UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

EVALUACIÓN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO UTILIZANDO EL MÉTODO PCI POR EL PROGRAMA EVALPAV DE LA VÍA

ASFALTADA DE LA CARRETERA: RUTA PE5N TRAMO PUENTE PUMAHUASI – PUENTE CHINO

JARAMILLO QUEZADA, Lizbeth Corina

LIMA – PERU

2014

Página de respeto:

DEDICATORIA

Dedico esta Tesina especialmente a mis padres por su apoyo incondicional por el esfuerzo constante día a día, a mi hermano esperando que sea una guía para él y a mi madrina que me ha apoyado siempre en todo. A toda mi familia y aquellos que de alguna forma participaron de este proceso.

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ÍNDICE

RESUMEN ESTRUCTURADO......................................................................................3

ABSTRACT....................................................................................................................4

I. INTRODUCCIÓN...........................................................................................................5

1.1 Antecedentes.........................................................................................................5

1.2 Objetivo..................................................................................................................6

II. MARCO TEÓRICO........................................................................................................7

2.1 Generalidades del Proyecto...................................................................................7

2.2 Conceptos Generales............................................................................................8

2.3 Enfoques Teóricos.................................................................................................9

2.4 Clasificación de Daños en Método PCI...............................................................12

2.5 Software EvalPav.................................................................................................16

III. MATERIAL Y MÉTODO...............................................................................................17

3.1 Materiales.............................................................................................................17

3.2 Recolección de Datos..........................................................................................17

3.3 Calculo del PCI de las Unidades de Muestra con el Programa EvalPav.............18

3.3.1 Preparación de hojas de Importación de datos al programa....................18

3.3.2 Creación de proyecto en el programa.......................................................19

3.3.3 Obtención del PCI......................................................................................21

IV. RESULTADOS.............................................................................................................22

3.1 Índice de Condición de Pavimento......................................................................22

3.2 Calificación de las Unidades de muestras...........................................................25

3.3 Porcentaje De Área Afectado Por Tipo De Daño.................................................27

V. DISCUSIÓN.................................................................................................................28

VI. CONCLUSIONES........................................................................................................29

5.1 Sobre el Proceso de Evaluación..........................................................................29

5.2 Sobre Calculo de PCI con el Software EvalPav..................................................30

RECOMENDACIONES................................................................................................31

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.............................................................................32

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Áreas de Unidades de Muestra 22

Tabla 2. Resumen de resultados de PCI 24

Tabla 3. Cantidad de Unidades de Muestra Según su Clasificación 25

Tabla 4. Cuadro de área dañada (m2) por severidad 27

Tabla 5. Unidades de Muestra con variación de PCI mayores a 50 30

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación del Tramo en Evaluación 7

Figura 2. Pavimento Flexible 9

Figura 3. Clasificación de PCI 11

Figura 4. Definición de Unidad de Muestra 18

Figura 5. Captura de ventana software EvalPav. 20

Figura 6. Captura de ventana de cálculo de PCI en Software EvalPav. 23

Figura 7. Gráfica de PC 26

Figura 8. Porcentaje de Condición en cada Calzada 29

INDICE DE ANEXOS

Anexo 1. Curvas De Valores Deducidos

Anexo 2. Panel Fotográfico De Fallas Y Relevamiento

Anexo 3. Hojas De Registro De Daños En Campo

Anexo 4. Listado De Unidades De Muestra

Anexo 5. Hojas De Importación Para Programa Evalpav.

Anexo 6. Hojas De Exportación Del Programa Evalpav.

Anexo 7. Manual De Usuario Programa Evalpav.

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RESUMEN ESTRUCTURADO

Objetivo: encontrar el índice de condición de pavimento de la Ruta PE5N tramo Pte. Pumahuasi y Pte. Chino. Método: Se evaluó 450 unidades de muestra por carril derecho y carril izquierdo mediante la Metodología PCI (ASTM D6433), la cual está considerada en el Software EvalPav con el cual se procesó la información recolectada de campo. Resultado: El índice de condición de Pavimento obtenido con el proceso del Software EvalPav es de 96, Cada unidad de muestra por carril obtuvo un valor de PCI promedio, para el Carril Derecho de 96 y para el Carril Izquierdo 95. Conclusiones: el 94% de unidades de muestra calificaron entre Excelente y Muy Buena, sin embargo el otro 6% varias entre Bueno y Colapsado lo cual se debe a pérdidas de carpeta y asentamientos registrados a lo largo de la vía. Para aquellas unidades de muestra que presentan una variación considerable en el carril derecho del izquierdo es recomendable la intervención por carril. Se observa que con el software se obtiene un Índice de Condición más exacto al evaluar todas las unidades de muestra a diferencia de la forma manual que solo se toma una cierta cantidad.

Palabras Claves: Índice de condición de pavimento, software EvalPav, daño, PCI.

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ABSTRACT

Objective is to find the pavement condition index of Route PE5N stretch Pte. Pumahuasi and Pte. Chino. Method: 450 sample units of right lane and left lane were evaluated by PCI Methodology (ASTM D6433), that is considered in process of the EvalPav Software, with it road’s data collected was processed. Result: The pavement condition index obtained by the process of EvalPav Software is 96, each sample unit per lane obtained an average value of PCI for the Right Lane is 96 and Left Lane is 95. Conclusions: 94% of sample units rated between Excellent and Very Good, but the other 6% between Good and several Collapsed which is due to losses asphalt binder and settlements along the road. For those units that have shown considerable variation in the right lane and the left lane, is recommended intervention in each lane. It is observed that with the software a more accurate Pavement Condition Index is obtained by evaluating all sample units, in contrast to normal evaluation in which only a certain units are evaluated.

Keyword: Pavement Condition Index, flaw, EvalPav Software.

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INTRODUCCIÓN

1.1 Antecedentes

La construcción de carreteras se encuentra en un crecimiento acelerado a lo largo del país. Estructuras de pavimento cuya finalidad es de entregar una superficie de rodadura que permita el trafico seguro y confortable de vehículos, por lo cual el Ministerio de Transporte y Comunicaciones cuenta con un Proyecto Especial de Infraestructura de Transporte Nacional – PROVÍAS NACIONAL, el cual tiene como función entre muchas otras, la administración y mantenimiento de las carreteras de la Red Vial Nacional, en el cual viene tercerizando trabajos de mantenimiento en toda la Red Vial, a través de un contrato de Servicios de Conservación Vial por Niveles de Servicio.

El deterioro de una carretera de una Red Vial depende de la magnitud del tráfico que circula por la vía, las condiciones del medio ambiente donde está ubicada, de los materiales utilizados en su construcción, la calidad y de la atención que recibió en mantenimiento eficaz y oportuno.

En la tesis de Rodríguez ED. (1), menciona que no se puede hablar de una sola causa que genera el deterioro de las pistas ya que intervienen muchos factores ya sea: un mal diseño del paquete estructural, errores constructivos, un deficiente sistema de drenajes, el volumen de tránsito entre otros. Pero el principal problema es que no se desarrolla un mantenimiento adecuado y no se evalúa el comportamiento del pavimento con el paso del tiempo.

En la tesis de Carrera MV. (2) menciona que un pavimento construido sobre una buena base y con un diseño adecuado tiene, por finalidad brindad una carpeta con superficie de rodadura que permita un tráfico seguro y confortable, velocidades óptimas deseadas bajo cualquier condición climática.

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El uso masivo de equipos de alto rendimiento a los largo de las últimas décadas para el proceso de recolección de parámetros estructurales y funcionales del pavimento, los cuales muestran un gran número de datos para la definición de secciones homogéneas de análisis que servirán como índices para definir el tipo de intervención a realizar. Por lo cual con el fin de desarrollar procedimientos objetivos bajo un marco técnico y tecnológico confiable, ha sido necesario desarrollar metodologías que trabajen con variables en cuales los resultados vendría a ser intervenciones para el mantenimiento de la vía.

1.2 Objetivo

Obtener un indicador que permita comparar, la condición y comportamiento del pavimento basado en una evaluación superficial; de esta manera atender situaciones de conservación vial (mantenimiento, rehabilitación y reconstrucción), para el proyecto al cual está dirigido esta tesina.

1.3

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MARCO TEÓRICO

2.1 Generalidades del Proyecto

Tramo: PUENTE PUMAHUASI - PUENTE CHINO

Perteneciente al Corredor Vial: Pte. Pumahuasi – Pte. Chino – Aguaytía – Pte. San Alejandro – Neshuya - Pucallpa

Categoría : Segunda Clase Longitud total : 36,352 km. Ancho de calzada : 6,60 m. Espesor de la calzada : 4“ Ancho de bermas : 1,20 m. Tipo de pavimento : Asfalto en caliente (calzada y bermas)

Figura 1. Ubicación del Tramo en Evaluación

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UBICACIÓN:

El Tramo I: Pte. Pumahuasi – Pte. Chino, 51+551,78 Ruta PE 5N (progresivas del Proyecto), se encuentra ubicado en las Regiones de Huánuco y Ucayali, se inicia a la altura del km 15+200 de la Carretera Tingo María – Aguaytía, Distrito del Daniel Alomía Robles, Provincia de Leoncio Prado, Región de Huánuco y termina en el km 51+551,78 pasando el Puente Chino, Distrito de Padre Abad, Provincia de Padre Abad, Región Ucayali. La vía atraviesa los poblados de las Vegas, Hermilio Valdizan, San Isidro, La Divisoria y Miguel Grau a 1125 msnm. Es una vía importante de interconexión con Regiones de Huánuco y Ucayali.

2.2 Conceptos Generales

Pavimento.De acuerdo a la Norma AASHTO (American Association of StateHighway and Transportation Officials), existen dos puntos de vista para definir un pavimento: el de la Ingeniería y el del usuario.

“De acuerdo a la Ingeniería, el pavimento es un elemento estructural que se encuentra apoyado en toda su superficie sobre el terreno de fundación llamado subrasante. Esta capa debe estar preparada para soportar un sistema de capas de espesores diferentes, denominado paquete estructural, diseñado para soportar cargas externas durante un determinado período de tiempo”. Rodríguez ED. (1).

“Desde el punto de vista del usuario, el pavimento es una superficie que debe brindar comodidad y seguridad cuando se transite sobre ella. Debe Proporcionar un servicio de calidad, de manera que influya positivamente en el estilo de vida de las personas”. Rodríguez ED. (1).

Pavimento FlexibleConocido como pavimento asfáltico; está conformado por una carpeta asfáltica en la superficie de rodamiento, la cual permite deformaciones en las capas inferiores sin que la estructura falle. Debajo de la carpeta se encuentra la base granular y la capa de subbase, estas bases son destinadas a distribuir y transmitir las cargas originadas por el tránsito.

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Figura 2. Pavimento Flexible

2.3 Enfoques Teóricos

Índice De Condición Del Pavimento (PCI – Pavement Condition Index)

La metodología PCI (ASTM D6433) de evaluación de pavimentos que tiene sus bases en la determinación de la condición superficial y estructural del pavimento. En cuanto al estado estructural se introduce el concepto de Índice de condición del Pavimento, como la relación entre el número estructural efectivo y el requerido. Adicionalmente, se analiza los sectores, con la finalidad de comparar y analizar los resultados de la aplicación del modelo y la proyección de los resultados en un Sistema de Información Geográfica (SIG).

Vasquez LR. (3) el cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual de la condición del pavimento en el cual se establecen CLASE, SEVERIDAD y CANTIDAD de cada daño presenta. El PCI se desarrolló para obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional de la superficie. La información de los daños obtenida como parte del inventario ofrece una percepción clara de las causas de los daños y su relación con las cargas o con el clima.

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Los objetivos que se esperan con la aplicación del Método PCI son los siguientes:

o Determinar el estado en que se encuentra el pavimento en términos de su

integridad estructural y del nivel de servicio que ofrece al usuario. El método permite la cuantificación de la integridad estructural de manera indirecta, a través del índice de condición del pavimento (ya que no se realizan mediciones que permiten calcular directamente esta integridad).

o Cuando se habla de integridad estructural, se hace referencia a la

capacidad que tiene el paquete estructural de soportar solicitaciones externas, como cargas de tránsito o condiciones ambientales. En cambio, el nivel de servicio es la capacidad del pavimento para brindar un uso confortable y seguro al conductor.

o Obtener un indicador que permita comparar, con un criterio uniforme, la

condición y comportamiento del pavimento y de esta manera justificar la programación de obras de mantenimiento y rehabilitación, seleccionando la técnica de reparación más adecuada al estado del pavimento en estudio.

A continuación se definen los principales términos utilizados en el método, que son de vital importancia para la comprensión y correcta aplicación del mismo.

Red de pavimento: Es el conjunto de pavimentos a ser administrados, es una sola entidad y tiene una función específica. Por ejemplo, un aeropuerto o una avenida, es una red de pavimento.

Tramo de pavimento: Un tramo es una parte identificable de la red de pavimento. Por ejemplo, cada camino o estacionamiento es un tramo separado.

Sección de pavimento: Es un área de pavimento contigua de construcción, mantenimiento, historial de uso y condición uniformes. Una sección debe tener el mismo volumen de tráfico e intensidad de carga.

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Unidad de muestra del pavimento: Es una subdivisión de una sección de pavimento que tiene un tamaño estándar que varía de 230.0 ± 93.0 m².

Índice de condición del pavimento (PCI): Es un grado numérico de la condición del pavimento. Varía desde cero (0), para un pavimento dañado o en mal estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado. Cada rango del PCI tiene su correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento.

Niveles de servicio: Son indicadores que califican y cuantifican el estado de servicio de una vía, los cuales se utilizan como límites admisibles.

Grado de la condición del pavimento: Es una descripción cualitativa de la condición del pavimento, como una función del valor de PCI que varía entre “Colapsado” hasta “Excelente”, como se aprecia en la Figura 3.

Figura 3. Clasificación de PCI

Cuando se realiza la inspección de daños, debe evaluarse la calidad de tránsito (o calidad del viaje) para determinar el nivel de severidad de daños tales como las corrugaciones y el cruce de vía férrea. A continuación se presenta una guía general de ayuda para establecer el grado de severidad de la calidad de tránsito.

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L: (Low: Bajo). Se perciben las vibraciones en el vehículo (por ejemplo, por corrugaciones) pero no es necesaria una reducción de velocidad en aras de la comodidad o la seguridad; o los abultamientos o hundimientos individuales causan un ligero rebote del vehículo pero creando poca incomodidad.

M: (Medium: Medio): Las vibraciones en el vehículo son significativas y se requiere alguna reducción de la velocidad en aras de la comodidad y la seguridad; o los abultamientos o hundimientos individuales causan un rebote significativo, creando incomodidad.

H: (High: Alto): Las vibraciones en el vehículo son tan excesivas que debe reducirse la velocidad de forma considerable en aras de la comodidad y la seguridad; o los abultamientos o hundimientos individuales causan un excesivo rebote del vehículo, creando una incomodidad importante o un alto potencial de peligro o daño severo al vehículo.

La calidad de tránsito se determina recorriendo la sección de pavimento en un automóvil de tamaño estándar a la velocidad establecida por el límite legal. Las secciones de pavimento cercanas a señales de detención deben calificarse a la velocidad de desaceleración normal de aproximación a la señal.

2.4 Clasificación de Daños en Método PCI.

En el método PCI se reconocen 19 tipos de daños para la evaluación visual, según el manual de Vasquez LR. (3), describe los daños como mencionan a continuación:

2.4.1 Piel de Cocodrilo. (m2)

El Piel de cocodrilo son una serie de grietas interconectadas cuyos orígenes es por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de tránsito.

2.4.2 Exudación. (m2)

La exudación es una película de material bituminoso en la superficie del pavimento, la cual forma una superficie brillante, cristalina y reflectora que usualmente llega a ser pegajosa.

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2.4.3 Agrietamiento en bloque. (m2)

Las grietas en bloque son grietas interconectadas que dividen el pavimento en pedazos aproximadamente rectangulares. Los bloques pueden variar en tamaño de 0.30 m x 0.3 m a 3.0 m x 3.0 m.

2.4.4 Abultamientos y Hundimientos. (ml.)

Los abultamientos son pequeños desplazamientos hacia arriba localizados en la superficie del pavimento. Se diferencian de los desplazamientos, pues estos últimos son causados por pavimentos inestables.

2.4.5 Corrugación. (m2)

La corrugación (también llamada “lavadero”) es una serie de cimas y depresiones muy próximas que ocurren a intervalos bastante regulares, usualmente a menos de 3.0 m. Las cimas son perpendiculares a la dirección del tránsito.

2.4.6 Depresión. (m2)

Son áreas localizadas de la superficie del pavimento con niveles ligeramente más bajos que el pavimento a su alrededor. En múltiples ocasiones, las depresiones suaves sólo son visibles después de la lluvia, cuando el agua almacenada forma un “baño de pájaros”.

2.4.7 Grieta de Borde. (ml.)

Las grietas de borde son paralelas y, generalmente, están a una distancia entre 0.30 y 0.60 m. del borde exterior del pavimento.

2.4.8 Grieta de Reflexión de Juntas. (ml.)

Este daño ocurre solamente en pavimentos con superficie asfáltica construidos sobre una losa de concreto de cemento Pórtland.

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2.4.9 Desnivel Carril – Berma. (ml.)

El desnivel carril / berma es una diferencia de niveles entre el borde del pavimento y la berma. Este daño se debe a la erosión de la berma, el asentamiento berma o la colocación de sobrecarpetas en la calzada sin ajustar el nivel de la berma.

2.4.10 Grietas Longitudinales y Transversales. (ml.)

Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de construcción. Las grietas transversales se extienden a través del pavimento en ángulos aproximadamente rectos al eje del mismo o a la dirección de construcción. Usualmente, este tipo de grietas no está asociado con carga.

2.4.11 Parcheo. (m2)

Un parche es un área de pavimento la cual ha sido remplazada con material nuevo para reparar el pavimento existente. Un parche se considera un defecto no importa que tan bien se comporte (usualmente, un área parchada o el área adyacente no se comportan tan bien como la sección original de pavimento).

2.4.12 Pulimento de Agregados. (m2)

Este daño es causado por la repetición de cargas de tránsito. Cuando el agregado en la superficie se vuelve suave al tacto, la adherencia con las llantas del vehículo se reduce considerablemente.

2.4.13 Huecos. (Und.)

Los huecos son depresiones pequeñas en la superficie del pavimento, usualmente con diámetros menores que 0.90 m y con forma de tazón. Por lo general presentan bordes aguzados y lados verticales en cercanías de la zona superior.

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2.4.14 Cruce de Vía Férrea. (m2)

Los defectos asociados al cruce de vía férrea son depresiones o abultamientos alrededor o entre los rieles.

2.4.15 Ahuellamiento. (m2)

El Ahuellamiento es una depresión en la superficie de las huellas de las ruedas. Puede presentarse el levantamiento del pavimento a lo largo de los lados del Ahuellamiento, pero, en muchos casos, éste sólo es visible después de la lluvia, cuando las huellas estén llenas de agua.

2.4.16 Desplazamiento. (m2)

El desplazamiento es un corrimiento longitudinal y permanente de un área localizada de la superficie del pavimento producido por las cargas del tránsito.

2.4.17 Grieta parabólicas. (m2)

Las grietas parabólicas por deslizamiento (slippage) son grietas en forma de media luna creciente. Son producidas cuando las ruedas que frenan o giran inducen el deslizamiento o la deformación de la superficie del pavimento.

2.4.18 Hinchamiento. (m2)

El hinchamiento se caracteriza por un pandeo hacia arriba de la superficie del pavimento – una onda larga y gradual con una longitud mayor que 3.0 m.

2.4.19 Desprendimiento de Agregados. (m2)

La meteorización y el desprendimiento son la pérdida de la superficie del pavimento debida a la pérdida del ligante asfáltico y de las partículas sueltas de agregado. Este daño indica que, o bien el ligante asfáltico se ha endurecido de forma apreciable, o que la mezcla presente es de pobre calidad.

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2.5 Software EvalPav

“El objetivo del uso de Software es la aplicación del Sistema de gestión de base de datos – EvalPav - para la evaluación de la condición superficial en el área de mantenimiento, mejoramiento y rehabilitación de pavimentos, permite optimizar la recopilación de datos de campo, procesamiento de la información en menor tiempo, calidad y grado de confiabilidad para facilitar el análisis mediante la interpretación de resultados y la proposición de alternativas de solución en el tiempo.” Manual EvalPav (5).

Las unidades de muestras serán evaluadas con el software EvalPav usado por PROVIAS Nacionales; el cual sigue los cálculos de la norma ASTM D6433; teniendo en cuenta lo siguiente:

a. Considerar los datos en las unidades de muestra

b. Sumar la cantidad total de cada tipo y nivel de severidad de daño. Se puede medir el daño en área, longitud o por número según su tipo.

c. Dividir la cantidad de cada clase de daño, en cada nivel se severidad entre el Área Total de la unidad de muestra y expresar el resultado como porcentaje. Esta sería la Densidad del Daño, con el nivel de severidad específico dentro de la unidad de muestra.

d. Determinar el Valor Deducido para cada tipo de daño y su nivel de severidad mediante las curvas denominadas “Valor Deducido del daño” que se muestran en los anexos.

e. Determinar el máximo valor deducido corregido (CDV).

f. Calculo del PCI restándole a 100 el máximo CDV.

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MATERIAL Y MÉTODO

3.1 Materiales

Los materiales que se utilizó son:

Odómetro manual de medición para ubicación de progresivas, medir las longitudes y las áreas de os daños.Regla para establecer las profundidades de los daños que se requieran.Una Tablet con aplicación de recolección de datos de los daños en la carpeta asfáltica.Manual de Daños PCI.Cámara fotográfica para la captura de imágenes de sectores representativos.Software de procesamiento, EVALPAV. Utilizado por el ministerio. Hojas de Excel de importación y exportación.

3.2 Recolección de Datos

Se realiza el trabajo de campo en el cual se identifican los daños teniendo en cuenta la clase, severidad y extensión de los mismos. Esta información se registra en formatos adecuados para tal fin.

Unidades de MuestreoSe divide la vía en secciones o “unidades de muestreo”, cuyas dimensiones varían de acuerdo con los tipos de vía y de ancho de rodadura entre 230.0 ± 93.0 m².

Se tomara como unidad de muestra por cada carril una longitud de 80 ml. Con un ancho de calzada de 3.40 m. el ejemplo se muestra en la siguiente figura.

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Figura 4. Definición de Unidad de Muestra

Selección de Unidades de Muestra

Para el proyecto se tomaran todas las unidades de muestreo del tramo. Siendo estas en su totalidad de 450 por calzada derecha y 450 por calzada izquierda.

Evaluación de la Condición

Se inspeccionan las unidades de muestra en la cual se mide el tipo, cantidad y severidad de los daños de acuerdo con el manual, se registra la información en el formato correspondiente

3.3 Calculo del PCI de las Unidades de Muestra con el Programa EvalPav.

Para el respectivo cálculo del PCI para todas las unidades de muestras se desarrolló los siguientes pasos descritos a continuación.

3.3.1 Preparación de hojas de Importación de datos al programa.

Los datos de daños registrados y detallados en el Anexo 33, fueron adecuados a la hoja de importación dada por el programa, en el cual se realizaron las consideraciones necesarias para cada tipo de daño con el fin de cumplir satisfactoriamente los requerimientos del programa. Las hojas de importación que contiene a todas las unidades

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Y

X

de muestra por cada calzada se muestran en el Anexo 5. Para la pérdida de agregado se consideró Huecos de Severidad alta.

3.3.2 Creación de proyecto en el programa.

Se creó un nuevo proyecto en el cual se colocó los datos de ubicación del proyecto nombrado: Ruta 5N Pte. Pumahuasi – Pte. Chino – Ucayali.

Seguidamente al abrir el proyecto, se creó un sector de evaluación: 00+000 – 36+000 CALZADA DERECHA; 00+000 – 36+000 CALZADA IZQUIERDA.

En el sector se creó el carril correspondiente: DERECHO para Carril Derecho, IZQUIERDO para Carril Izquierdo.

Previo a la importación final en el programa se tuvo las siguientes consideraciones:

En el daño tipo 3 Fisuración en bloque, para la severidad baja se tuvo que tomar como un área mínima de 1.7 para que su respectiva evaluación en el programa sea de forma normal.

En el daño tipo 4 Abultamientos y Hundimientos, es necesario introducir los datos en área.

En el daño tipo 7 Fisura Parabólica, se de ingresar los datos en áreas y en la severidad baja se debe considerar como mínimo 0.5.

En el daño tipo 10 Fisuras longitudinal y transversal, se debe considerar para la severidad media con un valor de 1.1 ml.

En el daño tipo 13 Huecos, se debe colocar los números de huecos en longitud y en ancho el valor de 1.

En el manual de Vasquez RL. Menciona, si el diámetro del hueco es mayor que 762 mm, debe medirse el área en pies

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cuadrados (o metros cuadrados) y dividirla entre 5 pies² (0.47 m²) para hallar el número de huecos equivalentes. Si la profundidad es menor o igual que 25.0 mm, los huecos se consideran como de severidad media. Si la profundidad es mayor que 25.0 mm la severidad se considera como alta.

En forma general el valor mínimo que se debe tener el daño para que el programa lo reconozca es de 0.2 m2.

Se debe colocar las unidades de muestra que no presenten daños, colocando un daño de severidad baja, en los espacios vacíos de la hoja de importación se debe colocar “0”.

Se realizó la importación de datos de las hojas de Excel correspondiente a cada calzada.

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Figura 5. Captura de ventana software EvalPav.

3.3.3 Obtención del PCI

Una vez importados los datos se muestran en la ventana de evaluación del programa en el cual realizó de forma automática el cálculo del PCI en la unidad de muestra.

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Se grafican los

daños pertenecientes

a la unidad de

muestra

Cálculo del valor

Deducido Corregido

RESULTADOS

En el presente capítulo se presentará los resultados obtenidos durante el procesamiento de la información recolectada en campo. Se mostrara resultados por tipo de daños, de la misma forma los valores de PCI para cada calzada correspondiente

3.1 Índice de Condición de Pavimento

La vía de longitud aproximada de 36 kilómetros fue dividida como se mencionó anteriormente en 80 ml de largo y 3.40 de ancho. Obteniendo de esa forma la unidad de muestra con área igual 272,00 m2 en promedio. Solo las ultimas unidades de muestra serán de 200,6 m2 que se encuentran al finalizar el tramo y su longitud no llega a 80 ml pero si cumple con la condición de estar entre 137 m2 y 323 m2.

Tabla 1. Áreas de Unidades de Muestra

AREAS PARA CARRIL DERECHO E IZQUIERDO

CANTIDAD DE UNIDADES DE MUESTRA

AREA (m2)

898 272

2 200,6

Las unidades de muestras son cada 80 ml, pero serán nombradas en forma de progresivas; las unidades de muestra con sus correspondientes progresivas se presentan en el Anexo 4.

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El índice de condición de pavimento es calculado automáticamente por el programa luego de que se realice la importación de datos a cada carril correspondiente.

En la Figura 6 se muestra la captura del cálculo realizado por el software para cada una de las unidades de muestra en el cual indica los valores de PCI

Figura 6. Captura de ventana de cálculo de PCI en Software EvalPav.

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De acuerdo a los resultados obtenidos del proceso de Evaluación, el software calculó que el Índice promedio de la vía es 96 el cual da a referencia de una vía entre Excelente y Muy Bueno. (ver anexo 6)

Tabla 2. Resumen de resultados de PCI

En la Tabla 2 se muestra los valores de PCI y la cantidad de unidades de muestra que obtuvieron dicho resultado.

3.2 Calificación de las Unidades de muestras

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VALOR DE PCI

N° DE UNIDADES

VALOR DE PCI

N° DE UNIDADES

0 4 0 511 1 1 329 1 6 145 1 31 146 1 39 149 1 46 157 1 57 159 2 58 162 1 59 164 1 60 165 2 61 167 1 64 171 2 67 173 2 68 174 1 72 175 1 76 279 1 79 282 2 81 183 1 82 184 2 84 185 3 85 387 3 86 188 2 87 290 6 88 391 6 89 292 4 90 293 5 91 894 9 92 595 4 93 596 6 95 397 2 96 898 3 97 299 10 98 6100 358 99 7

100 365Promedio 96 promedio 95

96

CARRIL DERECHO CARRIL IZQUIERDO

PROMEDIO FINAL

Los datos seguidamente de ser procesados en el software EvalPav. muestra el Índice de Condición de Pavimento para cada una de las muestras, siendo estas un total de 450 unidades de muestra por cada Calzada, las cuales se muestran en el Tabla 3

Tabla 3. Cantidad de Unidades de Muestra Según su Clasificación

En la Figura 7. Se muestra la gráfica de PCI de las unidades de muestra en cada calzada, de acuerdo a lo obtenido en las hojas de exportación de programa (ver Anexo 6)

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CARRIL DERECHO CARRIL IZQUIERDOExcelente 421 422Muy Bueno 12 8

Bueno 8 8Regular 3 1Pobre 1 2

Muy Pobre 1 0Colapsado 4 9

Total general 450 450

CLASIFICACIÓNCANTIDAD DE UNIDADES

Figura 7. Gráfica de PCI por calzada.

26

0

20

40

60

80

100

120

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

111

121

131

141

151

161

171

181

191

201

211

221

231

241

251

261

271

281

291

301

311

321

331

341

351

361

371

381

391

401

411

421

431

441

VALO

R DE

PCI

N° DE UNIDAD DE MUESTRA

PCI DE UNIDADES DE MUESTRA TRAMO PTE. PUMAHUASI - PTE. CHINO

PCI CALZADA DERECHA PCI CALZADA IZQUIERDA

3.3 Porcentaje De Área Afectado Por Tipo De Daño.

En la Tabla 4 Se muestra el área en m2. de cada daño en su respectiva severidad.Estos valores de acuerdo a la inspección visual de daños en el Tramo Pte. Pumahuasi – Pte. Chino

Tabla 4. Cuadro de área dañada (m2) por severidad

AREA DAÑADA POR SEVERIDAD (m2) EN EL TRAMO

TIPO DE DAÑO 1 - BAJA 2 - MEDIA 3 - ALTA TOTAL

1 - Piel de cocodrilo 115,79 31,12 115,04 261,95

2 - Exudación 1,18 0,00 0,00 1,18

3 - Agrietamiento en bloque 25,30 76,90 30,44 132,64

4 - Abultamientos y hundimientos 0,00 51,00 11,90 62,90

5 - Corrugación 0,00 0,00 0,00 0,00

6 - Depresión 33,75 92,0 448,26 574,91

7 - Grieta de borde 0,15 0,00 0,00 0,15

8 - Grieta de reflexión de junta 0,34 0,00 0,00 0,34

9 - Desnivel carril / berma 0,00 0,00 0,00 0,00

10 - Grietas longitudinal y transversal 37,05 28,36 42,33 107,74

11 - Parcheo 27,32 107,00 6,56 140,88

12 - Pulimento de agregados 0,00 0,00 0,00 0,00

13 - Huecos 0,51 5,39 1015,44 1021,34

14 - Cruce de vía férrea 0,00 0,00 0,00 0,00

15 - Ahuellamiento 106,40 49,80 0,00 156,20

16 - Desplazamiento 0,00 28,56 0,00 28,56

17 - Grieta parabólica 17,23 34,04 0,00 51,27

18 - Hinchamiento 0,00 0,00 74,48 74,48

19 - Desprendimiento de agregados 192,85 184,24 0,00 377,09

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DISCUSIÓN

Se ha determinado el estado en el cual se encuentra la vía asfaltada Tramo Pte. Pumahuasi – Pte. Chino, de la Ruta PE5N de la Carretera Tingo María – Aguaytía. Con una longitud aproximada de 36 km. y un total de 900 unidades de muestras.

De los resultados mostrados en la Tabla 4 se puede observar que el daño con mayor área afectada es Huecos; y esto en su mayoría de debe a pérdidas de carpeta que presenta la vía a los largo de su longitud, según indica las hojas de registro de daños en el Anexo3. Seguidamente Depresión es el segundo tipo de daño con mayor área afectada debido en parte a las zonas de asentamiento que se observó en la vía.

El proceso de Cálculo de PCI se realizó por medio del software EvalPav; a diferencia de los autores de las tesis de referencia lo cuales realizaron el análisis de forma manual y computarizada; el programa da la facilidad de poder tomar todas la unidades de muestra que se definieron en la vía, puesto que cuando importamos datos este considera todas las unidades de muestra en su totalidad indicadas en el archivo. A diferencia que manualmente se debe tomar un mínimo de unidades de muestra en general se toma las que presenten mayor número de daños, pero esto puede llevar a que se calcule una calificación no adecuada a la vía en estudio.

Cada vía es independiente y tiene un valor propio de PCI ya que se encuentra expuesta a diferentes condiciones, por lo que comparar el valor con otra vía no sería lo adecuado, se podría considerar como referencia las vías que tengan un similar nivel de servicio, o los tramos pertenecientes a un mismo corredor vial.

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CONCLUSIONES

3.4 Sobre el Proceso de Evaluación

Al interpretar de forma general los resultados luego de haber sido procesados en gabinete y ser evaluados por el software EvalPav, nos da un índice entre Muy bueno y Excelente, pero esto no le quita importancia a aquellos tramos con diferente calificación ya que cada daño registrado tiene participación en el deterioro de la vía, adicionalmente se debe tomar en cuenta el clima lluvioso y caluroso que afecta constantemente la ruta en mención generando numerosas filtraciones. El constante acumulamiento de agua en la zona es por lo cual la vía presenta zonas de asentamientos, las cuales producen la perdida de carpeta y las depresiones.

Figura 8. Porcentaje de Condición en cada Calzada

Podemos observar que el 94% de las unidades de muestra se encuentran en un excelente estado, siendo solo un 1 % que equivale a 4 unidades de muestra en estado colapsado, que contienen en su registro la pérdida de carpeta en casi toda su totalidad.

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Al realizar el cálculo y un comparativo de valor de PCI de cada calzada correspondiente al mismo número de unidad de muestra, se observó que ciertas unidades de muestra varía el valor del carril derecho con respecto al carril Izquierdo como se muestra en la Tabla 5. Al realizar una revisión en eso tramos se observó que en los que indica colapsado es por la pérdida de carpeta que presenta el carril, el cual tiene mucha incidencia en el cálculo de PCI.

Tabla 5. Unidades de Muestra con variación de PCI mayores a 50

Para estos casos en los cuales la diferencia en PCI de carril derecho y carril izquierdo es mayo a 50, es recomendable que se realice mantenimiento por carril afectado, no en el ancho total de la vía.

3.5 Sobre Calculo de PCI con el Software EvalPav

En el proceso de cálculo del PCI por medio del programa se tuvo algunos datos fuera del rango de evaluación para esta versión del software; por lo cual se realizó un análisis por cada tipo de daño para poder observar la forma de trabajo, del cual se encontró que era necesario colocar áreas mínimas para que el programa lo tome en consideración, en general se necesitaba un área mínima de 0.20 m2, también se tiene casos especiales como el de Fisuras en bloque, Fisuras longitudinales, hundimientos que requirieron de área con valor mayor.

También se observó una variación mínima con respecto a la curvas en el daño tipo Depresión, que posiblemente sea un pequeño error en la ecuación del programa. Aun con estas pequeñas observaciones el uso del programa es una buena herramienta que permite el análisis en su totalidad de la vía y de esta forma tener un Índice de Condición de Pavimento adecuado calculado en base a todas sus unidades de muestra.

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PROGRESIVA INICIAL

PROGRESIVAFINAL

PCI DERECHO

CLASIFICACIONPCI

IZQUIERDOCLASIFICACION DIFERENCIA PROMEDIO

28+240 28+320 100 Excelente 0 Colapsado 100 5031+040 31+120 100 Excelente 0 Colapsado 100 5032+480 32+560 0 Colapsado 97 Excelente 97 4935+040 35+120 100 Excelente 1 Colapsado 99 5135+680 35+760 83 Muy Bueno 0 Colapsado 83 4235+840 35+920 91 Excelente 31 Pobre 60 6137+680 37+760 29 Pobre 100 Excelente 71 6546+480 46+560 49 Regular 100 Excelente 51 7549+520 49+600 59 Bueno 0 Colapsado 59 30

RECOMENDACIONES

Para los relevamientos en campó es necesario tener definido las consideraciones a tomar en la recolección de datos, manejar un mismo criterio para las unidades de muestra.

En la preparación de datos para importar en el programa, se recomienda tener los datos de los carriles izquierdo y derecho en un solo archivo, y colocar las observaciones que sean necesarias sobre todo en aquellas en las cuales se tuvo que cambiar datos por consideraciones en el programa.

Es necesario realizar el comparativo de valor de PCI de cada carril para unidades de muestra con misma progresivas. El cual puede ayudar a interpretar la evaluación y el comportamiento del pavimento para ese sector. El cual clasificaría como un mantenimiento correctivo ya que afecta directamente los niveles de servicio de la vía.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

(1) Rodríguez ED. Cálculo del Índice de Condición de Pavimento Flexible en la Av. Luis Montero Distrito de Castilla [Tesis para optar el grado de Ingeniero Civil]. Piura: Universidad de Piura; 2009.

(2) Carrera MV. Evaluación De Pavimento Utilizando El Método PCI Y Su Aplicación En El Paso Lateral De Portoviejo Desde La Vía Portoviejo – Mejía Hasta El Redondel De Picoazá. Recomendaciones De Mejoras [Tesis para optar el grado académico de Magister en Construcción de Obras Civiles]. Portoviejo-Manabí: Universidad Técnica de Manabí; 2011.

(3) Vasquez LR. Pavement Condition Index (PCI) Para Pavimentos Asfálticos y de Concreto En Carreteras. Manizales: INGEPAV; 2002.

(4) Espinoza H. Implementación De Un Modelo De Gestión De Pavimentos Para La Evaluación De Una Vía Asfaltada En La Carretera Ciudad De Dios – Cajamarca Ruta Nº Pe 08 (Km 0+000 A 173+800) Para El Año 2011 (Tesis para optar el grado de Ingeniero Civil). Lima: Universidad Nacional Federico Villarreal; 2014.

(5) Ministerio de Transporte y Comunicaciones. Dirección General de Caminos y Ferrocarriles. Manual Del Usuario EvalPav - Software Para Evaluación De Pavimentos En Carreteras Y Aeropuertos De Superficie Asfáltica, Y Carreteras No Pavimentadas.

(6) Ministerio de Transporte y Comunicaciones. Dirección General de Caminos y Ferrocarriles. Manual De Inventarios Viales R.D. N° 09-2014-MTC/14.

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