Ingeniera Civil

UNIDAD CINCORehabilitacin y Conservacin de pavimentosASIGNATURA:Diseo y Construccin de Pavimentos

DOCENTE:Ing. Civil: Enrique May Ciau

ALUMNO:Jos Marcelo Yam Chi (12040025)

Sexto Semestre, Grupo A

Valladolid, Yucatn, 12 de Junio de 2015.

Introduccin: Los pavimentos y sobre todos en las carreteras hoy en da es muy importante. Pero uno de los problemas es que cuando se presentan problemas en las carreteras las cuales los famosos baches esto se da por no seguir los pasos del proyecto y por no a completar los materiales que est escrito en el proyecto o los materiales no son los adecuados.En este trabajo tratara de una investigacin las cuales se mencionara unos temas de suma importancia las cuales son la viga de benkelman lo cual se profundizar para poder entender mucho mejor dicho tema. Otro tema que se investigo es el mtodo del instituto de Estados Unidos para pavimentos flexibles es muy importante saber cmo se trabaja en otros pases ya que saber podemos mejorar la construccin en Mxico y ser mucho mejor que Estados Unidos.La conservacin de los pavimentos es muy importante pero los encargados de las carreteras no lo toman en cuenta y lo descuidan mucho.La conservacin de pavimentos no es un tema nuevo, como tampoco lo son lostratamientos que se emplean para extender la vida til del pavimento. La novedad actual es que se estn llevando a cabo cambios fundamentales en el sistema tradicional de gestin de pavimentos y la administracin de la infraestructura vial.Objetivo:

5.1. La viga Benkelman.Los procedimientos de diseo de refuerzo que se menciona a continuacin son aplicables cuando el pavimento por reforzar es de tipo flexible, aun cuando incluyan en su estructuracin capas estabilizadas con materiales tales como asfalto, cemento, cal, etc. Adems los espesores de refuerzo deben ser proporcionados por medio de una sobre carpeta de un concreto asfltico o una combinacin de esta y capas de material granular que podr ser estabilizado o tratado con los materiales anteriormente sealados.Las medidas de las deflexiones son una herramienta importante en el anlisis no destructivo de los pavimentos. La magnitud de la deflexin y la forma de la cuenca de deformacin producida por la carga son tiles para investigar las propiedades in situ del pavimento. Se trata de aplicar una solicitacin tipo y medir la respuesta de la estructura. El sistema quizs ms difundido de medicin de deflexiones es la Viga Benkelman. Este dispositivo se lo utiliza para realizar mediciones en sectores en los que se observan fallas visibles y en los que no se observan fallas, de esta forma es posible acotar las propiedades actuales del pavimento in situ, apuntando a una solucin final del problema ms econmica.Los mtodos aqu presentados utilizan las deflexiones medidas en la superficie del pavimento, utilizando la viga de Benkelman bajo la accin de la carga correspondiente a un eje simple con arreglo de llantas dual; si las deflexiones son obtenidas con otro equipo, por ejemplo, deflectografo dinmico (Dynaflect). Existen correlaciones que permiten transformar a deflexiones tipo Belkelman las obtenidas mediante este procedimiento (fig. lx-37).Cabe insistir aqu nuevamente, n la reserva con que han de manejarse estas correlaciones, debido a las condiciones locales con que han sido desarrollados.En la figura aparece la correlacin dada por el fabricante del Dynaflect (Dresser Atlas Co), para pruebas de viga Benkelman con eje cargado con 6.8 ton (15000 lb); esta grafica se estuvo un tanto tericamente, estableciendo estableciendo un coeficiente de correlacin entre ambas deflexiones Benkelman y aceptado que la deflexin Dynaflect varia tambin de un caso a otro en la misma proporcin. Finalmente la figura presenta la correlacin tambin experimental a que llego, por su parte, el departamento de carreteras de california entre eje de 608 ton (15000 lb) sobre la viga Benkelman y el Dynaflect, tras varios aos de utilizacin de ambos equipos. Resalta en la variacin de las correlaciones presentadas, la influencia de condiciones antes mencionadas y la correspondiente necesidad de todo organismo interesado de obtener sus propias correlaciones.

5.2. Mtodo del Instituto del Asfalto de los pavimentos flexibles EUA., para el refuerzo de pavimentos flexibles

Este mtodo ser basado en el establecimiento de un lmite de deflexin a la estructura del pavimento, el cual es funcin del nmero e intensidad de aplicaciones de carga a que estar sujeto el pavimento estudiado. El primer paso para la aplicacin del mtodo del Instituto del Asfalto consiste en determinar el nmero de trnsito para diseo, ya mencionado en estas pginas anteriores de este captulo. La siguiente etapa es obtener las deflexiones del pavimento que se vala por medio de la viga Benkelman o un mtodo equivalente; se especifica que el nmero de puntos estudiados no debe ser menor de 15 por kilmetros o de 10 en cada seccin de prueba, entendiendo por esta a un tramo de camino al que se le asignan caractersticas de deterioro ms o menos uniforme. Los puntos estudiados deben distribuirse aleatoriamente sobre el tramo escogido y debe calcularse la media aritmtica de todos los valores obtenidos, as como la desviacin estndar del conjunto de valores correspondientes a un tramo o una seccin de estudios. La deflexin se obtiene bajo una carga de 4100 kg (900 libras) en un sistema dual de llantas (8200 kg por eje del vehculo). Se define el concepto deflexin caracterstica, por medio de la ecuacin Donde: es la media aritmtica de los valores individuales de la deflexin en el tramo.s es la desviacin estndar de los mismos valores en el mismo tramo.f es un factor de ajuste por temperatura de la carpeta.c es un factor de ajuste que vara con el periodo del ao en el cual se hacen las mediciones (c=1 para el periodo que represente las condiciones ms crticas del pavimento). La figura IX-40 proporciona una grfica que permite calcular el valor de coeficiente de ajuste por la temperatura de la carpeta. El coeficiente de ajuste por el periodo del ao en que se haga la medicin ha de ser obtenido o bien realizndolas en la poca del ao ms crtica para el pavimento (c=1) o haciendo un conjunto continuo de lecturas que cubran diferentes pocas del ao, calculando en cada caso la relacin entre dichas lecturas y correspondiente al periodo crtico; lo anterior no debe resultar difcil de hacer para una institucin importante que este dedicada en gran escala a la construccin y conservacin de pavimentos. La deflexin caracterstica y el nmero de trnsito para diseo son los datos con los que puede entrarse en la grfica de la figura IX-41, en la que puede calcularse el espesor del concreto asfaltico que el pavimento necesita como refuerzo. Usando los coeficientes de equivalencia entre espesores de concreto asfaltico y espesores de capas de otra naturaleza, que se han dado anteriormente en este Captulo, podran calcularse diversas alternativas de estructuracin del refuerzo necesario, si bien ha de hacerse notar que esta ltima posibilidad no figura explcitamente en las fuentes bibliogrficas que propone el mtodo.

necesitar un refuerzo, de acuerdo con la deflexin caracterstica actual y la tasa del crecimiento anual del trnsito en el camino considerado. La figura IX-42 proporciona una grfica en la que, entrando con la deflexin caracterstica que corresponda a un cierto camino en la actualidad, puede obtenerse el nmero de trnsito para diseo ms alto que pueda tener el camino si no requiere reparacin. Este nmero deber compararse con el nmero de trnsito para diseo que realmente tenga el camino en cuestin; si este ltimo es menor que el calculado con la grfica, el pavimento no requerir refuerzo en la actualidad; si ambos nmeros de transito son iguales se est en el momento en que es necesario el refuerzo, pero si el pavimento tiene un numero de transito mayor que el calculado con la grfica, el refuerzo ya debi, de hecho, realizarse con anterioridad. Si el nmero de trnsito para diseo que tiene el pavimento es menor que el calculado con la grfica de la figura IX-42 ser posible, conociendo la tasa del crecimiento anual del trnsito, estimar el tiempo que habr de transcurrir hasta que el pavimento llegue a tener el nmero de transito igual al calculado en la grfica, tenindose as una estimacin del momento en que el pavimento ha de ser reparado. La tabla IX-13 puede servir para realizar los clculos necesarios.

5.3. Mtodo de California para el refuerzo de pavimentos flexibles.Este mtodo ha sido desarrollado con base en la observacin del comportamiento de pavimentos reforzados y su premisa fundamental consiste en establecer un lmite mximo de deflexin que puede permitirse a la estructura del pavimento, como una medida de su capacidad estructural; dicho lmite es una funcin del espesor de la capa asfltica de rodamiento y del nmero de aplicaciones de una carga por rueda de 2,270 kgs (5,000 lbs) que el pavimento ha de soportar. En la figura IX-38 se presenta una grfica que permite determinar el nivel de deflexin tolerable en la superficie del pavimento, el conjunto de rectas corresponde a los diversos espesores de la capa asfltica existente, o en su caso, al espesor de una base tratada con cemento; el eje de las abcisas corresponde al nmero de repeticiones de una carga por rueda de 2,270 kgs (5,00 lbs) y puede observarse que en cualquier caso el lmite mximo de deflexin permisible, que se obtiene en el eje de las ordenadas, es de 40 milsimas de pulgada. Cuando el pavimento que se est evaluando no hay ninguna capa tratado con cemento, solo se toma una cuenta para tificar la estructura es espesor de su carpeta; cuando haya una base tratada con cemento de 15 o ms centmetros de espesor se usara invariablemente la curva 7. Lo anterior puede parecer sorprendente si no se considera la relativa homogeneidad de buena calidad que suele verse en las estructuras de los pavimentos que se construyen en el Estado de California; para la aplicacin ciega del mtodo a otros pases puede correrse un mayor peligro de estar aplicando la misma curva a dos pavimentos muy distintos, por el hecho, quiz sin gran significacin estructural, de que el espesor de sus carpetas sea el mismo y esto es tanto ms cierto cuanto menor sea el espesor de la carpeta del pavimento que se vala.

Para valuar un pavimento siguiendo el mtodo de California se seguir las siguientes etapas:1.- Con ayuda de la grfica de la figura IX-38 y despus de haber hecho el anlisis de transito ya descrito en el transcurso de este captulo, hasta llegar al nmero de ruedas de carga equivalente de 2,270 kgs (5,000 lbs), podr calcularse la deflexin tolerable, del tipo Bekelman.2.- A continuacin, debern medirse las deflexiones que realmente tiene el pavimento en estudio. Para tal fin se utilizara un viga Bekelman (si se usa equipo Dynaflect se har uso de la figura IX-37) y de un camin lastrado con 6,810 kgs (15,000 lbs) en su eje trasero (dual). El intervalo de medicin es recomendado por california en el orden de los 8 m, pero seguramente puede variarse un poco de acuerdo con las condiciones del pavimento que se valu.3.- Con las deflexiones del pavimento debe determinarse el valor tal que el 20% de las obtenidas sea mayor y el 80% restante, correspondientemente, menor. Esta es la deflexin estadstica y se representa por .4.- El valor de deber compararse con la deflexin tolerable obtenida en el paso 1. Al hacer la comparacin tngase presente que la mxima deflexin tolerable ser 0.101 cm (0.040 plg). Si es menor que la deflexin tolerable, se considera en el mtodo de California que an no se requiere ningn refuerzo en el pavimento en estudio como no sea un riego de sello o un riego de rejuvenecimiento, pero si resulta mayor que la deflexin tolerable deber determinarse un porcentaje de reduccin en la deflexin medida, segn la siguiente expresin:

5.- Con el valor de deber entrarse a la grfica de la figura IX-39, para obtener los espesores de grava equivalente que se requieren como refuerzo del pavimento en estudio. La tabla IX-11 permite establecer la correlacin entre dichos espesores y los de las estructuras prcticas de refuerzo que convenga utilizar en un caso dado. El Mtodo de California establece como aconsejable una revisin de los valores de refuerzo obtenidos por la secuela anterior. Segn esta, con el espesor de la grava equivalente ya obtenido y traducido a espesor de carpeta de concreto asfaltico, deber volver a calcularse el nivel tolerable de deflexin (Fig. IX-38), para compralo con la deflexin real medida con la biga Bekelman en el campo; el nivel de deflexin tolerable debe resultar ya mayor que la deflexin real y si as no fuese deber repetirse toda la secuela anterior en otro tanteo, hasta que se obtenga un espesor de grava equivalente como refuerzo, que convertido en concreto asfaltico con los coeficientes de la tabla IX-11 de un nivel de deflexin tolerable igual o mayor a la deflexin de campo. La razn de las verificaciones anteriores estriba en que cuando se cambia el espesor hipottico de la carpeta del pavimento tambin debe cambiar, segn la figura IX-38, el nivel tolerable de deflexin que debe exigirse a dicho pavimento. 5.4. Procedimientos constructivos y control de calidad en la rehabilitacin y conservacin de pavimentosLa construccin de las vas terrestres debe ser tal que soporten el transito con una conservacin normal y las rehabilitaciones programadas, durante el tiempo considerado de vida til; los tramos no deben deformarse en forma apreciable ni presentar grietas.Si al principio de la operacin de la obra aparecen baches muy aislados, debidos a pequeos problemas durante la construccin debern tratarse de manera adecuada, al abrir una caja hasta donde sea necesario y rellenarla con materiales de buena calidad, compactndolos hasta el grado conveniente. La carpeta asfltica que se reponga, debe ser del mismo tipo que la que se coloc en el resto del tramo.Mantenimiento normal o preventivoSe proporciona en los tramos que no presentan deformaciones ni agrietamientos fuertes, se lleva a cabo por medio de riegos de sello, los cuales en promedio deben durar tres aos, si se utilizan materiales ptreos adecuados.Si la superficie de rodamiento est lisa, sobre todo si existe una capa de asfalto considerable, se debe raspar con moto conformadora y, si es posible, la superficie se calienta con anticipacin por medio de sopletes acoplados a un camin especial.Dentro de este tipo de conservacin rutinaria o normal, se encuentran todos los trabajos de bacheo y re nivelaciones ligeras, que se requieren en un tramo que no ha contado con trabajos de mayor envergadura por algn motivo.Otro trabajo que cae en este tipo de conservacin es el sealamiento, sobre todo el de las rayas que se pintan en la superficie de rodamientos para marcar los carriles e indicar las zonas donde se permite el rebase de vehculos.

Reconstrucciones aisladasLas reconstrucciones aisladas se realizan en los tramos daados, pero que estn relativamente distantes unos de otros; es decir, no hay una falla generalizada del camino. Estos tramos pueden tener longitudes de 50 a 300 metros, y se pueden reconstruir mediante re nivelaciones con mezcla asfltica, sobre encarpetamientos, trabajos en las capas de terraceras u otras labores de las capas superiores. Los estudios y procedimientos de construccin son los mismos que se indican en la rehabilitacin o reconstruccin.Rehabilitacin o reconstruccinCuando en un tramo importante de 5, 10 o ms km hay fallas generalizadas donde predominan graves deformaciones y agrietamientos, se requiere rehabilitar el camino. Para hacerlo, conviene realizar los siguientes trabajos.1.- calificar los tramos para conocer el ndice de servicio en que se encuentran; para ello, es muy conveniente contar con la opinin de los usuarios. Con este ndice de servicio, se clasifican los tramos y si se requiere rehabilitarlos por tener calificaciones entre 3 y 2.5 (para autopistas y otros caminos), se ordena un estudio de los materiales localizados en la estructura de la obra. Se realizan sondeos a cielo abierto en todos los estratos, si es posible hasta terraceras, tomando muestras en forma estratificada; es decir, se toma una muestra de los materiales que forman las capas y se obtienen previamente los datos necesarios para calcular la humedad y la compactacin de cada capa. Los espesores son datos indispensables.Se indica si el asfalto de la carpeta est fresco o ya est oxidado. En el laboratorio se realizan las siguientes pruebas:Carpeta: contenido de agua, asfalto y granulometra del material ptreo.Bases y sub-bases: humedad, peso volumtrico mximo, grado de compactacin, granulometra, lmites de Atterberg, contraccin lineal, valor cementante y Porter estndar (VRS y expansin)Terraceras: (en a capa subrasante y 30 cm abajo, en forma separada) humedad, peso volumtrico mximo, grado de compactacin, granulometra simplificada, lmites de Atterberg, Pter estndar (VRS y expansin) y Prter modificada (Padrn), con la combinacin de pesos volumtricos secos (PVS) y las humedades que requiera el proyectista.