado criterios para la seleccin de estos, es por ello que se debe analizar no slo en el laboratorio, sino en in situ para ser sometidos a los esfuerzos reales de trfico, drenaje y factores externos del medio ambiente. Para los aditivos qumicos deben analizarse bsicamente dos caractersticas del suelo: a) ndice de plasticidad y b) Porcentaje que pasa la malla N200.

H. CLORURO DE CALCIO a) Aditivo en base a cloruros Los compuestos a base de cloruros bsicamente tienen propiedades higroscpicas y delicuescentes dndole al suelo un estado de humedad y resistencia. Pueden ayudar a la compactacin ligando las partculas del suelo y reduciendo la friccin entre ellas. Introducen un catin divalente que puede afectar las fracciones de arcillas reduciendo el espaciamiento, aumentando la floculacin; es decir se aglutinan sustancias coloidales presentes en el medio que forman aglomeraciones que contribuyen a su mayor resistencia.

Los cloruros aumentan significativamente la tensin superficial lo que provoca una aparente cohesin dentro de la matriz del suelo aumentando as su resistencia. Otro efecto que ocasionan los cloruros es reducir la presin de vapor en su estructura interna, as con menor presin los suelos se mantienen con mayor humedad que es uno de los factores que impiden el deterioro y degradacin de la superficie de la carretera. Estos aditivos son eficaces para atraer o mantener la humedad (por encima del 29 a 40%) y est relacionado con la temperatura ambiente. Las principales desventajas de estos aditivos es que son solubles al agua y fcilmente llevados por las lluvias. Tambin son corrosivos con la mayora de los metales (depende de la temperatura, humedad y concentracin). ([footnoteRef:7]) [7: MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2009). Manual de conservacin de carreteras no pavimentadas de bajo volumen de trnsito. Lima Per.]

b) Cloruro de calcio El cloruro de calcio se obtiene como un subproducto en forma de salmuera en algunos procesos industriales, aunque tambin se puede obtener de algunos pozos naturales, siendo la fuente ms comn el obtenido en la elaboracin de carbonato de sodio mediante procedimientos qumicos. La solubilidad del cloruro de calcio es de 60 g aproximadamente, por cada 100 c.c. de agua destilada a 0 C, o de 159 g aproximadamente, por cada 100 c.c. de agua destilada a 100 C. Se ha demostrado que con la adicin de cloruro de calcio disminuyen las fuerzas de repulsin entre las arcillas. Hay autores que inclusive aseguran que la pelcula de agua que rodea a las partculas se ve elctricamente reforzada con la adicin del cloruro de calcio, a tal grado que se incrementa notablemente la cohesin aparente. Como en el intercambio catinico se sustituye un in Ca++ por 2 iones Na+, la doble capa se ve reducida en su espesor lo que hace que se reduzca el potencial elctrico y en consecuencia se reduzcan las fuerzas de repulsin entre las partculas. Se ha encontrado un incremento en los pesos volumtricos hasta en un 11% con la adicin de 0.5 a 3% de cloruro de calcio, segn el tipo de suelo. Sin embargo, existen datos que reportan disminuciones en el peso volumtrico con respecto a un suelo arcilloso que no contenga el cloruro de calcio. As tambin se tiene que el cloruro de calcio ayuda a mantener constante la humedad en un suelo pero desafortunadamente esta sal es muy fcilmente lavable. Se reduce la evaporacin y es capaz de absorber hasta 10 veces su propio peso cuando las condiciones de humedad son altas en el medio ambiente, lo que permite mantener dicha humedad en sus dos terceras partes durante un da de calor seco, lo que hace de esta sal un producto muy eficaz cuando se trata de evitar la formacin de polvo en terraceras, lo aceptable por el Cuerpo de Ingenieros para el caso de caminos con trnsito muy ligero. ([footnoteRef:8]) [8: MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. (2001). Norma Peruana de Diseo Geomtrico. DG 2001. Lima Per.]

Sin embargo que existen limitaciones para el empleo del cloruro de calcio, entre las ms importantes se tienen: -En el medio ambiente se tenga una humedad relativa superior al 30%. -Se tengan minerales que pasen la malla 200 y que estos reaccionen favorablemente con la sal. -El nivel fretico no se encuentre a distancias que provoquen la emigracin de la sal.

Especificacin del producto -Producto comercial en nuestro medio: QUIM KD 40. -Fabricante: Quimpac S.A. -Especificacin del fabricante: Es un producto que tiene como compuesto bsico el cloruro de calcio, el cual tiene como complemento la participacin de aditivos que permiten darle al producto final el aspecto, equilibrio y la calidad requeridos para cumplir eficazmente con las aplicaciones especficas a las que est dirigido.

c) Requerimientos mnimos Los aditivos qumicos requieren ciertos parmetros que deben cumplir los suelos y el agua a utilizarse en el proceso constructivo.

Cuadro 6: Requerimientos mnimos para el aditivo de cloruro de calcioRequerimientoResultado

%finos mayores al 18%22.44%

IP (entre 4 y 10%)9.12

PH agua (entre 5.5 a 8)7.03

Fuente: Especificaciones Tcnicas Cloruro de Calcio - QUIMPAC S.A.

d) Dosificacin recomendada El proveedor de estos productos qumicos recomienda usar la siguiente dosificacin:

Cuadro 7: Dosificaciones de ClCa2 para alto trfico vehicularProducto qumico Dosificacin

ClCa2 4 Kg/ m2

Fuente: Especificaciones Tcnicas Cloruro de Calcio - QUIMPAC S.A. I. ENZIMA PZ 22X a) Aditivos en base a enzimas Las enzimas son sustancias (grandes molculas de protenas) derivadas de las plantas y animales, que aceleran las reacciones qumicas (catalizadores qumicos). Son clulas vivas biodegradables y tiene efecto de acelerar las reacciones qumicas sin sufrir ningn cambio; funcionan agregando la molcula del sustrato (tal como una partcula de alimento o molcula de azcar) a un sitio molecular especfico, de manera que las fuerzas electrostticas de los tomos cercanos reducen drsticamente la energa necesaria para unirse y reformar los enlaces qumicos apropiados. Puesto que las molculas de las enzimas son mucho ms grandes que las de sus sustratos, su accin cataltica ocurre solamente en un pequeo punto activo de la enzima. El sustrato y la enzima coinciden en el punto activo como la cerradura y la llave. A esto se le atribuye la especificidad de la enzima por un sustrato en particular. Luego, el enlace qumico que mantiene unido el sustrato se debilita en el complejo activado del sustrato de la enzima y la molcula del sustrato se fragmenta en productos ms pequeos.

b) Enzima PZ 22X Producto en base a enzimas, en el cual se utiliza para estabilizar suelos plsticos-arcillosos. Las enzimas PZ-22X actan como catalizadores, debido a que la estructura de sus molculas contienen partes activas que aceleran el proceso de aglutinamiento de las arcillas, es as como PZ22X incrementa notablemente el proceso humectante del agua y provoca una accin aglutinante sobres los materiales finos, disminuyendo la relacin de vacios. La accin cohesiva de este proceso, produce una fuerte actividad cementante, formando finalmente un estrato resistente y permanente. ([footnoteRef:9]) [9: PABLO DEL GUILA RODRGUEZ. (2008). Desarrollo de la ecuacin de correlacin para la determinacin del IRI en pavimentos asfalticos nuevos utilizando el Rugosmetro Merln. X Congreso Ibero Latinoamericano del Asfalto, Sevilla, Espaa.]

Un suelo tratado con PZ22X que cuente con la suficiente cantidad de partculas finas cohesivas, es prcticamente no afectado por los cambios de humedad, debido a que la accin de enzimas genera que se aglutinen de forma que se disminuye parte de la relacin de vacios entre las mismas, logrndose con esto que el agua no penetre. Estos suelos tratados debido a que presentan una buena resistencia a los esfuerzos no se ven afectados por los ciclos de hielo y deshielo, descartando problemas de grietas o similares, sin embargo debido a la constante humedad a la que est expuesta la superficie de la carpeta en proceso de deshielo, es posible que se vea reblandecida en el primer centmetro de profundidad. El agua compromete lentamente la estabilidad del suelo tratado, es decir un camino construido con ste aditivo deber controlar los drenajes o desages para que no sufra inundaciones de su superficie, ya que esto producir el ablandamiento de los sectores donde se acumule el agua. Ante lluvias persistentes un camino tratado con PZ-22X se ve comprometido el primer centmetro por lavado del producto.

J. ESPECIFICACIN DEL PRODUCTO Producto comercial en nuestro medio: Zymplex PZ-22x. Fabricante: World Wide Enzymes Inc. Especificacin del fabricante.

La accin catalizadora de las enzimas incrementa el proceso humectante del agua. Esto provoca a la vez, una accin aglutinante sobre los materiales plstico-arcillosos y disminuye la relacin de vacos. Como resultado las partculas del terreno son densamente ms compactadas.

K. REQUERIMIENTOS MNIMOS Los aditivos qumicos requieren ciertos parmetros que deben cumplir los suelos y el agua a utilizarse en el proceso constructivo.

Cuadro 8: Requerimientos mnimos para el aditivo enzimticoRequerimientoResultado

%finos mayores al 18%22.44%

IP (entre 6 y 15%)9.12

PH agua (entre 5.5 a 8)6.96

Fuente: Especificaciones Tcnicas Zymplex PZ-22X-World Wyde Enzimes.

El proveedor de estos productos qumicos recomienda usar la siguiente dosificacin:

Cuadro 9: Dosificacin para alto trfico vehicular.Producto qumico Dosificacin

Enzimtico 1litro/30m3

Fuente: Especificaciones Tcnicas Zymplex PZ-22X-World Wyde Enzimes.

2.2.8 SECTORIZACIN Para poder evaluar la aplicacin ntima de los aditivos estabilizadores se buscar escenarios con iguales condiciones y as se podr comparar su efectividad.

A.CRITERIOS DE SELECCIN La influencia de la condicin de las carreteras en los costos de operacin de los vehculos es significativa. Estos costos son mnimos si las condiciones de circulacin son ptimas que se asocian con una carretera bien conservada, recta, en terreno plano y sin problemas de trnsito. La presencia de deficiencias en la superficie, de pendientes o grados de curvaturas inadecuados, afectan estas condiciones. Por lo tanto los criterios de seleccin sern escogidos en base a la geometra, a la morfologa y a la accin humana. Los factores que influyen en la conservacin vial de una carretera son: La geometra de la carretera (Curvatura media horizontal e inclinacin media), Accin del medio sobre la carretera (Las precipitaciones y la altitud) y la accin del trfico sobre la carretera (Flujo vehicular). ([footnoteRef:10]) [10: PETER BOLANDER, ALAN YAMADA. SAN DIMAS (2005). Technology and Development Center. San Dimas. California. USA. November.]

a) Geometra de la carretera. Segn los niveles establecidos, en el Safety at Road Geometry Standars in some European Countries, la inclinacin y el grado de curvatura se pueden calcular con el procedimiento establecido por el Banco Mundial en su publicacin Estimating Vehicle Operating Cost y otras publicaciones de la serie Highway Design and Maintenance (Manual del HDM III.) Inclinacin Media Se define como el promedio de metros ascendidos y descendidos que un vehculo circulando por la carretera realiza a lo largo de un tramo analizado. Se expresa en porcentaje (%) (metros por kilmetro).

Un tramo de carretera se clasifica utilizando la inclinacin media expresada en metros por kilmetro () como se muestra en la tabla siguiente:

Cuadro 10: Inclinacin media y su calificacinInclinacin media (%) Calificacin

0 a 8 Llano

8 a 20 Ondulado

20 a 30 Accidentado

Mayor a 30 Montaoso

Curvatura La curvatura horizontal analiza el trazado en planta y se define como el promedio de los ngulos entre alineaciones horizontales que un vehculo, circulando por la carretera, efecta a lo largo de su recorrido. Se expresa en grados por kilmetro.

Un tramo de carretera se clasifica utilizando la curvatura media expresada en grados por kilmetro como se muestra en la tabla siguiente:

Cuadro 11: Curvatura media y su calificacinCurvatura media (Grados/km) Calificacin

0 a 25 Rectilneo

25 a 50 Normal

50 a 75 Regular

Mayor a 75 Sinuoso

Figura 12: Esquema del clculo de los parmetros geomtricos.

Accin del medio sobre la carretera El clima, las precipitaciones y la altitud, adems del trfico, son los principales factores que influyen frecuentemente en el deterioro de una carretera.

Clima y Altitudes El clima y vegetacin del rea de influencia del proyecto vara con la altitud y la topografa. Segn la clasificacin del Dr. Carlos Nicholson, se localizan los siguientes tipos de climas: A)Clima Puna: Frio y seco con neblina durante la noche y primeras horas. Tiene un promedio anual de temperatura que oscila entre 5 y 10 C. Sobre los 4000 msnm precipitacin 600 a 1000 mm anuales. Presenta una flora como gramnea compuesta por ichu y vegetacin: Maz, trigo, cebada, papa, oca, caa de azcar y frutales. B)Clima Valles Interandinos: Con temperatura que oscilan entre los 6 y 18C y precipitaciones anuales debajo de los 4000 msnm que fluctan entre los 250 - 1000mm al ao. Presenta una vegetacin compuesta por: arbustos, matorrales y arboles (molle, sauce, eucalipto).

Segn el Dr. Javier Pulgar Vidal existen ocho regiones (Chala, Yunga, Quechua, Suni, Puna o Jalca, Janca, Rupa Rupa u Omagua) basndose en la existencia de pisos altitudinales o pisos ecolgicos que son funcin del clima, flora y fauna.

Precipitaciones De acuerdo a las caractersticas del terreno y del suelo, las lluvias generan la presencia de cursos de aguas, que producen impactos afectando su estabilidad, tanto de los terraplenes como en la superficie de rodadura.

Accin del trfico vehicular El trnsito de vehculos sobre la carretera es el factor que impacta sobre su estructura y, en especial, sobre su superficie de rodadura. Aspectos como el nmero de vehculos que usarn la carretera, sus caractersticas fsicas y operativas, su peso bruto y pesos por ejes, incluso la presin usada en sus neumticos, que influencia determinantemente sobre la decisin de elegir el tipo de superficie de rodadura y otras estructuras que deber tener la carretera a lo largo de su periodo de vida til. ([footnoteRef:11]) [11: ADDO Jonathan Q., PE, THOMAS G. SANDERS, Ph.D., PE, Melanie CHENARD, (2004). E.I.T. Road Dust Suppression: Effect on Maintenance Stability, Safety and the Environment (Phases 1-3), USA, Mayo.]

2.2.9 EVALUACIN DE LA EFICIENCIA TCNICA Y ECONMICA Para poder evaluar la eficiencia econmica, nos vamos a basar en dos parmetros o ndices de desempeo para poder comparar las aplicaciones de los aditivos qumicos estabilizadores con un sector patrn sin tratamiento alguno.

Estos parmetros son: El ndice de rugosidad internacional. El ndice de la condicin de va no pavimentada.

A. NDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL (IRI) Es un indicador estadstico de la irregularidad superficial del pavimento que representa la diferencia entre un perfil longitudinal terico y uno real en el instante de la medida. El perfil real es aquel perfil de una carretera recin construida que tiene un IRI >0 (en estado cero) y que en estado de servicio debido al paso del trnsito, va elevando dicho valor representando mayores irregularidades. Se determina mediante clculos matemticos realizado con las cotas de una lnea de perfil longitudinal, obtenidas por cualquier tcnica o equipo. ([footnoteRef:12]) [12: TOMAS G. SANDERS, Jonathan Q. Addo, (2000). Experimental Road Dust Measurement Device. Reviewed by the Highway Division. Journal of Transportation Engineering. USA, USA, November December.]

a) Ventajas El IRI es un modelo matemtico cuyo resultado no depende del mtodo y utilizacin de equipos en la medicin de un perfil. Se debe tener buena confiabilidad en las tcnicas o equipos y de la frecuencia del muestreo. La precisin de los equipos es un amplio tema de discusin para la medicin de la rugosidad. La longitud mnima para los sitios de prueba es de 320 metros y puede ser calculado para cualquier longitud de camino. La relacin que existe entre la variacin de la rugosidad en el camino y su longitud es promediada.

b) Equipo de rugosidad Merlin Equipo El equipo Merlin fue desarrollado por el Laboratorio Britnico de Investigacin de Transportes y Caminos (TRRL), este consiste en un bastidor metlico de 1.80 m. con una rueda de bicicleta en el frente, un pie de apoyo en la parte posterior y un apoyo intermedio que se deja descansar sobre la superficie del pavimento y sirve para medir la diferencia entre la lnea imaginaria que une la rueda de la bicicleta con el apoyo posterior.

Proceso de medicin Este procedimiento de medicin se har para muestras de 400 metros de longitud el cual se presenta a continuacin: Se estacar el inicio y el fin de la va. Se colocarn conos de seguridad por carril a medir de la va para la seguridad del personal. ([footnoteRef:13]) [13: FACULTAD DE INGENIERA. (2005). Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. Estabilizacin de Suelos. Argentina.]

En todo momento el instrumento debe reposar sobre el camino apoyado sobre 3 puntos fijos no variables: La rueda, el apoyo fijo trasero y el estabilizador para ensayo. La posicin del puntero del equipo nos va a marcar lecturas que van de 1 a 50. La medicin es continua y se recomienda ir a 2 km/hora.

Figura 23: Esquema del equipo Merlin

Se estaciona el equipo en la estaca inicial esperando que el puntero se estabilice y luego realizaremos la lectura de acuerdo a la escala del tablero que es anotada por el auxiliar, luego siguiendo las huellas exteriores del trfico por un carril de la va. El operador tomar las manijas del equipo y avanzar hasta completar una vuelta de la rueda; se puede colocar una marca en la llanta para que el operador pueda distinguir la vuelta completa de la llanta de tal manera que aseguremos que se cumplan los 2 metros de intervalos por medicin. Este proceso se repetir 200 veces y luego se medir de la misma manera en el otro carril. Para la medicin de la rugosidad se utilizarn el panel de divisiones que consta de 50 divisiones el cual va a servir para medir los 200 datos. La divisin 25 debe ser tal que debe corresponder a la posicin central del puntero cuando coincide con la cuerda promedio, de tal forma si las dispersiones son bajas es decir si las medidas son iguales o cercanas a 25 entonces podemos decir que existe una baja rugosidad, caso contrario sera si el puntero se aleja de la posicin central muchas veces (dispersiones altas) entonces intuitivamente nos da a entender que el perfil tiene muchas inflexiones o irregularidades. ([footnoteRef:14]) [14: TOMAS G. SANDERS, JONATHAN Q. ADDO, ALEX ARINIELLO, AND WILLIAM F. HEIDEN, (2007). Review by the Highway Division, Relative Effectiveness of Road Dust Suppressants, Journal of Transportation Engineering.USA, September-October.]

Ecuaciones de Correlaciones La TRRL desarroll una correlacin a travs de una simulacin computarizada de diferentes perfiles topogrficos de secciones de ensayo usadas para el ensayo del IRRE (International Road Roughness Experiment) con auspicio del Banco Mundial realizado el 1982 en Brasil. En este ensayo se pudo obtener una correlacin de la rugosidad entre las unidades MERLIN y la rugosidad en unidades IRI.

El proceso fue de simular computacionalmente la operacin del MERLIN en cada seccin para los cuales se cuenta con la rugosidad en unidades IRI y en unidades BI (Bump Integrator) por tanto con esa base de datos se pudo correlacionar mediante una regresin lineal como se muestra en la siguiente ecuacin:

IRI = 0.593 + 0.0471 D (1) donde: IRI: ndice de Rugosidad Internacional, m/km. D: Rugosidad en unidades MERLIN, mm.

Esta ecuacin de correlacin dada por el TRRL est basada en base a mediciones de rugosidad para 27 secciones de ensayo (8 en pavimentos asfalticos, 5 en tratamientos superficiales, 7 en superficies de grava y 7 sobre superficies de tierra). Los resultados de las rugosidades en escala IRI varan de 2.44 y 15.91 m/km y en unidades MERLIN varan de 41.5 y 332.4 mm.

Estos resultados nos muestran que los valores del IRI son altos por tanto la base de datos a la cual se analiz es de pavimentos con deformaciones avanzadas, evidenciando as la falta de mediciones para pavimentos nuevos o recin construidos. Entonces la correlacin para el equipo MERLIN desarrollada por la TRRL fue pensado para la evaluacin de rugosidad en pavimentos muy deteriorados para el clculo de los costos de operacin de los vehculos en pases de tercer mundo. Las principal limitacin de sta ecuacin es que solo se puede aplicar a pavimentos de rugosidad mnima de 2.4 mm/km. Dado que el modelo matemtico no considera rangos de rugosidad menores a 2.4 los pavimentos poco deformados o recin construidos no se podrn caracterizar. ([footnoteRef:15]) [15: BALLARIN ZAVALA Miguel ngel. (2006). Mejoramiento de caminos no pavimentados en el departamento de Hunuco mediante la estabilizacin de suelos comparando el estabilizador orgnico Permazyme 22x y el probase TX-55. Facultad de Ingeniera Civil. UNI. Lima-Per.]

En la dcada pasada el ingeniero peruano Pablo del guila pudo experimentar en diferentes evaluaciones de rugosidad con el equipo Merln durante 4 aos, siendo as que los primeros pavimentos evaluados con la ecuacin de correlacin del TRRL incumplan con la especificacin tcnica para pavimentos asfalticos nuevos, establecida por el Proyecto Especial para la Rehabilitacin de la Infraestructura del Transporte (PERT) del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Per (MTC), donde nos indica que el IRI caracterstico del tramo no debe ser mayor a 2 m/km.

Podemos concluir que existen dos ecuaciones de correlacin para el IRI. Ecuacin I. Desarrollado por la TRRL (para valores D mayores a 50 mm) Cuando 2.4