Falla de Pav Flexible

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

Facultad de Ingenieras y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniera Civil XII CURSO ESPECIAL DE TITULACIN TEMA: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxMODULO DOCENTE : : VIAS DE TRANSPORTE

ING. HUGO CASSO VALDIVIA

INTEGRANTES

:

BARRETO FERNANDEZ FERNANDO BAZN REYES HENRY FITZCARRALD MAYO JUAN QUILCATE MARTNEZ CELESTE QUIONEZ RAMIREZ JIMMY

FECHA

: 23 DE MARZO DEL 2013

PUEBLO LIBRE-LIMA

XII CURSO ESPECIAL DE TITULACIN

Pgina 1

INDICE1.-INTRODUCCIN 2.-FUNDAMENTO TERICO.. 3.-PAVIMENTOS.. 3.1.-Pavimento Flexible.. 3.1.1.-Sub-base:. 3.2.1.-Base: 3.3.1.-Capa de rodadura: 4.-FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE. 5.-FALLA EN PAVIMENTOS FLEXIBLES 5.1.-Falla por insuficiencia estructural. 5.2.-Falla por fatiga. 5.3.-Falla por defectos constructivos. 6.-CAUSAS COMUNES QUE LAS ORIGINAN.. 7.-FALLAS MS COMUNES Y SUS POSIBLES REPARACIONES 7.1.-Falla por insuficiencia estructural.. 7.2.-Fallas superficiales 7.3.-Falla por defectos constructivos.. 8.-CONCLUSIONES. 9.-TERMINOLOGIA.. 10.-BIBLIOGRAFIA


Pgina 2

1.-INTRODUCCINLos defectos que presenta un pavimento y que disminuyen la comodidad del usuario o la vida de servicio de esa estructura, frecuentemente corresponden a defectos constructivos y difcilmente pueden clasificarse como deterioros. Sin embargo, atendiendo al hecho de que habrn de ser corregidos mediante labores de mantenimiento o conservacin, para evitar un deterioro gradual con el paso de los vehculos y convertirse as en verdaderos deterioros del pavimento. En la literatura especializada de pavimentos, los fines didcticos perseguidos orientan el ordenamiento de los deterioros atendiendo a sus causas y origen, ms que a las labores para su correccin. Con el fin de la conservacin, rehabilitacin o reconstruccin. Los deterioros de pavimentos incluidos se consideran los ms relevantes. Se han agrupado en tres grandes categoras; los de superficie, los de estructura y los que encuentran su origen en la construccin. Todos los pavimentos de las carreteras sufren un proceso de degradacin bajo la accin del trnsito, resultando este proceso ms lento, si el pavimento est bien diseado y bien construido. Por otro lado, los cambios trmicos diarios y estacionales, la humedad, la insolacin y el rgimen de lluvias originan modificaciones en los materiales de la capa de rodamiento con tendencias a la fragilizacin y a la prdida de calidad. Durante el periodo de servicio, un pavimento se deteriora de formas diferentes. La aptitud de reparto de cargas y de resistencia a las deformaciones y a la fisuracin, bajo la accin repetida de cargas del trnsito, causa defectos en la superficie del pavimento, tales como fisuras, agrietamiento, roderas o deformaciones y otros. Si no se detiene a tiempo la degradacin, puede llegar a resentirse la estructura total del pavimento, lo que obligar a una reconstruccin. Las propiedades superficiales de un pavimento deben mantenerse en condiciones aceptables durante la vida de la carretera. El deterioro de estas caractersticas es a veces independiente de la falla estructural del pavimento; de esta manera hay que prever acciones sobre la carretera tendientes nicamente al mantenimiento de las caractersticas superficiales. Con la siguiente investigacin se pretende conocer las fallas o grietas en los pavimentos as como las causas que las originan y sus posibles soluciones.


Pgina 3

2.-FUNDAMENTO TERICO La mayor parte de la tecnologa que el ingeniero de pavimentos ha ido desarrollando tiene como objetivo evitar la aparicin de todo un conjunto de deterioros y fallas, que se han ido tipificando y describiendo con el mayor detalle compatibilidad con el nivel del conocimiento y lo que es aun mas importante, se ha logrado permitir desarrollar todo un conjunto de normas de criterio de proyecto y conservacin, que forma una parte muy importante de la cultura intelectual y de la experiencia de cada tcnico, antes de continuar en el anlisis de las aplicaciones de los principios de la mecnica de suelos a la tecnologa de los pavimentos, se conviene revisar, siquiera brevemente, los ms importantes y frecuentes deterioros que los pavimentos suelen sufrir, relacionados con las causas que los producen; de esta manera ser posible discutir las aplicaciones en un contexto practico y acorde con las preocupaciones reales de los ingenieros.

3.-PAVIMENTOS Un pavimento puede definirse como la capa o conjunto de de capas de materiales apropiados, comprendidas entre el nivel superior de la terracera ( sub-rasante) y la superficie de rodadura, cuyas principales funciones son las de proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, de color y textura apropiado, resistente a la accin del trnsito, a la del interperismo y otros agentes perjudiciales; as como de trasmitir adecuadamente los esfuerzos a la sub-rasante, de modo que esta no se deforme de manera perjudicial.

3.1.-Pavimento Flexible Los pavimentos flexibles estn formados por una serie de capas (seccin estructural) constituidas por materiales con resistencia y deformabilidad decreciente con la profundidad, de modo anlogo a las disminucin de la presiones transmitidas desde la superficie. La carpeta asfltica es la parte superior del pavimento, soporta directamente las solicitaciones del trnsito y aporta las caractersticas funcionales de la carretera. Estructuralmente, absorbe los esfuerzos horizontales y parte de los esfuerzos verticales.

Corte transversal de un pavimento flexible

Debido al comportamiento vscoelastoplstico de las mezclas asflticas, el paso de la carga, especialmente en condiciones de altas temperaturas o bajas velocidades, va produciendo una acumulacin de deformaciones de tipo plstico. Si la mezcla asfltica no tiene las caractersticas Teolgicas adecuadas, puede darse incluso una verdadera fluencia del material. Este fenmeno tiene su manifestacin ms tpica en las denominadas roderas, que son deformaciones plsticas longitudinales que se pueden llegar a producir en determinadas zonas de rodamiento de los vehculos pesados o por la canalizacinXII CURSO ESPECIAL DE TITULACIN

Pgina 4

excesiva del trnsito. En ocasiones, el fenmeno de deformaciones plsticas se pone de manifiesto mediante ondulaciones o resaltos transversales. Esto puede ocurrir en zonas en las que los esfuerzos tangenciales son muy fuertes (zonas de desaceleracin, paradas ante semforos o topes, etc).

3.1.1.-Sub-base: Capa de material cuya funcin es transmitir los esfuerzos a la capa sub-rasante de manera adecuada y adems constituir una transmisin entre los materiales de la subbase y la sub-rasante, de tal modo que se evite la contaminacin y la interpenetracin de dichos materiales, disminuir efectos perjudiciales en el pavimento ocasionados por cambios volumtricos y rebote elstico del material de las terraceras o del terreno de cimentacin, reducir el costo de pavimento ya que es una capa que por estar bajo la base queda sujeta a menores esfuerzos y requiere de especificaciones menos rgidas, las cuales pueden satisfacerse con materiales de menor costo generalmente encontrados en la zona.

3.2.1.-Base: Es una capa de material que puede ser granular la cual est conformada por piedra triturada y mezcla natural de agregado y suelo; tambin puede ser una base estabilizada la que est construida con cemento Portland, cal o materiales bituminosos. Estas deben tener la suficiente resistencia para recibir la carga de la superficie arriba de ella y transmitir a un nivel de esfuerzo adecuado a la capa siguiente, que puede ser una sub.-base o una sub-rasante.

3.3.1.-Capa de rodadura: Es una capa o un conjunto de capas que se colocan sobre la base y est constituida por material ptreo mezclado con algn producto asfltico (cemento asfltico, asfalto lquido, emulsin asfltica). La funcin principal de la carpeta, consiste en proporcionar al trnsito una superficie estable, uniforme, impermeable y de textura apropiada.

4.-FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Considerando a un pavimento flexible como un conjunto, se tienen que tomar en cuenta para el diseo, sin importar el mtodo, los siguientes factores: La resistencia estructural La deformabilidad La durabilidad El costo Los requerimientos de conservacin. La comodidad.

4.1.- La resistencia estructural: Debe soportar las cargas impuestas por el trnsito que producen esfuerzos normales y cortantes en la estructura. En los pavimentos flexibles se consideran los esfuerzos cortantes como la principal causa de falla desde el punto de vista estructural. Adems de los esfuerzos cortantes tambin se tienen los producidos por la aceleracin, frenaje de los vehculos y esfuerzos de tensin en los niveles superiores de la estructura


Pgina 5

4.2.-La deformabilidad: En los pavimentos las deformaciones como es usual en la ingeniera, desde dos puntos de vista: por un lado, porque las deformaciones excesivas estn asociados a estado de falla y, por otro, lado, porque es sabido que un pavimento deformado puede dejar cumplir sus funciones, independientemente que las deformaciones no hayan conducido a un colapso estructural propiamente dicho. Las cargas de transito producen en el pavimento deformaciones de varias clases. Las elsticas son de recuperacin instantnea y las plastias que son aquellas que permanecen en el pavimento despus de cesar la causa deformadora. La deformacin elstica repetida preocupa sobre todo en los materiales con resistencia a la tensin, colocados en la parte superior de la estructura, en los que puede llegar a generar falla por fatiga debido a que las cargas repetidas de la deformacin plstica tiende a hacerse acumulativas. 4.3.- La durabilidad: La durabilidad est ligada con una serie de factores econmicos y sociales de propio camino. En un camino de alto transito y gran importancia econmica se requiere pavimentos muy duraderos a fin de no tener que recurrir a costosos interrupciones de un trnsito importante. 4.4.- El costo: Como toda estructura de la ingeniera un pavimento representa un balance entre la satisfaccin de requisitos de resistencia y estabilidad en general y el costo, un diseo correcto ser el que llegue a satisfacer los necesarios requerimientos del servicio a costo mnimo. 4.5.- Requerimientos de conservacin. Los factores climticos influyen de gran manera en la vida de un pavimento. Otro factor es la intensidad del trnsito, ya que se tiene que prever el crecimiento futuro. Se debe de tomar en cuenta el comportamiento futuro de las terraceras, deformaciones y derrumbes. La degradacin estructural de los materiales por carga repetida es otro aspecto que no se puede dejar de lado. La falta de conservacin sistemtica hace que la vida de un pavimento se acorte.

5.-FALLA EN PAVIMENTOS FLEXIBLES Segn Rico y Del Castillo (1984), la tecnologa que se ha desarrollado para pavimentos, tiene como meta evitar deterioros y fallas. Se han logrado establecer relaciones de causa - efecto, para desarrollar normas de criterio de proyecto y conservacin. En pavimentos, la palabra falla se utiliza tanto para verdaderos colapsos como deterioros simples. El concepto de deterioro o falla est asociado al nivel de servicio que depende de la exigencia del consumidor. Una falla es algo que se aparta de lo que se consider perfecto. Las fallas de los pavimentos pueden dividirse en tres grupos: Falla por insuficiencia estructural. Falla por fatiga. Falla por defectos constructivos.

5.1.-Falla por insuficiencia estructural Pavimentos construidos con material inapropiado en cuanto a resistencia. Se pueden utilizar materiales con buena calidad pero espesores insuficientes. Esta falla se produce por la combinacin de la resistencia al esfuerzo cortante de cada capa y sus espesores.


Pgina 6

5.2.-Falla superficial (funcional) Los aspectos ms importantes del pavimento que intervienen en el valor del ndice de servicio actual son: Las ondulaciones longitudinales. Las deformaciones transversales. La textura de la superficie. El porcentaje de baches y reas reparadas.

Tomando en cuenta que el ndice de servicio se refiere nicamente a las condiciones de la superficie de rodamiento; la estructura funcional en s, nos proporcionar un trnsito cmodo a los usuarios y una superficie de rodamiento adecuada a las necesidades de ste. En su determinacin o apreciacin no intervendrn factores como diseo geomtrico, estado de acotamientos, sealamiento, etc. La falla funcional en s, consiste en deficiencias superficiales del pavimento a las que se asocian precisamente el ndice de servicio, que afectan en mayor o menor grado la capacidad del camino en proporcionar al usuario un trnsito cmodo y seguro. Los dos tipos de fallas no estn necesariamente relacionados, pero pueden establecerse que cuando se presenta una falla estructural, tambin ocurrir en un plazo mas o menos corto la falla funcional. En ocasiones una falla funcional que no se atienda a su debido tiempo, puede tambin conducir a una falla estructural. 5.3.-Falla por defectos constructivos Pavimentos bien proporcionados y con materiales de buena calidad pero que en su construccin se cometieron errores.

6.-CAUSAS COMUNES QUE LAS ORIGINAN. En los aos 1960 a 1962, la AMERICAN ASSOCIATION STATE HIGHWAY OFFICIALS realiz algunas pruebas, cuyas finalidades ms importantes fueron las de definir en que consiste la falla de un pavimento y de relacionar las variables de diseo como son trnsito, clima, materiales, etc. con el comportamiento del propio pavimento. Fue as como se estableci el principio de que la funcin bsica del pavimento la constituye el permitir un trnsito adecuado de vehculos sobre la carretera. Las fallas en los pavimentos las originan, las acciones que ejercen directa o indirectamente sobre ellos, los factores siguientes: La repeticin de las cargas. Los agentes del clima. El peso propio de las capas que constituyen la estructura conjunta de la obra.

Las fallas se inician o se producen en los puntos dbiles o deficientes de alguna de las partes fundamentales de la estructura general de la carretera, los cuales no pueden soportar eficientemente los efectos destructivos de alguno o varios de los factores sealados anteriormente, convirtiendo zonas potenciales de falla, la consecuencia de diseos inadecuados, mala calidad de los materiales utilizados, procedimientos de construccin defectuosos, falta de una conservacin eficaz y oportuna, etc., de tal manera que las fallas en los pavimentos pueden tener su origen en el terreno de cimentacin, en las terraceras, en las obras de drenaje o en los elementos constitutivos del propio pavimento. Presentaremos en forma resumida, las causas que originan fallas en los pavimentos flexibles que son atribuibles a los mismos y de los cuales se ha hecho una descripcin analizando cada una de las distintas capas que lo forman.XII CURSO ESPECIAL DE TITULACIN

Pgina 7

6.1.-EN LA SUB-BASE. Mala calidad del material utilizado. Baja compactacin. Falta de espesor. Contaminacin con el material de las terraceras. Defectos de construccin o de acabados.

6.2.-EN LA BASE. Mala calidad del material utilizado. Baja compactacin. Falta de espesor. Falta de afinidad del material ptreo con el asfalto de impregnacin. Falta de limpieza o barrido de la superficie de base al momento de impregnar. Defectos de construccin o de acabado. Defecto de la base impregnada por exposicin excesiva al trnsito y a los efectos del clima, antes de protegerla con la carpeta.

6.3.-EN LAS CARPETAS DE RIEGO. Mala calidad de los materiales ptreos o granulometra defectuosa de stos. Falta de afinidad de los materiales ptreos con el asfalto. Cantidad escasa de materiales ptreos. Materiales ptreos con exceso de humedad al momento de la aplicacin. Trnsito sobre el riego de asfalto antes de cubrir con el ptreo. Trnsito demasiado pronto sobre el material ptreo aplicado, principalmente cuando los vehculos no circulan a velocidades bajas. Defectos de construccin de la carpeta (falta de rastreo, planchado o barrido de los materiales ptreos, traslapes incorrectos de los riegos, distribucin no uniforme de los materiales, etc.).

6.4.-EN LA CARPETA DE MEZCLA ASFLTICA EN EL LUGAR. Mala calidad en los materiales ptreos o defectuosos en su granulometra. Falta de afinidad del material ptreo con el asfalto. Exceso de asfalto en la mezcla. Escasez de asfalto en la mezcla. Materiales ptreos demasiado hmedos al momento de agregar el asfalto. Tipo de asfalto inadecuado en la mezcla, o mala calidad del producto utilizado. Contenido elevado de agua o de solventes en la mezcla, al momento de tender. Falta de uniformidad en la incorporacin del asfalto en la mezcla. Baja compactacin de la mezcla. Defectos de construccin en el tendido y de acabados. Baja resistencia de la mezcla. Mezcla asfltica muy permeable, sin proteger con algn tratamiento de sellado. Rigidez relativamente alta de la carpeta.


Pgina 8

6.5.-EN LA CARPETA DE MEZCLA EN CALIENTE. (CONCRETO ASFLTICO) Mala calidad de los materiales ptreos utilizados o defectos en su granulometra. Falta de afinidad del material ptreo con el asfalto. Exceso de asfalto en la mezcla. Escasez de asfalto en la mezcla. Tipo de asfalto inadecuado en la mezcla o mala calidad del producto utilizado. Temperatura baja del asfalto o del material al elaborar la mezcla. Temperatura excesiva de calentamiento del cemento asfltico y del material ptreo al elaborar la mezcla. Defectos de tendido o de acabado de la mezcla. Mezcla relativamente fra al tender o al compactar. Baja compactacin de la mezcla. Espesor escaso de la capa. Baja estabilidad de la mezcla. Mezcla muy permeable (vacos elevados), sin proteger con un tratamiento de sellado. Rigidez relativamente alta de la carpeta.

6.6.-EN EL RIEGO DE IMPREGNACIN. Tipo inadecuado de asfalto o mala calidad del producto. Cantidad excesiva de asfalto. Cantidad escasa de asfalto. Trnsito demasiado pronto sobre el riego de asfalto. Asfalto fro (viscosidad alta) que impide su penetracin en la base. Defectos en la aplicacin del asfalto (atribuibles a la petrolizadora o al operador)

6.7.-EN LOS RIEGOS DE LIGA. Tipo inadecuado de asfalto o mala calidad del producto. Cantidad excesiva de asfalto. Cantidad escasa de asfalto. Asfalto muy fro, o que a perdido su poder de aglutinacin, al momento de extender la carpeta (de mezcla en el lugar), o cubrirse con los materiales ptreos (carpeta de riego). Defectos en la aplicacin del asfalto (atribuibles a la petrolizadora o al operador).

6.8.-EN EL RIEGO DE SELLO. Mala calidad de los materiales ptreos utilizados o a defectos en su granulometra. Falta de afinidad del material ptreo con el asfalto. Exceso o escasez del material ptreo o del asfalto. Asfalto inadecuado o mala calidad del producto. Materiales ptreos demasiado hmedos al momento de aplicacin. Trnsito sobre el riego de asfalto, antes de cubrir con el ptreo. Asfalto muy fro o que ha perdido su poder de aglutinacin, al momento de cubrirlo con el material ptreo. Defectos de la aplicacin del asfalto (atribuibles a la petrolizadora o al operador). Trnsito demasiado pronto sobre el material ptreo aplicado, principalmente cuando los vehculos no circulan a bajas velocidades. Defectos de construccin (distribucin no uniforme del material ptreo, falta de rastreo, planchado o barrido del material, traslapes incorrectos de los riegos, etc.). Efecto del trnsito pesado en zonas sub-disefiadas o deficientemente construidas del pavimento. Paso del trnsito de vehculos o del equipo de construccin sobre la carpeta recin tendida, o sin la debida compactacin. Pgina 9


7.-FALLAS MS COMUNES Y SUS POSIBLES REPARACIONES 7.1.-FALLA POR INSUFICIENCIA ESTRUCTURAL


Pgina 10


Pgina 11


Pgina 12


Pgina 13


Pgina 14


Pgina 15


Pgina 16


Pgina 17

7.2.-FALLAS SUPERFICIALES


Pgina 18


Pgina 19


Pgina 20


Pgina 21


Pgina 22


Pgina 23

7.3.-FALLA POR DEFECTOS CONSTRUCTIVOS.


Pgina 24

8.-CONCLUSIONES


Pgina 25

9.-TERMINOLOGIA: Sub-rasante: Es la superficie que sirve de fundacin al pavimento. Est constituida por el suelo y se puede representar en corte, lleno o una combinacin de los dos. Sub-rasante mejorada o modificada: Bajo algunas condiciones se hace necesario mejorar la calidad de la sub-rasante mediante el procesamiento de parte del material superficial o sobreponindole una membrana del tipo geotextil, con el fin de garantizar el cumplimiento de ciertas condiciones de composicin o capacidad portante. Sub-base: Es la primera capa de la estructura del pavimento que se dispone sobre la sub-rasante, con el fin de facilitar un buen drenaje en el pavimento y permitir la construccin del resto de la estructura. En esta capa se presenta una disipacin parcial de esfuerzos. Tiene capacidad de absorber algunos cambios de volumen de la sub-rasante y puede sustituir econmicamente parte de la base. No siempre es utilizada en los diseos. Se construye con material con menos exigencias y por ende mucho ms econmico que el utilizado en la base. Base: Es la capa que se construye sobre la sub-base, y en su construccin se emplean materiales de mejor calidad y con mejores especificaciones de construccin. Su importancia radica en su capacidad estructural y de proteccin del resto de pavimento. Adems permite la circulacin de vehculos mientras se construye la capa de rodadura. Esta capa es indispensable para cualquier sistema de pavimentos, ya que en ella se presenta la mayor disipacin de esfuerzos. Capa de rodadura: Es la capa superior del pavimento y sobre ella circulan los vehculos durante la vida til de sta. Debe ser resistente a la abrasin generada por el trfico y a la agresin del medio ambiente. Tiene la funcin de proteger la estructura, impermeabilizando la superficie del pavimento, debe ser suave y de superficie continua para que sea cmoda la circulacin de vehculos sobre ella, y debe ser rugosa para asegurar la adherencia de los vehculos. Pavimento de concreto asfltico: Es aquel cuya capa de rodadura est conformada por una carpeta de concreto asfltico. Si su espesor es considerable, esta capa se divide en dos: la base asfltica y la rodadura, las cuales se diferencian bsicamente en el tamao del agregado con que se produce el concreto asfltico siendo mayor el de la base que el de la rodadura. Elementos complementarios de proteccin: Son aquellos elementos que se disponen en el pavimento para mantener el nivel fretico debajo de la estructura de ste, y adems evitar que el agua superficial erosione el terreno adyacente. Esto se logra con un adecuado manejo de las pendientes longitudinales y transversales del pavimento y de los cortes y llenos que conforman la banca sobre la cual se asienta la estructura, mediante la construccin y tratamiento de bermas y la disposicin y cunetas y obras de drenaje suficientes. Juntas: Son discontinuidades en la superficie del pavimento, cuya orientacin puede ser longitudinal o transversal. Asfalto:


Pgina 26

Material derivado del petrleo, compuesto por los elementos ms pesados resultantes de la refinacin. Se utiliza como cementante en las mezclas asflticas. Agregados: Material de origen ptreo compuesto por partculas menores de 3 de dimetro, de origen aluvial o por trituracin de rocas, que sirve como llenante de las mezclas asflticas.


Pgina 27

10.-BIBLIOGRAFIA


Pgina 28

Falla de Pav Flexible

Documents

Transcript of Falla de Pav Flexible