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CONINFRA 2010 – 4º CONGRESO DE INFRAESTRUCTURA DE TRANSPORTES (CONINFRA 2010 - 4º TRANSPORTATION

INFRASTRUCTURE CONFERENCE) August 4th to 6th 2010

São Paulo – Brasil

04-043 ISSN 1983-3903

CONINFRA 2010 – 4º CONGRESO DE INFRAESTRCUTURA DE TRANSPORTES (CONINFRA 2010 - 4º TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE CONFERENCE)

August 4th to 6th 2010 São Paulo - Brasil

DRENAJE EN CARRETERAS (HIGHWAY DRAINAGE)

HORACIO R. VALLEJOS, M.Sc. Ing. Profesor Titular – Facultad de Ingeniería , Universidad Nacional del Nordeste- Argentina, Teléfono/Fax: 0054-3783 – 430 291, Dirección: Catamarca 1775 – Corrientes – Argentina - e-mail: [email protected] RESUMEN Las causas del deterioro de un pavimento obedecen a un sistema complejo de interacción de variables, en que las fundamentales son las que se origina con la humedad y el tránsito. Por más que se traten de diseñar estructuras impermeables el agua siempre existe en los pavimentos, las que provienen de distintas formas y maneras: por filtración de la capa de rodamiento, por fisuras y juntas, por las banquinas, por ascensión capilar, por infiltración de las cunetas, por drenaje de capas superiores de suelos en desmonte, y como vapor en movimiento por diferencia de temperaturas. El movimiento humedad-vapor también obedece a otras causas ambientales como es la humedad relativa y la presión atmosférica. La humedad produce efecto nocivo tanto en la subrasante como en los materiales constitutivos de la estructura, por lo tanto al pavimento propiamente dicho. Estos efectos nocivos se potencializan por acción del tránsito y de las temperaturas, por lo que es de vital importancia que en los proyectos de obras básicas y de pavimento se prevean dispositivos de drenajes capaces de controlar los niveles de humedad. Además se deberán establecer exigencias de drenajes en los terraplenes, y con mayor énfasis cuando se traten de terraplenes de avance sobre zonas bajas de esteros y bañados. Es el objetivo del presente trabajo proponer un sistema de drenaje apto para el movimiento del agua en la estructura de pavimentos. PALABRAS-CLAVE: drenage, carreteras ABSTRACT The reasons of the deterioration of a pavement obey a complex system of interaction of variables, in which the fundamental ones are those that one originates with the dampness and the traffic. However much they try to design impermeable structures the water always exists in the pavements, which come from different forms and ways: for filtration of the cap of bearing, for fissures and meetings, for the banquinas, for capillary ascension, for infiltration of the gutters, for drainage of top caps of soils in felling, and as steam in movement for difference of temperatures. The movement dampness - steam also obeys other environmental reasons since it is the relative dampness and the atmospheric pressure. The dampness produces harmful effect both in the sublow one and in the constitutive materials of the structure, therefore to the pavement in strict sense. These harmful effects are promoted by action of the traffic and of the temperatures, for what it performs vital importance that in the projects of basic works and of pavement there foresee devices of drainages capable of controlling the levels of dampness. In addition drainage requirements will have to be established in the terraces, and with major emphasis when they treat each other about terraces of advance on low zones of tidelands and swamps. It is the aim of the present work to propose a system of suitable drainage for the movement of the water in the structure of pavements. KEY WORDS: drainage, highway




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INTRODUCCION Los romanos ya conocían el efecto destructivo del agua, y preservaban los pavimentos de piedras del contacto con la subrasante mediante la interposición de una capa de arena. Hasta el siglo XIX hubo poco progreso en la técnica de drenaje. Fue en éste siglo que se destacaron las ideas de Tresaguet, Metcalf, Telford y Mac Adam, y éste fue quien resalto la importancia de mantener seco a los pavimentos, atribuyendo al deficiente drenaje como factor destructivo de las carreteras. En 1910 fue H. Host quien decía en su libro “The art of roadmaking” que una carretera será siempre defectuosa y cara de mantener si se la construye sobre suelos húmedos. De 1910 a 1940 con la llegada de los métodos racionales se le dio mayor importancia a las cargas y a la elasticidad de los materiales que al drenaje. En 1938 Porter O.P. propone el ensayo de California (CBR) para caracterizar la resistencia de la subrasante en condiciones saturadas. Sin embargo el ensayo de valor soporte (CBR) con suelos saturados, no tiene en cuenta el efecto hidrodinámico provocado por el efecto carga-estructura. En 1960 la AASHO Road Test incorpora el “factor regional” como medida de humedad, en función de las condiciones climáticas de la zona de obra. Recién a partir de 1983 la AASHTO incorpora el concepto de módulo resiliente como parámetro para medir el efecto hidrodinámico de la humedad en los suelos. Como así también se introduce el coeficiente de drenaje (mi) para medir el movimiento del agua en las capas de pavimento. FUENTE DE HUMEDAD Las fuentes de humedad son diversas, y por más que se traten de diseñar estructuras impermeables el agua siempre existe en los pavimentos, las que provienen de distintas formas y maneras: por filtración de la capa de rodamiento, por fisuras y juntas, por las banquinas, por ascensión capilar, por infiltración de las cunetas, por drenaje de capas superiores de suelos en desmonte, y como vapor en movimiento por diferencia en temperaturas. El movimiento humedad-vapor también obedece a otras causas ambientales como es la humedad relativa y presión atmosférica. Pero la mayor fuente de humedad lo constituye el agua superficial y de las banquinas no pavimentadas. Puede demostrase que el agua de superficie es la que provoca la mayor acumulación de humedad en subrasante (Cedergren 1962) y (Dempsey y Robnett 1979). Esto es así debido a que la permeabilidad de la capa de rodadura, tanto flexible como rígida, puede ser mayor a los 1x10-3 y 1 x 10-4 cm/seg. de las mezclas asfálticas u hormigones




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ACCIÓN DEL AGUA Evaluación del deterioro por humedad Deterioro por bombeo Cuando el agua libre llena los huecos en la interface de las capas del pavimento, las cargas que actúan sobre él, producen impactos sobre el agua comparable al efecto de una prensa hidráulica. Las presiones pulsátiles por el efecto carga-estructura, no sólo causan erosión, expulsión de material y agua fuera del pavimento por bombeo. La foto 1 muestra fisuras en el pavimento con resto de material fino arrastrado por el agua de las capas inferiores, por efecto de las presiones pulsátiles del tránsito.

Foto 1 – Fisuras con material fino por efecto del agua

La foto 2 muestra fisuras en el pavimento que en cierto momento expulsa el agua de las capas inferiores, por efecto de las presiones pulsátiles del tránsito.

Foto 2 – Fisuras con humedad superficial por efecto del bombeo




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Deterioro por humedad en la interface La acción del agua que se acumula en la interface de las capas superiores, pueden llegar a separar las capas por disminución de la capacidad de liga del material asfáltico, afectando el comportamiento estructural de la capa de rodamiento, debido a que debe absorber ésta carpeta la totalidad de los esfuerzos tangenciales del tránsito, por no estar solidariamente ligada al resto de la estructura por la deficiente adherencia con las capas de base, con la consiguiente fisuración prematura de la carpeta de rodamiento. En los tramos analizados, el riego de liga no cumple con su condición básica de ligar solidariamente a las capas como se puede observar en la foto 3, el fácil desprendimiento de la carpeta nueva. Y en la foto 4 se observa el nivel de contaminación del asfalto de liga con suelo fino que transporta el agua succionada hacia arriba por efecto de la acción de bombeo del tránsito, lo que le hace perder la capacidad de adherencia del riego de liga.

Foto 3 – Fácil desprendimiento de carpeta por humedad en la interface




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Foto 4 – Riego de liga contaminado con suelo fino

Se evaluaron tramos de rutas, en la que la posible causa del deterioro sea atribuible al deficiente subdrenaje de agua en la estructura de pavimento. De las investigaciones realizadas surgió que efectivamente el deterioro de los tramos analizados era debido a un deficiente subdrenaje y su efecto destructivo del pavimento por exceso de humedad. Pavimentos sin ningún dispositivo de drenaje Las normas Argentinas para diseño de pavimento no prevén ningún tipo de dispositivo de drenaje, a pesar de que muchos países en el mundo ya lo están haciendo, por lo tanto muchos son los tramos de rutas encontrados en éste país con fuertes deterioros de pavimentos. Por lo que en las RNNº14, RNNº119 y RNNº 123 de la Provincia de Corrientes, se han estudiados tramos de pavimentos en condiciones de exceso de humedad provocadas por la acción climatológico del denominado fenómeno del “Niño,” que producen cambios en los parámetros de humedad que afectan la estructura del pavimento. Una consecuencia inmediata del fenómeno del Niño es la frecuencia del agua sobre el pavimento y la elevación de la “napa freática”, con el consiguiente aumento de humedades de la subrasante, y capas ligadas y no ligadas, los que se demuestran por verificaciones efectuadas en épocas: coincidentes con las críticas de “El Niño” y pos-Niño. Relevamiento de campo El relevamiento de campo se realizó a través de calicatas y sondéos, en los lugares donde se manifestaban fisuras de la carpeta de rodamiento por efecto de un deficiente subdrenaje en épocas




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críticas del fenómeno del Niño y pos-Niño, y mediciones de altura de napa freática en las mismas condiciones: durante y pos Niño. Con el material extraído a través de la calicata se hicieron los estudios de laboratorios tendientes a verificar el grado de alteración sufrido por las capas estructurales como consecuencia de los elevados niveles de humedad. Además en los lugares con fisuras expuestas, se realizaban extracciones de panes de la carpeta de rodamiento como lo muestra las fotos 3 y 4. Con el material extraído de la carpeta asfáltica se hicieron recuperación de asfalto y granulometría cuyos valores figuran en tabla 3. Se determinaron humedades a nivel de subrasante, en capas granulares, y niveles de napa freática, tablas 1 y 2.

1. Tabla de valores de Humedades de Capas no ligadas De modo ilustrativo de la intensidad que puede alcanzar la humedad en crecidas se realizaron determinaciones de humedad en bases, subbases, y subrasante de tramos de rutas afectadas por el fenómeno, durante el Niño, y en condiciones pos-Niño.

Tabla 1 - Valores de humedad en las capas de pavimento Capas H% Pos-Niño H% Durante el

Niño Hop

Base 11,99 13,01 7,50 Sub-base 11,07 12,31 9,42

Promedio ( 18 valores) Subrasante 15,94 17,43 13,30

Base 1,04 0,86 0,00 Sub-base 0,89 0,62 0,59

Desviación Standard.

Subrasante 1,47 1,42 0,30 Bases y sub-base: de agregado pétreo y suelo

Subrasante: suelo común Determinación de alturas de Napa Freática Se hicieron determinaciones de alturas de la Napa Freática en los tramos de rutas evaluados en la época crítica del Fenómeno del Niño y en época pos-Niño. Los valores de los mismos se encuentran en la tabla 2.

Tabla 2 – Valores de alturas napa freática. . Pos-Niño Durante el

Niño Diferencia

Promedio (16 valores)

3,35 0,99 2,36

Desviación Standard.

0,90 0,65 0,53




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PROPUESTA DE DRENAJES Como las fuentes de humedad son diversas, y por más que se traten de diseñar estructuras impermeables el agua siempre existe en los pavimentos, provocando deterioros como los descriptos en el capítulo anterior, por lo que es imprescindible diseñar pavimentos con mecanismos capaces de drenar el agua, a los podemos denominar sistemas de subdenajes, por ser interno a la estructura, como la que se indica en el figura 1.

Figura 1 – Sistemas de subdrenaje

Sistema de drenes Es indudable que produce mayor deterioro al pavimento es el agua atrapada por debajo de la carpeta de rodamiento y el agua que degrada el valor soporte de la subrasante. Dado que el agua que afecta a la subrasante es casi un problema de diseño del núcleo del terraplén y muy poco del paquete de pavimento. Por lo tanto el sistema de drenaje que se propone en éste trabajo son drenes longitudinales y transversales los que se integran a través de una capa porosa colocada como base debajo de la carpeta de rodamiento. Drenaje longitudinal El drenaje longitudinal se efectúa a través de canales longitudinales colocados en los laterales de la calzada y en zona de banquina. Estos éstos drenes longitudinales están constituidos por una zanja de 0,40m de ancho y profundidad variable hasta subrasante, en la que se coloca una manta de




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geotextil que servirá de filtro para finos (foto 5), y que envolverá al material pétreo grueso que funcionará como dren.

Foto 5 – Ejecución de un dren longitudinal

Drenaje transversal El drenaje transversal se efectúa a través de canales transversales al eje, colocados en zona de banquina, habiendo dos formas; una que arranca desde el eje, y otra que se inicia a nivel de base, si ésta es de tipo granular. Estos éstos drenes transversales están constituidos por una zanja de 0,40m de ancho y profundidad variable: de hasta la profundidad de base o hasta subrasante, en la que se coloca una manta de geotextil que servirá de filtro para finos (foto 6), y que envolverá al material pétreo grueso que funcionará como dren, largando el agua en la cuneta lateral a través de una boquilla de hormigón (foto 8).

Foto 6 – Ejecución de un dren transversal




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Foto 7 – Dren transversal terminado

Foto 8 – Boca de salida de un dren transversal.

Bases drenante Una base drenante es la síntesis del drenaje longitudinal y transversal, con una mayor capacidad de drenaje interno de la estructura, lo que posibilita su rápida evacuación. Se define como bases drenante a la capa asfáltica debajo de la carpeta de rodamiento, constituida con mezcla asfáltica porosa, binder por ser capa intermedia de liga, de graduación abierta, de alto contenido de vacíos interconectados, con el 100% de agregados triturados, y bajos contenidos de




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asfalto, al que el Asphalt Institute lo considera como mezcla apta para mitigar la reflexión de fisuras, y en éste trabajo se comprueba su función como base drenante. Esta doble función puede llegar a ser efectiva siempre que la mezcla mantenga el nivel de vacíos interconectados y un adecuado espesor estructural, tanto de la capa drenante como la del resto del paquete estructural. El concreto asfáltico poroso es una combinación de agregado pétreo con ligante asfáltico y aditivos de adherencia, con alto porcentaje de vacíos del orden del 15 al 20%, colocado en un espesor mínimo de 6 cm sobre un pavimento fisurado existente a los fines de retardar la propagación de fisuras hacia la capa superior y producir el drenaje del agua ingresado a la estructura. El alto porcentaje de vacíos interconectados le confiere a la capa antirrefleja una capacidad drenante de vital importancia para la vida útil de la carpeta de rodamiento. Tramo experimental de base drenante A los efectos de investigar el funcionamiento, se ejecutó un tramo experimental de base drenante en la República del Paraguay, en la Ruta 1- Tramo: Caapucú (Km 142+000)- San Juan Bautista (Km 196+000), en la que la base drenante tiene una longitud de 22 km, ubicado entre los Km 160 y Km 182, en la que se analizará y evaluará su capacidad de drenaje. 1. Tipo de Obra Por tratarse de una Obra de Rehabilitación, se realizaron los trabajos que se indican en el perfil tipo de pavimento: 1 – Estabilizado granular por reciclado 2 – Carpeta asfáltica existente, bacheo y sellado de fisuras, 3 - Base drénate- antifisura con mezcla asfáltica porosa, en 6cm de espesor 4 – Carpeta asfáltica de rodamiento en 4 cm de espesor 5 – Carpeta asfáltica en banquina.

Figura 2 –Perfil tipo de Pavimento

1

45

3

2




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Además drenes transversales en banquina cada 50m en forma alternada, lado derecho y lado izquierdo, compuesto de 5m de dren longitudinal, paralelo al borde de calzada, y 2.0m de dren transversal conformando una “L”. Ejecución de la base drenante La base drenante se ejecutó con la mezcla porosa de las características indicadas en el punto 4.1.3, cuyos materiales y dosificación se indican en los puntos siguientes. Materiales Agregados pétreos Los agregados pétreos constituyen aproximadamente el 97% del concreto asfáltico poroso, y su calidad viene definida por sus componentes mineralógicos, tamaño, forma, textura, propiedades mecánicas y durabilidad de sus partículas minerales. La tabla 3 indica los ensayos de calidad normalmente utilizados en materiales destinados a un concreto asfáltico poroso.

Tabla 3 – Normas de calidad para el agregado pétreo. ENSAYO

NORMA

RELACION

VALORES TIPICOS

Durabilidad por ataque de sulfato de sodio

IRAM 1525 Relacionada con la calidad del agregado

Máximo 10%

Abrasión Los Ángeles

IRAM 1532 Relacionados con los efectos abrasivos y de impacto del tránsito

Máximo 25%

Partículas trituradas

IRAM 1851 100%.

Índice de Lajas IRAM 1687 Relacionado con la trabajabilidad y durabilidad de la mezcla

Máximo 25%

Granulometría AASHTO T 27 Relacionada con la resistencia friccional, trabajabilidad, contenido de ligante, etc.

Continua gruesa / discontinua

Equivalente de Arena

IRAM 1682 Relacionado con la calidad del material fino, contenido de arcilla.

50%

Polvo adherido VN- E 68-75 Relacionado con la reactividad de los finos

< 0.5 %

Plasticidad IRAM 10502 No plástico Las fajas granulométricas recomendadas para los concretos asfálticos porosos son los que se describen en la Tabla 4.




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Tabla 4 – Faja granulométrica TAMIZ

TIPO IVb (Instituto del Asfalto) (0-25mm)

1” (25 mm) 100 ¾ (12.5mm) 90 – 100 3/8” (9.50mm) 20 – 55 Nº4 (4.8mm) 2 – 35 Nº8 (2.4mm) 0 – 25 Nº50 ( 0.32mm) 0 – 5 Nº200 (0.074mm) 0 - 2

También se deberá cumplir que el material pasante en el tamiz Nº4 y retenido en el tamiz Nº8, no deberá superar el 8% del peso total de áridos. Se debe tener en cuenta, para la obtención de los vacíos, que las densidades reales son aproximadamente el 88% del determinado con probetas parafinadas a 60ºC. Cementos asfálticos Se recomienda la utilización de cementos asfálticos modificados con polímeros, pero de no poder utilizarse los mismos se deberá utilizar cementos asfálticos convencionales de baja penetración como los 40-50 o los 50-60 Dosificación de la mezcla

Tabla 5 – Requisitos de dosificación para mezclas porosas. Número de golpes por cara 75 Porcentaje de vacíos en mezcla 15 -20% Estabilidad (kg) 400 – 500

Ensayo Marshall VN-E 9

Porcentaje de pérdida por inmersión tras 24 hs en agua

<35

Porcentaje de fino no triturado 0% Coeficiente de permeabilidad 3.5m/min Cemento asfáltico 2 – 3 % Relación Betún/vacíos 15 – 17

Compactación Se presenta el problema que su compactación en obra sólo es posible con temperaturas próximas a 100ºC, y que por encima de éste valor la mezcla se presenta inestable, pudiendo producir desplazamientos. La compactación a temperaturas bajas implica una pérdida de la capacidad portante de la base porosa, demostrado por la baja estabilidad obtenida en laboratorio con probetas extraídas de obra. Esto es así porque no hay empaquetamiento granular al no existir contacto granular por el impedimento de la gruesa película de asfalto.




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Por lo tanto es recomendable que la compactación de la capa porosa, se realice con tres tipos de equipos de compactación: Un rodillo neumático de 13 toneladas y con presión de inflado 80/90 psi, luego entra otro rodillo neumático de 16 toneladas con presión de inflado de 120/130 psi, y cerrando el tren de equipos de compactación, entra un rodillo liso de doble tambor de 13 toneladas. Con ésta forma de compactar se lograron niveles de compactación superiores al 99.5% especificado con respecto a la densidad Marshall. La capa se extiende con terminadora en un espesor no menor de 6 cm, y la compactación se inicia cuando la temperatura de la mezcla esta entre los 100ºC y 130ºC., lográndose una textura que muestra la foto 9.

Foto 9 – Textura de una capa porosa colocada

Foto 10 – Mezcla porosa utilizada como dren transversal




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Estudios realizados Los estudios se realizaron con material extraídos de calicatas y probetas, al tercer año de que la obra estaba en servicio, haciéndose las siguientes evaluaciones:

Base drenante. • Funcionamiento Densidad de obra Densidad Marshall %vacíos Determinación del tiempo de drenaje Determinación del coeficiente estructural

Funcionamiento de capa drenante Con posterioridad a una lluvia, el agua sigue drenando por los costados como se indica en la foto 11, lo que significa un buen funcionamiento. El agua drena por las pendientes longitudinales, en tramos de curvas verticales cóncavas, drena transversalmente con mayor facilidad por las bases de las mismas. Esto significa que el agua circula y se almacena en los vacíos de la mezcla, pudiéndose ser altamente riesgosa para la carpeta de rodamiento, por las presiones de poro que generan las cargas del flujo del tránsito. Pero estas presiones de poro felizmente no se producen, como se demuestra más adelante, por el gran volumen de vacíos en la mezcla que hacen que el agua drene libremente sin estar sometidos a presiones.

Foto 11 – Agua evacuada por la base drenan




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Parámetros mecánicos y volumétricos Con el material extraído con probetas de la mezcla porosa de la capa drénate, se realizaron ensayos Marshall cuyas características mecánicas y volumétricas se muestran en Tabla 6.

Tabla 6 – Parámetros mecánicos y volumétricos de la carpeta de drenaje. Asfalto en peso %

Densidad Marshall

Densidad Teórica

Vacíos %

VAM%

B/V Est. Kg

Fl mm/10

Est/Fl

3.1 2.228 2.490 10.5 17.4 39.6 454 2.6 1.757 Estudio con material de probetas El estudio en la capa drenante se realizó a través de extracción de probetas y de aperturas de calicatas, una probeta extraída es la que muestra la foto 12 Se observa una mayor densificación en la parte superior de la probeta de la foto 12, que es lo que produce el ahuellamiento incipiente encontrados en mediciones. . Esta densificación de la parte superior de la capa drenante, también es demostrado en los puntos siguientes, en que al analizar el material asfáltico poroso de la probeta extraída muestra una leve disminución de vacíos y un aumento en el grado de compactación.

Foto 12 – Mayor densificación en la parte superior de la capa binder

Se realizaron determinaciones con el material extraído a través de calados de probetas en progresivas tomadas al azar, y cuyos resultaron son los siguientes:




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Progresiva: 165+200 – carril derecho - (centro) Vacíos: 16,9 % (Volumen determinado con la parafina), los que comparados con el porcentaje de vacíos de ejecución, según planillas de archivo, fue del 17 % de Vacíos con lo que existe una leve disminución Densidad: 99,6 % (Comparado con la densidad Marshall de ejecución (2.256 gr/cm3)) Existiendo también una leve compactación debido al tránsito. Espesor: 6,2 cm (en los bordes de la probeta hay pequeños desprendimientos que quedan pegados a la calzada existente) Progresiva. 180+000 – Carril derecho (centro) Vacíos: 16,5 % (Volumen determinado con la parafina) En la fecha de ejecución, según planillas de archivo: 17,3 % de vacíos, por lo que existe una leve compactación debido al tránsito. Densidad: 100,5 % (Comparado con la densidad Marshall de ejecución (2.249 gr/cm3)), existiendo también una leve compactación debido al tránsito Espesor: 6 cm,. Progresiva 170+200 –Carril izquierdo- (centro) Esta probeta no se ha podido separar, pues al golpear se ha desintegrado, por estar muy adherida a la carpeta. Se realizaron ensayos de granulometría y recuperación de asfalto Granulometría, los que se encuadran dentro de lo especificado. Recuperación de asfalto: 3,02 %, correspondiéndole a ése tramo un porcentaje de asfalto del 3.0% que es el que corresponde a la producción de fecha 05/06/09. Progresiva 174+670 – Carril derecho- (centro) Con esta probeta ocurrió lo mismo que la anterior, se ha desintegrado, por estar muy adherida a la carpeta. La granulometría: se encuadra dentro de la faja especificada La recuperación de asfalto: 3,08 % - En fecha de la ejecución el porcentaje de asfalto fue del 3,02 %. En los lugares de las probetas extraídas no se encontró agua, pues a poco tiempo de la extracción los bordes y el fondo del pozo han quedado sin rastros de agua, y haciendo el seguimiento posterior se encuentra la calzada existente totalmente seca. Determinación del tiempo de drenaje Para determinar el tiempo en que el agua que drena por la capa drenante y permanece en la misma, se realizaron calicatas en puntos donde la banquina presentaban manchas provocada por el agua evacuada por la capa binder en días de lluvia, como se aprecia en la foto 13.




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Foto 13 – Manchas dejadas por el agua que drena por la base drenante.

Estudio de drenaje a los 2 días de la lluvia Analizado el movimiento del agua, luego de transcurrido 48 hs de una lluvia de 94mm, a través de calicatas abiertas en Progresivas 165+200 y 174+500, se ha observado lo siguiente: Progresiva 165+200 Observado la calicata en ésta progresiva, se encontró agua en la capa drenante como en parte de la estructura de pavimento, como lo muestra la foto 14, lo que significa que después de las 48 hs el agua no evacua totalmente de la capa porosa. Se desagotaron los pozos y luego se produce el reingreso de agua en forma instantánea hasta completar de nuevo el nivel anterior, quedando enrasado por la carpeta en banquina, sin desbordar.

Foto 14 – Agua encontrada posteriores a las 48 hs.




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Progresiva 174+500 Observado el agua en ésta progresiva, se ha encontrado lo mismo que en la progresiva anterior, presencia de agua en la capa drenante y en parte de la estructura de pavimento, como lo muestra la foto 15, lo que significa que después de las 48 hs el agua también no evacua totalmente de la capa porosa. También se desagotó el pozo, y luego reingresa el agua en forma instantánea hasta completar de nuevo el nivel anterior, quedando enrasado por la carpeta en banquina, sin desbordar.

Fotos 15 – Agua encontrada en las 48 hs posteriores a lluvia de 94 mm.

Estudio de drenaje a los 5 días de la lluvia Observado nuevamente a los cinco días de la lluvia, las calicatas tenían muy poca agua, y al desagotar la velocidad de reingreso del agua era muy lenta, y ya no drenaba más agua por los drenes en banquina, foto 16.

Foto 16 - A los 5 días de la lluvia los drenes se encontraban secos.




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Y por los orificios de las probetas extraídas se nota muy poca circulación de agua por la capa drenante, como se observa en foto 17.

Foto 17 – Se observa el poco movimiento de agua en la capa binder

Estudio de drenaje a los 10 días de la lluvia. Observado a través de calicatas y orificios de probetas extraídas, el movimiento del agua era nula dentro de la capa drenante y de la estructura de pavimentos, a los diez días de una lluvia. A continuación se describe lo encontrado y medido en las progresivas siguientes: Progresiva 165+200 En la calicata realizada en ésta progresiva, no se ha observado presencia de agua en la capa binder ni en ninguna parte de la estructura, como lo demuestra la foto 18, lo que significa que a los 10 días el agua evacua totalmente de la capa binder. También se hicieron determinaciones de humedad en la mezcla porosa y de la base granular, siendo 1,3 % y 5.3% respectivamente, siendo para ésta última, según archivos, una humedad óptima de 6,8 %, por lo tanto este material se encuentra en estado seco.




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Foto 18 – Calicata de progresiva 165+200 – No se ha encontrado agua

Progresiva 174+500. Observado en calicata de ésta progresiva, tampoco se ha observado presencia de agua tanto en la capa drenante como en el resto de la estructura, como lo demuestran las fotos 11 y 12, lo que también demuestra que a los 10 días el agua evacua totalmente de la capa binder.

Foto 19 – Calicata de progresiva 174+500 – No se ha encontrado água

La foto 19 muestra también que además de no existir agua en el paquete de pavimento, el espesor de carpeta de rodamiento + capa binder = 10 cm, lo que se verifica también en las probetas extraídas en distintas progresivas.




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Foto 20 – No se observa agua en la capa binder

También se hicieron determinaciones de humedad en la mezcla porosa y de la base granular, siendo 3.8 % y 6.6% respectivamente, siendo para ésta última según archivos una humedad óptima de 6,2 %, por lo tanto estos materiales se encuentran con mayor humedad que en la progresiva anterior. Esto se debe a que ésta progresiva corresponde al vértice de una curva vertical cóncava, lo que significa el punto más bajo del encuentro de dos pendientes longitudinales. CONCLUSIONES Las bases drenantes deben cumplir con condiciones de vacíos y de densificación .lo que se contraponen en su ejecución, solucionándose bajando el tenor de asfalto, lo que posibilita trabajar con una mezcla asfáltica de mejores condiciones de estabilidad, al poder compactarse a temperaturas mayores sin que fluya la capa ni que disminuyan los vacíos. Debido a que la estructura granular de la mezcla tendrá contacto intergranular, con lo que incrementará la estabilidad sin cerrar los vacíos, mejorando la capacidad soporte para soportar las presiones transmitidas y transferidas. Después de una lluvia, se pudo observar en forma directa la forma que el agua de la calzada y de los laterales, ingresan a la capa porosa drenando primeramente en forma longitudinal para luego drenar transversalmente, como lo muestra la foto 11, por las siguientes razones:

1. Buen comportamiento de la capa porosa por permitir denar el agua, lo que significa que conserva los niveles de vacíos interconectados con que se ejecutó.

2 El agua drena por las pendientes longitudinales en tramos de curvas verticales cóncavas, drenando transversalmente por las bases de las mismas o por cualquier otro lugar, Lo que significa que circula y no almacena agua en los vacíos con que se ejecutó la mezcla, para luego drenar transversalmente por la banquina.

3 Este hecho define el lugar donde deben ser colocados los drenes transversales y las capacidades de los mismos.




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El hecho de almacenar agua en los vacíos puede ser riesgoso para el comportamiento de la carpeta de rodamiento, por las presiones de poro que pueden generan las cargas del flujo del tránsito. Pero estas presiones de poro no se producen por el gran volumen de vacíos en la mezcla, que hace que el agua drene libremente sin estar sometidos a presiones, y los ahuellamientos incipientes encontrados no es responsabilidad del agua que drena por la carpeta drenante, sino por la sobre compactación del tránsito.. Según las definiciones de las condiciones de drenaje en los pavimentos (AASHTO, 1993), en las que se tienen en cuenta el tiempo requerido para que el 50% del agua libre sea drenada de la estructura. Con lo resultados obtenidos en la base drenante, se tiene que el mecanismo propuesto para el control de las aguas de infiltración de las estructuras de pavimento flexible, tiene una calidad de drenaje excelente, con lo cual se controla eficientemente el fenómeno de bombeo y generación de subpresión hidrostática, y por lo tanto se evitaría la destrucción o deterioro prematuro de los pavimentos.

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