Indicadores de Comportamiento

Existen características del pavimento que pueden medirse cuantitativamente y correlacionarse con las consideraciones de los usuarios, a estas características se las denominan indicadores de comportamiento y son:

 Deterioros Superficiales  Capacidad Estructural  Fricción Superficial

 Regularidad/serviciabilidad

2.3.1.1 Deterioros Superficiales

Los deterioros superficiales o fallas visibles en los pavimentos, son el resultado de interacciones complejas de diseño, construcción, materiales, transito, medio ambiente y procesos de mantenimiento. Estos deterioros deben ser cuantificadas de acuerdo a los siguientes parámetros:

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MÁSTER UNIVERSITARIO EN PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE INFRAESTRUCTURAS - ETSIC- UPM  Severidad

 Cantidad

A continuación, se detallan las fallas o deterioros superficiales que suelen presentarse en Pavimentos Flexibles y Pavimentos Rígidos:

2.3.1.1.1 Fallas en Pavimentos Flexibles

Algunas de las fallas más comunes que pueden presentarse en el pavimento flexible en su periodo de explotación se presentan en la Tabla 2:

Tabla 2. Fallas en Pavimentos Flexibles. Fuente: (Elaboración Propia)

Tipo de Falla Descripción Fotografía

Piel de Cocodrilo

Se forma a partir de la parte inferior de la capa de concreto asfaltico o de la base estabilizada, donde las tensiones y deformaciones causadas por las cargas de transito alcanzan sus mayores valores, por lo cual tienen lugar en las zonas más sometidas a repetición de cargas de tráfico.

(Tejerina, 2015)

Exudación

Producida por la excesiva cantidad de asfalto en la mezcla o el bajo contenido de vacíos en la misma, puesto que se denomina problema de diseño de mezcla por aparecer en temporada de calor que es cuando el asfalto llena los vacíos expandiéndose a la superficie.

(Tejerina, 2015)

Fisura en Bloque

Esta falla es la causa de la rigidización y contracción del asfalto o de una subrasante que se vuelve inestable, su progresividad puede llegar a convertirse en piel de cocodrilo por la entrada de agua en la estructura y ablandamiento de la subrasante.

(Tejerina, 2015)

Fisuras

Longitudinales

Son fisuras paralelas a la calzada, una de sus causas principales es la contracción del concreto asfaltico, debido a las variaciones drásticas de temperatura.

(Tejerina, 2015)

Desprendimientos y peladuras

Causadas por el endurecimiento del asfalto, el desprendimiento consiste en la perdida de agregados de la superficie del pavimento y las peladuras en la perdida de asfalto de la superficie, afectando a la calidad de la rodadura y la

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MÁSTER UNIVERSITARIO EN PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE INFRAESTRUCTURAS - ETSIC- UPM Ahuellamiento

Es una depresión longitudinal de la superficie en correspondencia con la zona transitada por las ruedas, en su estado más avanzado afecta el resto de la estructura del pavimento, una de sus

principales causas es una compactación

inadecuada durante la construcción. _{(Tejerina, 2015)}

Fisuras transversales

No están asociadas a las cargas de tránsito, principalmente son causadas por la contracción del concreto asfaltico por bajas temperaturas o al endurecimiento del asfalto.

(Tejerina, 2015)

Fisuras reflejadas

Se producen principalmente en pavimentos de

concreto asfaltico sobre pavimentos de

hormigón con juntas, causada por el movimiento de la losa de hormigón debido a cambios de temperatura y humedad.

(Miranda, 2012)

2.3.1.1.2 Fallas en Pavimentos Rígidos

Las fallas más comunes en Pavimentos Rígidos se presentan en la Tabla 3:

Tabla 3. Fallas en Pavimentos Rígidos. Fuente: (Elaboración Propia)

Tipo de Falla Descripción Fotografía

Levantamiento de Losas

Tiene lugar en las juntas o fisuras de un pavimento de hormigón cuando están sometidos a altas

temperaturas, infiltración de material

incompresible dentro de las juntas y fisuras, desarrollando grandes presiones en el hormigón, que se liberan mediante la rotura o levantamiento

de los bordes de la losa. _{(Grupo Tecnico, 2006)}

Fisuras de Esquina

Intersectan una junta transversal y el borde de calzada en un pavimento de hormigón simple, sus causas son: cargas repetidas pesadas, perdida de soporte, transferencia de carga deficiente a lo largo

de la junta, alabeo térmico, etc. _{(Grupo Tecnico, 2006)}

Desplazamientos verticales

diferenciales (escalonamiento)

Tiene lugar en fisuras y juntas. Causado por una pérdida de soporte en una de las losas que desciende con respecto a la otra, originado por el bombeo y arrastre de finos que migran en la parte

inferior de una losa con respecto a la otra. _{(Grupo Tecnico, 2006)}

Daños en el

sellado de juntas

Ocurre cuando penetran materiales

incomprensibles y/o agua dentro de las juntas, produciendo fallas como sellante de baja calidad, oxidación, fisuración de sellante, ausencia de sellante, entre otros.

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MÁSTER UNIVERSITARIO EN PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE INFRAESTRUCTURAS - ETSIC- UPM Fisura

Longitudinal

Causadas por una construcción inadecuada de juntas longitudinales, alabeo de la losa y movimientos de la subrasante por suelos expansivos o por hinchamiento debido a congelamiento.

(Grupo Tecnico, 2006)

Bombeo de Finos

Se origina por movimiento vertical de la losa en juntas y fisuras bajo las cargas pesadas, el bombeo

resulta grave especialmente en esquinas,

produciendo incrementos de tensiones,

deformaciones y finalmente rotura de la losa.

(Grupo Tecnico, 2006)

Punzonamiento

Es la falla más importante en pavimentos de hormigón con armadura continua. Tiene lugar cuando una sección de una losa de hormigón situada entre dos fisuras de contracción muy próximas se rompe y desciende bajo la acción de

cargas repetidas. _{(Grupo Tecnico, 2006)}

Fisuras en forma de mapa

Consisten en una red de fisuras poco profundas, finas, en forma errática que se extienden solo en la parte superior de la losa. Se encuentran en hormigones antiguos, donde no se usaron aditivos incorporadores de aire.

(Grupo Tecnico, 2006)

Desportilladuras en juntas y fisuras

Es un proceso de daño gradual o rotura en los bordes de una junta o fisura. Puede ser causado por la infiltración de materiales incompresibles dentro de las juntas o fisuras, falta de alineación y corrosión de pasadores o juntas mal diseñadas.

(Grupo Tecnico, 2006)

Fisuras

transversales y

Diagonales

Son causadas por la repetición de cargas, tensiones por alabeo y por contracción por secado, se presenta como en pavimentos de hormigón simple.

(Grupo Tecnico, 2006)

2.3.1.2 Capacidad Estructural

La capacidad estructural es la capacidad del pavimento para soportar las cargas de transito durante el periodo de vida útil (Cordo, 1998). Cuando un pavimento se diseña, se tiene en cuenta la previsión de los tipos de vehículos y de su volumen a transitar durante su vida útil, esto incide en la elección de los materiales y de los espesores de cada una de las capaz que conforman el paquete estructural.

La capacidad estructural puede ser conocida mediante ensayos no destructivos, con lo que se puede determinar deficiencias estructurales aun antes de que las mismas sean visibles.

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2.3.1.3 Fricción Superficial

La fricción superficial de un pavimento es la fuerza desarrollada en la interfase rueda-pavimento que resiste el deslizamiento cuando se aplican las fuerzas de frenado (Cordo, 1998). Existen tres factores principales que influyen en la fricción superficial son: microtextura, macrotextura y pendiente transversal de calzada.

La microtextura se refiere a la rugosidad de las superficies de las partículas gruesas tomadas en forma individual de la superficie de rodamiento y del ligante de esta superficie. La macrotextura se refiere a la textura global del pavimento, la cual está controlada por el tipo y tamaño del agregado grueso en pavimentos flexibles y por la terminación superficial en pavimentos rígidos. La pendiente transversal contribuye a la fricción superficial facilitando la salida del agua hacia los bordes. (Cordo, 1998)

2.3.1.4 Regularidad/Serviciabilidad

La serviciabilidad de los pavimentos, es la percepción que tienen los usuarios del nivel de servicio del pavimento (Cruz & Palacios, 2012).

La serviciabilidad está expresada en términos del Índice de Serviciabilidad del Pavimento presente PSI (Pavement Serviciability Index). Este PSI es obtenido de las medidas de agrietamientos, parchados y profundidad del ahuellamiento para el pavimento flexible, en un momento particular durante la vida de servicio del pavimento. Sin embargo, la regularidad es el factor dominante en la estimación del PSI de un pavimento, debido a esto, su cambio controlara el ciclo de vida. (AASHTO, 1993). Se presentan en la Tabla 4 la escala para el PSI:

Tabla 4. Niveles del PSI (Cordo, 1998)

PSI Condición 0-1 Muy Pobre 1-2 Pobre 2-3 Regular 3-4 Buena 4-5 Muy Buena

Los factores que influyen mayormente en la perdida de serviciabilidad del pavimento son: el tráfico, la edad y el medio ambiente. Para el diseño de un pavimento es necesario seleccionar un índice inicial y terminal. Siendo, el índice de serviciabilidad inicial una estimación por el usuario del PSI inmediatamente después de la construcción, estos valores fueron establecidos por las condiciones de la Carretera Experimental AASHO, definiendo 4.2 para pavimentos flexibles y 4.5 para pavimentos rígidos. (AASHTO, 1993). Mientras que, el índice de serviciabilidad terminal es el nivel más bajo aceptable antes de una reconstrucción.

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Un índice de 2.5 o 3.0 es a menudo sugerido para usar en el diseño de carreteras principales y de 2.0 para carreteras con una clasificación menor. Para carreteras donde las condiciones económicas determinan que gastos iniciales deben ser mantenidos bajos, puede utilizarse un índice terminal de 1.5 (AASHTO, 1993).