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Evaluación del estado actual del pavimento asfáltico de la vía Huánuco Kotosh por el método del índice de condición del pavimento

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Academic year: 2020

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZÁN. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA E. A. P. INGENIERÍA CIVIL TESIS. "EVALUACIÓN DEL ESTADO ACTUAL DEL PAVIMENTO ASFÁLTICO DE LA VÍA HUÁNUCOKOTOSH POR EL MÉTODO DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO" PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL. TESISTAS : ESPINOZA DÁVI LA, TESSY MAYRA SANTIAGO LÓPEZ, FREDDY ASESOR. : ING. ZEVALLOS HUARANGA, JORGE. HUÁNUCO -PERÚ. 2015.

(2) 111. J. DEDICATORIA A Dios, a nuestros padres y hermanos por brindarnos la oportunidad y la dicha de la vida, y habernos dado salud para lograr nuestros objetivos, además de su infinita fidelidad, bondad y amor. A todas aquellas personas que ponen su fé en las cosas que hacemos y creemos..

(3) IV. AGRADECIMIENTO A nuestro asesor ellng. Jorge Zevallos Huaranga por la orientación y ayuda que nos brindó para la realización de esta tesis. A los docentes de la Facultad de Ingeniería Civil por haber compartido sus experiencias en las clases de pre grado..

(4) V RESUMEN Objetivos: Determinar el estado actual del pavimento asfáltico de la. vía. Huánuco- Kotosh siguiendo el procedimiento del método PCI (Norma ASTM D6433). Metodología: Estudio con diseño transversal descriptivo comparativo, con. una muestra de 3 469 metros lineales de vía, que hacen 22 651.20 metros cuadrados de pavimento asfáltico, al cual se le dividió en 98 unidades de acuerdo al método PCI y se realizó la inspección visual de campo a cada una de ellas para obtener información de las fallas que presentan, luego se procesó la información en el programa EvaiPavCar. Resultados: De las 98 unidades estudiadas, se encontraron 89 unidades en. condiciones aceptables y 9 unidades singulares o llamadas unidades críticas, las cuales se encuentran en condiciones inferiores al de su entorno, todo ello nos da un valor promedio PCI de 86. Se establece que las fallas encontradas en el pavimento asfáltico de toda la vía, el 59.62 % es debido a factores de carga, 12.88% a factores climáticos y 27.50% a otros factores. Conclusión: En este estudio se encontró que en .promedio el estado del. pavimento asfáltico se encuentra en condición excelente con riesgo a caer a muy bueno de acuerdo a la clasificación de la escala que indica el método PCI, además se estable las operaciones de mantenimiento para mejorar su condición actual..

(5) VI. IN DICE PORTADA DEDICATORIA. 111. AGRADECIMIENTO. IV. RESUMEN. V. CAPÍTULO 1. 1. MARCO TEÓRICO. 1. 1.1. 1. ANTECEDENTES. 1.1.1 Antecedentes internacionales. 1. 1.1.2 Antecedentes nacionales. 2. 1.2.. FUNDAMENTOS DEL PROBLEMA. 3. 1.3. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 4. 1.3.1 Problema general. 4. 1.3.2 Problemas específicos. 4. 1.4 OBJETIVOS. 4. 1.4.1 Objetivo general. 4. 1.4.2 Objetivos específicos. 4. 1.5 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA. 5. 1.6 LIMITACIONES. 5. 1.7 REVISIÓN DE ESTUDIOS REALIZADOS. 5. 1.8 CONCEPTOS FUNDAMENTALES. 7. 1.8.1 Definición de pavimentos. 7. 1.8.2 Clasificación de pavimentos. 7. 1.8.2.1 Pavimentos flexibles. 7. 1.8.2.2 Pavimentos semirígidos. 8.

(6) VIl. 1.8.2.3 Pavimentos rígidos. 8. 1.8.2.4 Pavimentos articulados. 9. 1.8.3 Ciclo de vida de los pavimentos. 9. 1.8.4 Ciclo de vida deseable de los pavimentos. 12. 1.8.5 Fallas en pavimentos. 15. 1.8.6 Clasificación de fallas en pavimentos asfálticos. 16. 1.8.7 Método del PCI. 17. 1.8.7.1 Introducción. 17. 1.8.7.2 Reseña histórica. 17. 1.8.7.3 Terminología. 18. 1.8. 7.4 Significado y uso. 20. 1.8.7.5 Herramientas. 21. 1.8.7.6 Procedimiento de evaluación. 22. 1.8.7.7 Cálculo del PCI de las unidades de muestreo. 27. 1.8.7.8 Cálculo del PCI de una sección del pavimento. 29. 1.8.7.9 Peligros. 29. 1.8.7.10 Fallas en vías con superficie de concreto asfáltico. 30. 1.9 HIPÓTESIS. 58. 1.9.1 Hipótesis general. 58. 1.9.2 Hipótesis especifica. 58. 1.10 SISTEMA DE VARIABLES. 59. 1.1 0.1 Variable independiente. 59. 1.1 0.2 Variable dependiente. 59.

(7) VIII. CAPÍTULO 2. 60. MARCO METODOLÓGICO. 60. 2.1 DATOS DEL LUGAR DE INVESTIGACIÓN. 60. 2.1.1 Información preliminar. 60. 2.1.2 Datos generales de la zona. 60. 2.1.3 Datos de la vía. 61. 2.1.4 Datos según expediente técnico. 62. 2.2 MATERIALES E INSTRUMENTOS. 63. 2.3 DISEÑO PROCEDIMENTAL. 64. 2.3.1 RECOLECCIÓN DE DATOS. 64. 2.3.1.1 Conteo de tráfico. 64. 2.3.1.2 Aplicación del método del PCI. 64. 2.3.1.2.1 Etapas. 65. 2.3.2 PROCESAMIENTO DE DATOS 2.3.2.1 Cálculo del PCI de forma manual 2.3.2.1.1 Etapas. 71 71 71. 2.3.2.2 Cálculo del PCI con el programa EvaiPavCar. 78. 2.3.2.3 Cálculo del PCI para toda la sección. 86. CAPÍTULO 3. 87. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 87. 3.1 ANÁLISIS DE TRÁFICO. 87. 3.2 EL PCI DE TODA LA SECCIÓN, SU DISTRIBUCIÓN EN LA VfA Y LOS PUNTOS SINGULARES. 88. 3.3 ESTIMACIÓN DE LA SUPERFICIE DETERIORADA Y PESO DE CADA FACTOR INFLUYENTE EN LA SECCIÓN BAJO ESTUDIO. 91.

(8) iX. 3.3.1 Análisis de toda la sección. 92. 3.4 ALTERNATIVAS DE MEJORA SEGÚN EL PCI. 94. 3.5 EL ÍNDiCE DE DETERiORO SUPERFiCiAL DE TODA LA SECCIÓN Y SU DISTRIBUCIÓN EN LA VÍA. 96. CONCLUSIONES. 99. SUGERENCIAS. 101. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA. 104. ANEXO A- PLAN DE TESIS ANEXO B - MATRIZ DE CONSISTENCIA ANEXO C- PANEL FOTOGRÁFICO ANEXO D- FICHAS DE INSPECCIÓN DE CAMPO ANEXO E- CURVAS PARA PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ANEXO F- RESULTADO DEL CÁLCULO DEL PCI CON EL PROGRAMA EvaiPavCar ANEXO G - CONTEO DE TRÁFICO ANEXO H - PLANOS ANEXO 1 - MÉTODO VIZIR ANEXO J- PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN ESTRUCTURAL ANEXO K- RESUMEN DE RESULTADOS ANEXO L- ESQUEMAS ITINERARIOS ANEXO M -COSTO/KM DE EVALUACIÓN ANEXO N -CONSTANCIAS DE TRABAJO.

(9) CAPÍTULO 1 MARCO TEÓRICO 1.1 ANTECEDENTES 1.1.1 Antecedentes internacionales De acuerdo al estudio de tesis (Sánchez, 2010), el objetivo fue desarrollar un índice de Condición de Pavimento (PCI) para carreteras, calles y estacionamientos para proveer al ingeniero de: Un método estándar para la evaluación de la condición estructural y de la superficie (operacional) de una sección de pavimento; un método para determinar necesidades de mantenimiento y reparación en función de la condición del pavimento; un método para determinar el comportamiento mediante la determinación continúa del PCI. De acuerdo al estudio de tesis (Carrera, 2011 ), menciona que el deterioro de las carreteras depende de la magnitud y composición del tráfico que la utiliza, las condiciones medioambientales del lugar donde está enclavada, de los materiales empleados en su construcción, de la calidad de ésta y de la atención que han recibido en el mantenimiento eficaz y oportuno que este tipo de facilidades requiere. Además ha efectuado una evaluación de toda la superficie de la vía, empleando el. método. PCI,. el. que complementando. con. otra.

(10) 2 información existente, permite finalmente evaluar alternativas de mejoras para la carretera. De acuerdo a la monografía (Meléndez, 2014), establece que se logró evidenciar y confirmar que a través del PCI la calidad y el confort de la vía analizada no es la adecuada. Además establece el deterioro de la estructura del pavimento en función de la clase de daño, su severidad y cantidad. 1.1.2 Antecedentes nacionales De acuerdo a la tesis (Camposano y García, 2012), determina que el método PCI, se realiza para poder determinar las vías que requieren mantenimiento, rehabilitación, o cambio total de la vía, y así poder plantear los estudios siguientes con un buen análisis de costo y tiempo. En la inspección visual y diagnóstico vial realizado al tramo de estudio mediante el procedimiento del PCI, se estableció el estado actual del pavimento. · En el estudio de tesis (Romero, 2012), establece que la aparición de ahuellamientos en pavimentos asfálticos es un fenómeno normal en la mezcla asfáltica. Durante el análisis en el tramo de estudio se ha comprobado que el ahuellamiento dentro del margen estimado, se ha producido de manera gradual, mientras no tuvo desencadenantes que lo elevaran..

(11) 3 Además los valores del PCI se han determinado mediante el empleo del programa "UnaiPCIA", desarrollado por el lng. Luis R. Vásquez Varela en lenguaje Visual Basic 6.0 de Microsoft.. 1.2 FUNDAMENTOS DEL PROBLEMA Los pavimentos asfálticos de la provincia de Huánuco se encuentran en proceso de colapso por causas asociadas a su uso, diseño y proceso constructivo llegando a afectar a la población, en comodidad, seguridad y funcionalidad. Entre las fallas observadas a simple vista en la carpeta asfáltica de todas las vías de pavimento flexible encontramos la piel de cocodrilo, agrietamiento en bloque, grietas longitudinales y transversales, parches,. pulimento. de. agregados,. huecos,. ahuellamientos,. etc.. La. prevención y/o corrección de estas fallas debe ser abordada por operaciones de mantenimiento (operaciones preventivo- rutinario; operaciones periódicas y operaciones de restauración), estas operaciones no se vienen realizando de forma constante en la vía Huánuco- Kotosh puesto que a pocos años de su construcción presenta fallas visibles a la carpeta asfáltica, creando preocupación a la población que reside en las zonas aledañas e incomodidad en los conductores porque les genera gastos excesivos en el mantenimiento de sus vehículos. Por ello es necesario realizar una evaluación al estado actual del pavimento asfáltico de la vía Huánuco - Kotosh y a partir de ello proponer alternativas de mejoras a mediano plazo para su conservación..

(12) 4 1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 1.3.1 Problema general:. ./¿Cuál es el estado actual del pavimento asfáltico de la vía Huánuco Kotosh? 1.3.2 Problemas específicos:. ./ ¿Cuáles son las fallas en el pavimento asfáltico de la vía HuánucoKotosh? ./ ¿Cuáles son las alternativas de mejora al estado actual del pavimento asfáltico de la vía Huánuco- Kotosh?. 1.4 OBJETIVOS. 1.4.1 Objetivo general.. ./ Determinar el estado actual del pavimento asfáltico de la vía Huánuco -. Kotosh, siguiendo el procedimiento del método del fndice de. Condición del Pavimento. 1.4.2 Objetivos específicos .. ./ Determinar el tipo de fallas en el pavimento asfáltico de la vía Huánuco - Kotosh . ./ Determinar las alternativas de mejora del pavimento asfáltico de la vía Huánuco - Kotosh..

(13) 5. 1.5 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA. Es un hecho ampliamente reconocido que por la falta de conservación oportuna, las vías pueden estar en mal estado y se debe incurrir en mayores gastos para poder repararla. Es por ello que la presente investigación se justifica en la necesidad de conocer el estado actual del pavimento asfáltico de la vía Huánuco - Kotosh por el método PCI, el cual nos indicará el nivel de daño del pavimento su severidad y cantidad.. 1.6 LIMITACIONES. Como estudiante tenemos ciertas limitaciones, una de ellas la económica, por ello no se puede adquirir instrumentos modernos y software avanzados que nos ayude en la obtención de resultados más precisos. Otra limitación importante es el tiempo, ya que no se podrá realizar el estudio de tráfico en fechas de mayor demanda.. 1.7. REVISIÓN DE ESTUDIOS REALIZADOS. La conservación de pavimentos es un tema de vital importancia a. nivel mundial, es por ello que se realizaron numerosos trabajos referidos a ello. El método PCI, fue desarrollado con el objetivo de obtener un sistema de administración del mantenimiento de pavimentos rígidos y flexibles en aeropuertos. (ASTM 5340, 1998)..

(14) 6 Los 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. Es por ello que el estudio se orienta a las evaluaciones con miras a los trabajos de conservación, rehabilitación o reconstrucción. (Consejo de directores de carreteras de Iberia e lberoamérica, 2002).. La condición superficial del pavimento muestra al usuario el buen o mal estado de una vía, y se manifiestan a través del proceso de envejecimiento de la superficie de rodadura, en especial cuando se trata de pavimentos flexibles. Por ello es fundamental identificar, cuantificar y plantear medidas correctivas frente a los diferentes deterioros que se presentan en la superficie del pavimento, acorde al periodo de servicio para el cual fue estructurado. (Amaro, 2008). La incidencia de factores de diverso origen determina alteraciones de la superficie de rodamiento de los pavimentos que afectan la seguridad, comodidad y velocidad con que debe circular el tránsito vehicular presente y futuro. La finalidad fundamental de todo proceso de mantenimiento o refuerzo de los pavimentos en servicio, es corregir los defectos mencionados para alcanzar un grado de transitabilidad adecuado durante un periodo de tiempo prolongado que justifique la inversión necesaria. (Montejo, 2008)..

(15) 7 1.8. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.. 1.8.1 Definición de pavimento Pavimento es aquella estructura conformada por un conjunto de capas de materiales seleccionados y superpuestos, que reciben en forma directa las cargas del tránsito y los transmiten al suelo en forma uniforme y disipada. Y que han de resistir adecuadamente los esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmiten durante el periodo para el cual fue diseñada. (Montejo, 2008). (Figura 1). s.ubbase suhrasante. Figura 1. Paquete estructural del pavimento. 1.8.2 Clasificación de pavimentos Según (Montejo, 2008) los pavimentos se clasifican en: pavimentos flexibles, pavimentos semirígidos o semiflexibles, pavimentos rígidos y pavimentos articulados. 1.8.2.1. Pavimentos flexibles.-. Este tipo de pavimento está formado por una carpeta bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la subbase. No.

(16) 8 obstante puede prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades particulares de cada obra. (Figura 2). El pavimento flexible resulta más económico en su construcción inicial, tiene un período de vida de entre 1O y 15 años, pero tiene la desventaja de requerir mantenimiento periódico para cumplir con su vida útil. 1.8.2.2 Pavimentos semirígidos.-. Aunque este tipo de pavimentos guarda básicamente la misma estructura de un pavimento flexible, una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con un aditivo que puede ser: asfalto, emulsión, cemento, cal y químicos. El empleo de estos aditivos tiene la finalidad básica de corregir o modificar las propiedades mecánicas de los materiales locales que no son aptos para la construcción de las capas del pavimento, teniendo en cuenta que los adecuados se encuentran a distancias tales que encarecerían notablemente los costos de construcción. (Figura 2). 1.8.2.3. Pavimentos rígidos.-. Son aquellos que fundamentalmente están constituidos por una losa de concreto hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina subbase del pavimento rígido. A veces presentan acero de refuerzo. (Figura 2). Este tipo de pavimentos no permite deformaciones de las capas inferiores. El pavimento rígido tiene un costo inicial más elevado que el pavimento flexible y su periodo de vida varía entre 20 y 40 años. El mantenimiento que requiere es mínimo y se orienta generalmente al tratamiento de juntas de losa..

(17) 9 1.8.2.4 Pavimentos articulados.Los pavimentos articulados están compuestos por una capa de rodadura que está elaborada con bloques de concreto prefabricados, llamados adoquines, de espesor uniforme e iguales entre sí. Esta puede ir sobre una capa delgada de arena la cual, a su vez, se apoya sobre una capa de base granular o directamente sobre la subrasante, dependiendo de la calidad de esta y de la magnitud y frecuencia de las cargas que circulan por dicho pavimento. (Figura 2).. tubbnt. Pavimento Flexible. Povímento Ríqido. P·avimento Articulado. Pavimento Semit-~ldos. Figura 2. Pavimento flexible, rígido, semirígido y articulado. 1.8.3 Ciclo de vida de los pavimentos. Como lo menciona (Rafael, 2003) los pavimentos son inversiones importantes que exigen mantenimiento y reparación a lo largo de su.

(18) 10 vida para mantener los estándares de calidad iniciales y en muchos casos, prolongar su vida útil. Durante muchos años se demandó a organismos estatales la construcción de nuevos caminos, haciendo a un lado, una labor igual de importante como es la conservación de los mismos, en muchos casos debido a la no asignación de recursos y a conceptos erróneos, como el que se suponga que durante el periodo de diseño de un pavimento no es necesario conservarlos, sino que deben ser reconstruidos después del tiempo fijado. En la actualidad ha aumentado la necesidad de conservar los caminos en buen estado para su adecuado funcionamiento. Los pavimentos sufren deteriores constantes debido a las solicitaciones externas (lluvia, tránsito, etc.), el efecto que estas producen es permanente y puede resultar en un pavimento intransitable. El deterioro de un pavimento se da desde una etapa inicial, con un deterioro casi imperceptible hasta el deterioro total. Es por ello que los pavimentos se proyectan para que sirvan un determinado número de años, esta proyección es denominada ciclo de vida o vida útil. (Figura 3). De acuerdo al manual técnico, el ciclo de vida del pavimento puede clasificarse en cuatro etapas, estas son: ./ Etapa 1: Construcción. En esta etapa, el estado del pavimento es. excelente y cumple con los estándares de calidad necesarios para.

(19) 11. satisfacer a los usuarios. El costo en el que se ha incurrido hasta esta etapa es la construcción del paquete estructural. ./ Etapa 2: Deterioro imperceptible. El pavimento ha sufrido un. desgaste progresivo en el transcurso del tiempo, el deterioro en esta etapa ya existe pero es poco visible y no es apreciable por los usuarios. Generalmente el mayor daño se produce en la superficie de rodadura debido al tránsito y clima. Para disminuir el deterioro o desgaste se hace necesario aplicar una serie de medidas de mantenimiento y conservación, si no se efectúan la vida útil del pavimento se reduce drásticamente. El camino sigue estando en buenas condiciones y sirviendo adecuadamente a los usuarios, el costo del mantenimiento anual esta alrededor del 0.4 a 0.6% del costo de construcción. El estado del camino varía desde excelente a regular . ./ Etapa 3: Deterioro acelerado. Después de varios años,. los. elementos del pavimento están cada vez más deteriorados, la resistencia al tránsito se ve reducida. La estructura básica del pavimento está dañada, esto lo podemos constatar por las fallas visibles en la superficie de rodadura. Esta etapa es corta, ya que la destrucción es bastante acelerada. El estado del camino varía desde regular hasta muy pobre . ./ Etapa 4: Deterioro total. Esta última etapa puede durar varios años. y constituye el desgaste completo del pavimento. La transitabilidad.

(20) 12 se ve seriamente reducida y los vehículos empiezan a experimentar daños en sus neumáticos, ejes, etc. Los costos de operación de los vehículos aumenta y la vía se hace intransitable para autos. A. Condición de la vía sin mantenimiento. ' Muy bueno Bueno. Fase B. Fase. Fase. C1. C2. Fase D. Detenoro lento y~p;..;;.oc;;.;;o...:.v.;;;.isi;.;;.;bl:.:..e_ _.::::ooo.....,.,_..-J. Regular. o z. :§ <( (.). _,. Malo. w. o. oo. ~ en. w. Muy malo. o12. 3 4 56 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23. AÑOS DESDE TERMINACIÓN DEL CAMINO (INDICATIVO). Figura 3. Ciclo de vida del pavimento Fuente: (Rafael, 2003). 1.8.4 Ciclo de vida deseable de los pavimentos. En nuestro país existen muchos caminos que han llegado a la última etapa de deterioro total, la reconstrucción de caminos demanda mucha inversión económica, esto sin agregar el malestar que causa entre los usuarios. Esta etapa pudo evitarse con un adecuado mantenimiento. La curva superior del gráfico adjunto (Figura 5) representa el ciclo de vida deseable del pavimento; es decir, un camino mantenido y.

(21) 13. rehabilitado desde sus inicios, con un pequeño porcentaje del costo de construcción del pavimento se puede lograr que el nivel de servicio se incremente, prolongando la vida útil inicial. (Rafael, 2003).. Condición de fa vía con. y sin mantenimiento. A. A. '. '. FaseS. ....... Muy bueno Bueno. -. A Fase. C1. _ . . , ..... FaseS. .. :•. t-R_e~gu_la_rt--;::::==========;---~ ~]!:. oz :E <(. ........ MANTENIMIENTO. C1 ... illlt. PERIÓDICO. SIN MANTENIMIENTO. u. Face. MANTENIMIENTO RUTINARIO. ' ' j. ~ 1. Malo. ...J. w o. oo. ~. Muy malo. en. w. o 1 2 3 4 56. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 AÑOS DESDE TERMINACIÓN DEL CAMINO (INDICATIVO). -----llit"~. • • • • • • •. CURVA 1: CICLO FATAL, NO APLICA MANTENIMIENTO RUTINARIO CURVA 2: CICLO DESEABLE, COMBINA MANTENIMIENTO RUTINARIO Y PERIODICO. Figura 4. Ciclo de vida deseable del pavimento Fuente: (Rafael, 2003). El ciclo de vida se inicia con un camino nuevo o rehabilitado, el estado del. pavimento en estos casos es excelente.. El mantenimiento. progresivo hará que el desgaste natural del camino sea más lento, conservando así, el estado del pavimento en un nivel muy bueno y bueno. La duración de esta etapa en un camino no mantenido dura entre dos y tres años, en cambio, en un camino mantenido esta etapa puede prolongarse entre cuatro y cinco años..

(22) 14. Cuando el estado del pavimento es regular se hace necesario un mantenimiento de tipo periódico; es decir, rehabilitar la superficie de rodadura, conservando el estado óptimo del camino. Un camino sin mantenimiento a los dos años ya presenta problemas en circulación de vehículos, en cambio un camino mantenido prolonga esta etapa hasta después de los seis años. (Rafael, 2003) (Figura 5).. CICLO DE VIDA. "FATAL''. CICLO DE VIDA ''DESEABLE". CONSTRUCCIÓN. CONSTRUCCIÓN. DETERIORO LENTO POCO VISIBLE. MANTENIMIENT•O RUTINARIO. DETERiORO ACELERADO. DESCOMPOSICIÓN TOTAl. REt-lABILITACIÓN. RECONSTRUCCIÓN DETERJORC). s•. NO INVERSIÓN. ACENTUADO. SI. SI. ·NO. MANTENIMIENTO PERIÓDICO. DESAPARICIÓN. Figura 5. Diagrama de flujo del ciclo de vida y el ciclo de vida deseable del pavimento Fuente: (Rafael, 2003).

(23) 15 1.8.5 Fallas en pavimentos.. Se entiende por falla al conjunto de daños que presenta un pavimento y que. disminuyen. la. serviciabilidad. y. funcionalidad. del. mismo,. frecuentemente estas fallas se presentan debido a un mal diseño o defectos constructivos. Estas fallas según (Montejo, 2008), pueden clasificarse en: ./ Fallas funcionales: Como su nombre lo indica, se produce una. falla en la capacidad funcional del pavimento, es decir, se pierde la función inicial de diseño. Están estrechamente ligadas a la carpeta asfáltica, se pierde la calidad de la superficie de rodadura y no se tiene una adecuada fricción superficial. Se pueden detectar por simple inspección visual. ./ Fallas estructurales: Son fallas graves, ya que involucran al. paquete estructural, se originan cuando se produce la falla estructural en una o varias capas del pavimento, lo que ocasiona el rompimiento del mismo. Estos deterioros afectan significativamente la capacidad de soportar las solicitaciones para las cuales fue diseñado inicialmente el pavimento, tales como: cargas impuestas por el tráfico. y. condiciones. ambientales.. Estas. fallas. pueden. detectarse por simple inspección visual, aunque en algunos casos se hace necesario realizar ensayos destructivos y/o ensayos no destructivos..

(24) 16 1.8.6 Clasificación de fallas en pavimentos asfálticos Según el (Consejo de directores de carreteras de Iberia e lberoamérica, 2002) las fallas o deterioros se clasifican teniendo en cuenta su origen: superficiales o estructurales. Como resultado tenemos cuatro categorías: -/ Agrietamiento o roturas -/ Deformaciones -/ Desprendimientos -/ Afloramiento y otras fallas Los desprendimientos y afloraciones son producto de fallas funcionales y como tales se presentan en las capas superiores del pavimento. Los agrietamientos o roturas y deformaciones dan indicios de fallas estructurales y se presentan en las capas inferiores del pavimento . .-' "' "'. Piel de cocodrilo .-' Fisuras en bloque <~' Fisuras de borde .-' ../. ../. v. Abultamientos hundimientos Corrugaclón Depresión Ahuellamiento Desplazamiento Hinchamiento <~' <~'. <~'. "'. Fisuras de reflexión de junta Fisuras longitudinales y transversales Fisuras parabólicas o por deslizamiento. Baches Peladura por lntemperlsmo V desprendimiento de agregados. Exudación <~' Agregado pulido <~'. Desnivel carril- berma Parches. Figura 6. Fallas en pavimentos flexibles Fuente: (Consejo de directores de carreteras de Iberia e lberoamérica, 2002).

(25) 17. 1.8. 7 Método del PCI. Según (Vásquez, 2002), de acuerdo a la norma ASTM 06433 establece el procedimiento del método del PCI de la siguiente manera:. 1.8.7.1. lntroducción.-. EI método PCI (Pavement Condition lndex) es un procedimiento que consiste en la determinación de la condición del pavimento a través de inspecciones visuales, identificando la clase, severidad y cantidad de fallas encontradas, siguiendo una metodología de fácil implementación y que no requiere de herramientas especializadas, pues se mide la condición del pavimento de manera indirecta.. 1.8.7.2 Reseña histórica.Fue desarrollado entre los años 1974 a 1976 por encargo del Centro de Ingeniería de la Fuerza Aérea de los EE UU y ejecutado por los Ingenieros Srs. Mohamed Y. Shahin, Michael l. Darter y Starr D. Kohn, con el. objetivo de obtener un sistema de administración del. mantenimiento de pavimentos rígidos y flexibles, a través del Pavement Condition lndex PCI. El método PCI para pavimentos de aeropuertos,. carreteras y. estacionamientos ha sido ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandarizado, por diversas agencias como por ejemplo: la Federal Aviation Administration (FAA 1982), el U.S. Department of Defence (U.S. Air Force 1981. y U.S. Army 1982),. la American Public Work Association (APWA 1984), etc. Además, el.

(26) 18. PCI para aeropuertos ha sido publicado por la ASTM como método de análisis (ASTM 1983). En 1982 la Federal Aviation Administration FAA, a través de su Circular AC. 150/5380-6. de. 03/12/1982,. denominada. "Guidelines. and. Procedures for Maintenance for Airport Pavement", recomendó este método, teniendo amplio uso en los aeropuertos de EE UU. 1.8.7.3 Terminología.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 uniforme. Una sección debe tener el mismo volumen de tráfico e intensidad de carga . ./ Unidad de muestra del pavimento. Es una subdivisión de una sección de pavimento que tiene un tamaño estándar que varía de 230 +/- 93 m2, si el pavimento no es exactamente divisible entre 2 500 o para acomodar condiciones de campo específicas..

(27) 19 ./ Muestra al azar. Unidad de muestra de la sección de pavimento,. seleccionada para la inspección mediante técnicas de muestreo aleatorio . ./ Muestra adicional. Es una unidad de muestra inspeccionada. adicionalmente a las unidades de muestra seleccionadas al azar con el fin de incluir unidades de muestra no representativas en la determinación de la condición del pavimento. Deben ser consideras como muestras adicionales aquellas muestras muy pobres o excelentes que no son típicas en la sección, que contienen deterioros poco comunes tales como cortes utilitarios (ejemplo: corte para instalación de tuberías de agua o desagüe, electricidad, teléfonos, etc.). Si una unidad de muestra que contiene una falla poco común es escogida al azar como unidad de muestra, ésta deberá ser considerada como unidad de muestra adicional y otra unidad de muestra al azar deberá ser escogida. Si todas las unidades de muestra son inspeccionadas, entonces no habrá unidades de muestra adicionales . ./ Índice de condición del pavimento (PCI}. Es un grado numérico de. la condición del pavimento. Varía desde cero (O) para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (1 00) para un pavimento en perfecto estado. Cada rango del PCI tiene su correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento. (Tabla 1)..

(28) 20 ./ Grado de la condición del pavimento. Es una descripción cualitativa de la condición del pavimento, como una función del valor del PCI que varía entre "fallado" hasta "excelente" (Tabla 1). Rango. 100- 85 85-70 70-55 55-40 40-25 25-10 10- o. Clasificación Excelente Muy Bueno Bueno Regular Malo Muy Malo Fallado. Tabla 1. Índice de Condición de Pavimento y escala de graduación Fuente: (ASTM 06433, 2003). ./ Fallas del pavimento. Indicadores externos del deterioro del pavimento causado. por las cargas de tráfico,. factores. ambientales, deficiencias constructivas, o una combinación de estas causas. 1.8.7.4 Significado y uso.El PCI es un indicador numérico que le da una calificación a las condiciones superficiales del pavimento. El PCI proporciona una medición de las condiciones actuales del pavimento basada en las fallas observadas en su superficie, indicando también su integridad estructural y condiciones operacionales (rugosidad localizada y seguridad). El PCI no puede medir la capacidad estructural del pavimento y tampoco proporciona determinación directa sobre el coeficiente de resistencia a la fricción (resistencia al resbalamiento) o la rugosidad general. Proporciona una base objetiva y racional para determinar las necesidades y prioridades de reparación y mantenimiento. Un monitoreo continuo del PCI es utilizado para establecer el ritmo de deterioro del pavimento, a partir del cual se identifican con la debida.

(29) 21. anticipación. las. necesidades. de. rehabilitación.. El. PCI. proporciona. información sobre el rendimiento del pavimento para su validación o para incorporar mejoras en su diseño y procedimientos de mantenimiento. 1.8.7.5 Herramientas.Hojas de datos, o cualquier sistema de almacenamiento de información en campo que permita registrar: fecha, ubicación, componente, sección, tamaño de la unidad de muestra, número y tamaño de losa, tipos de falla, grado de severidad, cantidades, y nombre del encargado de la inspección. Un ejemplo de hoja de datos para pavimentos asfálticos se muestra en la figura 7. iNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO. :. P~1~1: CARRETE~AS CON ~~PE.~FICIE ASF~_L.!'~~· EXPLORACIÓN DE LA CONDICIÓN POR UNIDAD DE MUESTREO . ESQUEMA ZONA ABSCISA INICIAL UNIDAD DE MUESTREO. :. ¡_ CÓDIGOViA. 1. -1. !. ABSCISA FINAL. ÁREA MUESTREO (m•). l. l. J. FECHA. INSPECCIONADA POR. 1. '. Da!io Piel de cocodrllo.. No. 11. 1. 1. 1 No. 1. !. J. Daño. 1. :. Parcheo.. 2. Exudación.. 12. Pulimento de agregados.. 3. Agrietamiento en bloque.. 13. Huecos.. 4. Abultamientos. 14. Cruce de vla férrea.. '. i. 1. ! i 1. CoriUgaclón.. 15. Ahueflamlento.. 6. Depresión.. 16. Desplazamiento.. 7. Grleta de borde.. 17. Grieta parabólica (slíppage). 8. Grieta de reflexión de junla.. 18. Hinchamiento.. 9. Desnivel carrii 1berma.. 19. Desprendimiento de agregados.·. 10. Grietas long y transversal.. _,_....L__. Cantidades parciales -. r J. '. í. !. ·--. Densidad (%). r. ts~vertda1 .-. --. !. 5. Daño. ¡_. y hundimientos.. -. -. -. ·----. -. .. ToJal. l L_l_ -.J. '. ··---. Valor deducido. ¡ 1. t. -· --. j. ' _j. Figura 7. Ejemplo de hoja para registro de información en inspecciones de condición de pavimento flexible. Fuente: (Vásquez, 2002). Odómetro manual, instrumento utilizado para medir distancias en calles, carreteras, caminos, etc..

(30) 22. Regla o cordel, para medir la deformación longitudinal y transversal del. pavimento en estudio. Conos de seguridad vial, para aislar el área de calle en estudio, ya que el. tráfico representa un peligro para los inspectores que tienen que caminar sobre el pavimento. Plano de distribución, plano donde se esquematiza la red de pavimento. que será evaluada. 1.8.7.6 Procedimiento de evaluación.-. La primera etapa corresponde al 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. La Figura ilustra el formato para la inspección de pavimentos asfálticos y de concreto, respectivamente. Las figuras son ilustrativas y en la práctica debe proveerse el espacio necesario para consignar toda la información pertinente. )¡-. Unidades de muestreo: Se divide la vía en secciones o unidades de. muestreo, cuyas dimensiones varían de acuerdo con los tipos de vía y de capa de rodadura: Carreteras con capa de rodadura asfáltica y ancho menor que 7.30 m: El área de la unidad de muestreo debe estar en el rango 230.0 ± 93.0 m2 . En la tabla 2 se presentan algunas relaciones longitud - ancho de calzada pavimentada..

(31) 23 M. . . -. --Longitud de la unidad de muestreo (m). ~-. ,.-. Ancho de calzada (m) ---. .. --- ··-·---. -----··-. -·. 5.0 5.5. -. 6.0 6.5. --. ... --. 46.0 41.8 38.3 -----35.4 31.5. ... ;. ']. Tabla 2. Longitud de unidades de muestreo asfáltico Fuente: (ASTM 06433, 2003). Se recomienda tomar el valor medio de los rangos y en ningún caso definir. unidades. por. fuera. de. aquellos.. Para. cada. pavimento. inspeccionado se sugiere la elaboración de esquemas que muestren el tamaño y la localización de las unidades ya que servirá para referencia futura. ~. Determinación de las unidades de muestreo para evaluación: En la "Evaluación de una red vial" puede tenerse un número muy grande de unidades de muestreo cuya inspección demandará tiempo y recursos considerables; por lo tanto, es necesario aplicar un proceso de muestreo. En la "Evaluación de un proyecto" se deben inspeccionar todas las unidades; sin embargo, de no ser posible, el número mínimo de unidades de muestreo que deben evaluarse se obtiene mediante la ecuación 1, la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con una confiabilidad del 95%.. n=. N X a2. Ecuación 1.. 2. e 4. X. (N - 1) + a. 2.

(32) 24 Donde:. n: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar. N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento. e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e= 5%) s: Desviación estándar del PCI entre las unidades. Durante la inspección inicial se asume una desviación estándar (s) del PCI de 1O para pavimento asfáltico (rango PCI de 25) y de 15 para pavimento. de. concreto. (rango. PCI. de. 35).. En. inspecciones. subsecuentes se usará la desviación estándar real (o el rango PCI) de la inspección previa en la determinación del número mínimo de unidades que deben evaluarse. Cuando el número mínimo de unidades a evaluar es menor que cinco (n < 5), todas las unidades deberán evaluarse. ~. Selección de las unidades de muestreo para inspección: Se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección del pavimento y que la primera de ellas se elija al azar (aleatoriedad sistemática) de la siguiente manera: a. El intervalo de muestreo (i) se expresa mediante la ecuación 2:. N. i =- Ecuación 2. /1.. Donde:. N: Número total de unidades de muestreo disponible. n: Número mínimo de unidades para evaluar..

(33) 25 i: Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior (por ejemplo, 3. 7 se redondea a 3) b. El inicio al azar se selecciona entre la unidad de muestreo 1 y el intervalo de muestreo i. Así, si i = 3, la unidad inicial de muestreo a inspeccionar puede estar entre 1 y 3. Las unidades de muestreo para evaluación se identifican como (S), (S + 1), (S + 2), etc. Siguiendo con el ejemplo, si la unidad inicial de muestreo para inspección seleccionada es 2 y el intervalo de muestreo (i) es igual a 3, las subsiguientes unidades de muestreo a inspeccionar serían 5, 8, 11, 14, etc. Sin embargo, si se requieren cantidades de daño exactas para pliegos de licitación (rehabilitación}, todas y cada una de las unidades de muestreo deberán ser inspeccionadas. ~. Selección de unidades de muestreo adicionales: Uno de los mayores inconvenientes del método aleatorio es la exclusión del proceso de inspección y evaluación de algunas unidades de muestreo en muy mal estado. También puede suceder que unidades de muestreo que tienen daños que sólo se presentan una vez (por ejemplo, "cruce de línea férrea") queden incluidas de forma inapropiada en un muestreo aleatorio. Para evitar lo anterior, la inspección deberá establecer cualquier unidad de muestreo inusual e inspeccionarla como una "unidad adicional" en lugar de una "unidad representativa" o aleatoria. Cuando se incluyen unidades. de muestreo adicionales, el cálculo del PCI es ligeramente.

(34) 26 modificado para prevenir la extrapolación de las condiciones inusuales en toda la sección. ~. Evaluación de la condición: El procedimiento varía de acuerdo con el. tipo de superficie del pavimento que se inspecciona. Debe seguirse estrictamente la definición de los daños de este manual para obtener un valor del PCI confiable. La evaluación de la condición incluye los siguientes aspectos: a. Equipo . ../ Odómetro manual para medir las longitudes y las áreas de los daños . ../ Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o depresiones . ../ Manual de daños del PCI con los formatos correspondientes y en cantidad suficiente para el desarrollo de la actividad. b. Procedimiento. Se inspecciona una unidad de muestreo para medir el tipo, cantidad y severidad de los daños de acuerdo con el manual de daños, y se registra la información en el formato correspondiente. Se deben. conocer. y. seguir. estrictamente. las. definiciones. y. procedimientos de medida de los daños. Se usa un formulario u hoja de información de exploración de la condición para cada unidad de muestreo, y en los formatos cada renglón se usa para registrar un daño, su extensión y su nivel de severidad. c. El equipo de inspección deberá implementar todas las medidas de seguridad para su desplazamiento en la vía inspeccionada, tales.

(35) 27 como dispositivos de señalización y advertencia para el vehículo y el personal en la vía. 1.8.7.7 Cálculo del PCI de las unidades de muestreo.AI completar la inspección de campo, la información sobre los daños se utiliza para calcular el PCI. El cálculo puede ser manual o computarizado y se basa en los "Valores Deducidos" de cada daño de acuerdo con la cantidad y severidad reportada. Etapa 1. Cálculo de los valores deducidos: 1. a.. Totalice cada tipo y nivel de severidad de daño y regístrelo en la. columna TOTAL del formato PCI. El daño puede medirse en área, longitud o por número según su tipo. 1. b. Divida la CAN TI DAD de cada clase de daño, en cada nivel de severidad, entre el ÁREA TOTAL de la unidad de muestreo y exprese el resultado como porcentaje. Esta es la DENSIDAD del daño, con el nivel de severidad especificado, dentro de la unidad en estudio. 1. c. Determine el VALOR DEDUCIDO para cada tipo de daño y su nivel de severidad mediante las curvas denominadas "Valor Deducido del Daño" que se adjuntan al final de este documento, de acuerdo con el tipo de pavimento inspeccionado. Etapa 2. Cálculo del número máximo admisible de valores deducidos (m).. 2. a. Si ninguno o tan sólo uno de los "Valores Deducidos" es mayor que 2, se usa el "Valor Deducido Total" en lugar del mayor "Valor Deducido.

(36) 28 Corregido", CDV, obtenido en la Etapa 4. De lo contrario, deben seguirse los pasos 2.b. y 2.c. 2. b. Liste los valores deducidos individuales de mayor a menor. 2. c. Determine el "Número Máximo Admisible de Valores Deducidos" (m), utilizando la ecuación 3:. m,= 1.00+. ls. (lOO- HDV,) Ecuación 3.. Donde:. mi: Número máximo admisible de "valores deducidos", incluyendo fracción, para la unidad de muestreo i. HDVi: El mayor valor deducido individual para la unidad de muestreo i.. 2. d. El número de valores individuales deducidos se reduce a m, inclusive la parte fraccionaria. Si se dispone de menos valores deducidos que "m" se utilizan todos los que se tengan. Etapa 3. Cálculo del Máximo Valor Deducido Corregido, CDV.. El máximo CDV se determina mediante el siguiente proceso iterativo: 3. a. Determine el número de valores deducidos, "q", mayores que 2. 3. b. Determine el "Valor Deducido Total" sumando TODOS los valores deducidos individuales. 3. c. Determine el CDV con "q" y el "Valor Deducido Total" en la curva de corrección pertinente al tipo de pavimento. 3. d. Reduzca a 2 el menor de los "Valores Deducidos" individuales que sea mayor que 2 y repita las etapas 3.a. a 3.c. hasta que "q" sea igual a 1. 3. e. El máximo CDV es el mayor de los CDV obtenidos en este proceso..

(37) 29 Etapa 4. Calcule el PCI de la unidad restando de 100 el máximo CDV obtenido en la Etapa 3. 1.8.7.8 Cálculo del PCI de una sección del pavimento.Una sección de pavimento abarca varias unidades de muestreo. Si todas las unidades de muestreo son inventariadas, el PCI de la sección será el promedio de los PCI calculados en las unidades de muestreo. Si se utilizó la técnica del muestreo, se emplea otro procedimiento. Si la selección de las unidades de muestreo para inspección se hizo mediante la técnica aleatoria sistemática o con base en la representatividad de la sección, el PCI será. el promedio de los PCI de las unidades de muestreo. inspeccionadas. Si se usaron unidades de muestreo adicionales se usa un promedio ponderado calculado de la siguiente forma: _[(N- A)x PCJ R]+ (A x PCJ A) .. PCJ s - - - · ---------------- ---- ---- Ecuac1on 4. N. PCis: PCI de la sección del pavimento. PCir:. PCI promedio de las unidades de muestreo aleatorias o. representativas.. PCia: PCI promedio de las unidades de muestreo adicionales. N: Número total de unidades de muestreo en la sección. A: Número adicional de unidades de muestreo inspeccionadas.. 1.8.7.9 Peligros.El tráfico es un peligro para los inspectores ya que deben caminar por el pavimento para realizar la inspección de los daños. Las inspecciones.

(38) 30. deben ser aprobadas y coordinadas con el personal de operación de la empresa o de los gobiernos locales a cargo del estudio. El polvo y el ruido producido por los vehículos pueden ser un peligro. Protectores auditivos y mascarillas deben estar disponibles para el inspector en todo momento en que se realicen trabajos de inspección. 1.8. 7.1 O Fallas en vías con su peñicie de concreto asfáltico.-. A continuación se describen los tres niveles de severidad: Low (L), Medium (M) y High (H); correspondiente a cada tipo de falla y que representan los efectos que éstas tienen sobre la calidad del tránsito. Además, se indica la unidad de medida con la que las fallas deben ser evaluadas durante la inspección visual y las opciones de reparación. 1. PIEL DE COCODRILO: Descripción:. Las grietas de fatiga o piel de cocodrilo son una serie de grietas interconectadas cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de tránsito. El agrietamiento se inicia en el fondo de la capa asfáltica (o base estabilizada) donde los esfuerzos y deformaciones unitarias de tensión son mayores bajo la carga de una rueda. Inicialmente, las grietas se propagan a la superficie como una serie de grietas longitudinales paralelas. Después de repetidas cargas de tránsito, las grietas se conectan formando polígonos con ángulos agudos que desarrollan un patrón que se asemeja a una malla de gallinero o a la piel de cocodrilo. Generalmente, el lado más grande de las piezas no supera los 0.60 m..

(39) 31. El agrietamiento de piel de cocodrilo ocurre únicamente en áreas sujetas a cargas repetidas de tránsito tales como las huellas de las llantas. Por lo tanto, no podría producirse sobre la totalidad de un área a menos que esté sujeta a cargas de tránsito en toda su extensión. (Un patrón de grietas producido sobre un área no sujeta a cargas se denomina como "grietas en bloque", el cual no es un daño debido a la acción de la carga). La piel de cocodrilo se considera como un daño estructural importante y usualmente se presenta acompañado por ahuellamiento. Niveles de severidad:. L: Grietas finas capilares y longitudinales que se desarrollan de forma paralela con unas pocas o ninguna interconectadas. Las grietas no están descascaradas, es decir, no presentan rotura del material a lo largo de los lados de la grieta. M: Desarrollo posterior de grietas piel de cocodrilo del nivel L, en un patrón o red de grietas que pueden estar ligeramente descascaradas. H: Red o patrón de grietas que han evolucionado de tal forma que las piezas o pedazos están bien definidos y descascarados los bordes.. Algunos. pedazos pueden moverse bajo el tránsito. Medida:. Se miden en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. La mayor dificultad en la medida de este tipo de daño radica en que, a menudo, dos o tres niveles de severidad coexisten en un área deteriorada. Si estas porciones pueden ser diferenciadas con facilidad, deben medirse y.

(40) 32 registrarse separadamente. De lo contrario, toda el área deberá ser calificada en el mayor nivel de severidad presente. Opciones de reparación:. L: No se hace nada, sello superficial. Sobrecarpeta. M: Parcheo parcial o en toda la profundidad (Full Depth). Sobrecarpeta. Reconstrucción. H: Parcheo parcial o Full Depth. Sobrecarpeta. Reconstrucción.. Piel de cocodrllo de nivel de severidad bajo (a), medio (b) ~'alto (e).. Figura 8. Piel de cocodrilo. Fuente: (Vásquez, 2002). 2. EXUDACIÓN: Descripción:. 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. La exudación es originada por exceso de asfalto en la mezcla, exceso de aplicación de un sellante asfáltico o un bajo contenido de vacíos de aire. Ocurre cuando el asfalto llena los vacíos de la mezcla en medio de altas temperaturas ambientales y entonces se expande en la superficie del pavimento. Debido a que el proceso de exudación no es reversible durante el tiempo frío, el asfalto se acumulará en la superficie..

(41) 33 Niveles de severidad: L: La exudación ha ocurrido solamente en un grado muy ligero y es detectable únicamente durante unos pocos días del año. El asfalto no se pega a los zapatos o a los vehículos. M: La exudación ha ocurrido hasta un punto en el cual el asfalto se pega a los zapatos y vehículos únicamente durante unas pocas semanas del año. H: La exudación ha ocurrido de forma extensa y gran cantidad de asfalto se pega a los zapatos y vehículos al menos durante varias semanas al año.. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Si se contabiliza la exudación no deberá contabilizarse el pulimento de agregados.. Opciones de reparación: L: No se hace nada. M: Se aplica arena 1 agregados y cilindrado. H: Se aplica arena 1 agregados y cilindrado (precalentando si fuera necesario).. Exudación de.> nh·el de severidad bajo (a), medio (b) y .alto (e). Figura 9. Exudación. Fuente: (Vásquez, 2002).

(42) 34. 3. AGRIETAMIENTO EN BLOQUE: Descripción: 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 0.30 m a 3.0 m x 3.0m. Las grietas en bloque se originan principalmente por la contracción del concreto asfáltico y los ciclos de temperatura diarios. (lo cual. origina. ciclos diarios. de esfuerzo/. deformación unitaria). Las grietas en bloque no están asociadas a cargas e indican que el asfalto se ha endurecido significativamente. Normalmente ocurre sobre una gran porción del pavimento, pero algunas veces aparecerá únicamente en áreas sin tránsito. Este tipo de daño difiere de la piel de cocodrilo en que este último forma pedazos más pequeños, de muchos lados y con ángulos agudos. También, a diferencia de los bloques, la piel de cocodrilo es originada por cargas repetidas de tránsito y, por lo tanto, se encuentra únicamente en áreas sometidas a cargas vehiculares (por lo menos en su primera etapa). Niveles de severidad: L: Bloques definidos por grietas de baja severidad, como se define para grietas longitudinales y transversales .. M: Bloques definidos por grietas de severidad media H: Bloques definidos por grietas de alta severidad. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Generalmente, se presenta un solo nivel de severidad en una sección de.

(43) 35 pavimento; sin embargo, cualquier área de la sección de pavimento que tenga. diferente. nivel. de. severidad. deberá. medirse. y. anotarse. separadamente. Opciones de reparación: L: Sellado de grietas con ancho mayor a 3.0 mm. Riego de sello.. M: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en caliente y sobrecarpeta.. H: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en caliente y sobrecarpeta .. . i. n. Fisuras en bloque de nh•eles de se\'eridad bajo (a), medio (b) ,, alto (e). Figura 1O. Agrietamiento en Bloque. Fuente: (Vásquez, 2002). 4. ABULTAMIENTOS Y HUNDIMIENTOS: Descripción:. 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. Los abultamientos, por otra parte, pueden ser causados por varios factores, que incluyen: 1.. Levantamiento o combadura de losas de concreto de cemento. Pórtland con una sobrecarpeta de concreto asfáltico. 2.. Expansión por congelación (crecimiento de lentes de hielo)..

(44) 36 3.. Infiltración y elevación del material en una grieta en combinación con. las cargas del tránsito (algunas veces denominado "tenting"). Los hundimientos son desplazamientos hacia abajo, pequeños y abruptos, de la superficie del pavimento. Las distorsiones y desplazamientos que ocurren sobre grandes áreas del pavimento, causando grandes o largas depresiones en el mismo, se llaman ondulaciones (hinchamiento: swelling). Niveles de severidad:. L: Los abultamientos o hundimientos originan una calidad de tránsito de baja severidad. M: Los abultamientos o hundimientos originan una calidad de tránsito de severidad media. H: Los abultamientos o hundimientos originan una calidad de tránsito de severidad alta. Medida:. Se miden en pies lineales (o metros lineales). Si aparecen en un patrón perpendicular al flujo del tránsito y están espaciadas a menos de 3.0 m, el daño se llama corrugación. Si el abultamiento ocurre en combinación con una grieta, ésta también se registra. Opciones de reparación:. L: No se hace nada. M: Reciclado en frío. Parcheo profundo o parcial. H: Reciclado (fresado) en frío. Parcheo profundo o parcial. Sobrecarpeta..

(45) 37. A.bultamientos y hundimientos de niveles de severidad bajo (a), medio (b) y alto (e). Figura 11. Abultamientos y hundimientos. Fuente: (Vásquez, 2002). 5. CORRUGACIÓN: Descripción: 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. Este tipo de daño es usualmente causado por la acción del tránsito combinada. con. una carpeta. o una base inestable.. Si. los. abultamientos ocurren en una serie con menos de 3.0 m de separación entre ellos, cualquiera sea la causa, el daño se denomina corrugación.. Niveles de severidad: L: Corrugaciones producen una calidad de tránsito de baja severidad. M: Corrugaciones producen una calidad de tránsito de mediana severidad. H: Corrugaciones producen una calidad de tránsito de alta severidad.. Medida: Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada.. Opciones de reparación: L: No se hace nada..

(46) 38 M: Reconstrucción. H: Reconstrucción.. Corrul!ación de nivel de severidad baio (a). medio (b) v alto (e). Figura 12. Corrugación Fuente: (Vásquez, 2002). 6. DEPRESIÓN: Descripción: 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" (bird bath). En el pavimento seco las depresiones pueden ubicarse gracias a las manchas causadas por el agua almacenada. Las depresiones son formadas por el asentamiento de la subrasante o por una construcción incorrecta. Originan alguna rugosidad y cuando son suficientemente profundas o están llenas de agua pueden causar hidroplaneo. Los hundimientos a diferencia de las depresiones, son las caídas bruscas del nivel.. Niveles de severidad: Máxima profundidad de la depresión:. L: 13.0 a 25.0 mm. M: 25.0 a 51.0 mm. H: Más de 51.0 mm..

(47) 39 Medida:. Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) del área afectada. Opciones de reparación:. L: No se hace nada. M: Parcheo superficial, parcial o profundo. H: Parcheo superficial, parcial o profundo.. Depresión de nh•el de senridad bajo (a), medio {b) y alto (e). Figura 13. Depresión. Fuente: (Vásquez, 2002). 7. GRIETA DE BORDE: Descripción:. Las grietas de borde son paralelas y, generalmente, están a una distancia entre 0.30 y 0.60m del borde exterior del pavimento. Este daño se acelera por las cargas de tránsito y puede originarse por debilitamiento, debido a condiciones climáticas, de la base o de la subrasante próximas al borde del pavimento. El área entre la grieta y el borde del pavimento se clasifica de acuerdo con la forma como se agrieta (a veces tanto que los pedazos pueden removerse). Niveles de severidad:. L: Agrietamiento bajo o medio sin fragmentación o desprendimiento. M: Grietas medias con algo de fragmentación y desprendimiento..

(48) 40 H: Considerable fragmentación o desprendimiento a lo largo del borde. Medida:. La grieta de borde se mide en pies lineales (o metros lineales). Opciones de reparación:. L: No se hace nada. Sellado de grietas con ancho mayor a 3 mm. M: Sellado de grietas. Parcheo parcial - profundo. H: Parcheo parcial- profundo.. Fisura de borde de nivel de severidad bajo (a), medio (b) y alto (e). Figura 14. Grieta de borde. Fuente: (Vásquez, 2002). 8. GRIETA DE REFLEXIÓN DE JUNTA: Descripción:. Este daño ocurre solamente en pavimentos con superficie asfáltica construidos sobre una losa de concreto de cemento pórtland. No incluye las grietas de reflexión de otros tipos de base (por ejemplo, estabilizadas con cemento o cal).. Estas grietas son causadas principalmente por el. movimiento de la losa de concreto de cemento pórtland, inducido por temperatura o humedad, bajo la superficie de concreto asfáltico. Este daño no está relacionado con las cargas; sin embargo, las cargas del tránsito pueden causar la rotura del concreto asfáltico cerca de la grieta. Si el pavimento está fragmentado a lo largo de la grieta, se dice que aquella está.

(49) 41 descascarada. El conocimiento de las dimensiones de la losa subyacente a la superficie de concreto asfáltico ayuda a identificar estos daños. Niveles de Severidad:. L: Existe una de las siguientes condiciones: 1.. Grieta sin relleno de ancho menor que 10.0 mm, o. 2.. Grieta rellena de cualquier ancho (con condición satisfactoria del. materialllenante). M: Existe una de las siguientes condiciones: 1.. Grieta sin relleno con ancho entre 10.0 mm y 76.0 mm.. 2.. Grieta sin relleno de cualquier ancho hasta 76.0 mm rodeada de un. ligero agrietamiento aleatorio. 3.. Grieta rellena de cualquier ancho rodeado de un ligero agrietamiento. aleatorio. H: Existe una de las siguientes condiciones: 1.. Cualquier grieta rellena o no, rodeada de un agrietamiento aleatorio. de media o alta severidad. 2.. Grietas sin relleno de más de 76.0 mm.. 3.. Una grieta de cualquier ancho en la cual unas pocas pulgadas del. pavimento alrededor de la misma están severamente fracturadas (la grieta está severamente fracturada). Medida:. La grieta de reflexión de junta se mide en pies lineales (o metros lineales). La longitud y nivel de severidad de cada grieta debe registrarse por separado. Por ejemplo, una grieta de 15.0 m puede tener 3.0 m de grietas de.

(50) 42 alta severidad; éstas deben registrarse de forma separada. Si se presenta un abultamiento en la grieta de reflexión ésta también debe registrarse.. Opciones de Reparación: L: Sellado para anchos superiores a 3.00 mm. M: Sellado de grietas. Parcheo de profundidad parcial. H: Parcheo de profundidad parcial. Reconstrucción de la junta.. Fisura de reflexión de junta de nivel de severidad bajo (a), medio (b) y alto (e). Figura 15. Grieta de reflexión de junta. Fuente: (Vásquez, 2002). 9. DESNIVEL CARRIL/ BERMA:. Descripción: El desnivel carril 1 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.. Niveles de severidad: L: La diferencia en elevación entre el borde del pavimento y la berma está entre 25.0 y 51.0 mm. M: La diferencia está entre 51.0 mm y 102.0 mm. H: La diferencia en elevación es mayor que 102. O mm..

(51) 43. Medida: El desnivel carril/ berma se miden en pies lineales (o metros lineales). Opciones de reparación: L, M, H: Renivelación de las bermas para ajustar al nivel del carril.. Desnivel carril- berma de nivel de severidad bajo (a), medio (b) y alto (e). Figura 16. Desnivel carril/ berma. Fuente: (Vásquez, 2002). 1 O. GRIETAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES: Descripción: Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de construcción y pueden ser causadas por: 1.. Una junta de carril del pavimento pobremente construida.. 2.. Contracción de la superficie de concreto asfáltico debido a bajas. temperaturas o al endurecimiento del asfalto o al ciclo diario de temperatura. 3.. Una grieta de reflexión causada por el agrietamiento bajo la capa de. base, incluidas las grietas en losas de concreto de cemento pórtland, pero no las juntas de pavimento de concreto. 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 a las acciones de carga..

(52) 44 Niveles de Severidad:. L: Existe una de las siguientes condiciones: 1.. Grieta sin relleno de ancho menor que 10.0 mm.. 2.. Grieta rellena de cualquier ancho (con condición satisfactoria del. materialllenante). M: Existe una de las siguientes condiciones: 1.. Grieta sin relleno de ancho entre 10.0 mm y 76.0 mm.. 2.. Grieta sin relleno de cualquier ancho hasta 76.0 mm, rodeada de. grietas aleatorias pequeñas. 3.. Grieta rellena de cualquier ancho, rodeada de grietas aleatorias. pequeñas. H: Existe una de las siguientes condiciones: 1.. Cualquier grieta rellena o no, rodeada de grietas aleatorias pequeñas. de severidad media o alta. 2.. Grieta sin relleno de más de 76.0 mm de ancho.. 3.. Una grieta de cualquier ancho en la cual unas pocas pulgadas del. pavimento alrededor de la misma están severamente fracturadas. Medida:. Las grietas longitudinales y transversales se miden en pies lineales (o metros lineales). La longitud y severidad de cada grieta debe registrarse después de su identificación. Si la grieta no tiene el mismo nivel de severidad a lo largo de toda su longitud, cada porción de la grieta con un nivel de severidad diferente debe registrase por separado. Si ocurren abultamientos o hundimientos en la grieta, estos deben registrarse..

(53) 45. Opciones de reparación:. L: No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor que 3.0 mm. M: Sellado de grietas. H: Sellado de grietas. Parcheo parcial.. Fisuras de niveles de severidad bajo (a), medio (b) y alto (e). Figura 17. Grietas longitudinales y transversales. Fuente: (Vásquez, 2002). 11. PARCHEO Y ACOMETIDAS DE SERVICIO PÚBLICO:. Descripción:. 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). Por lo general se encuentra alguna rugosidad asociada con este daño. Niveles de Severidad: L: El parche está en buena condición y es satisfactorio. La. calidad del. tránsito se califica como de baja severidad o mejor. M: El parche está moderadamente deteriorado o la calidad del tránsito se califica como de severidad media. H: El parche está muy deteriorado o la calidad del tránsito se califica como de alta severidad. Requiere pronta sustitución..

(54) 46 Medida:. Los parches se miden en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Sin embargo, si un solo parche tiene áreas de diferente severidad, éstas deben medirse y registrarse de forma separada. Por ejemplo, un parche de 2.32 m2 puede tener 0.9 m2 de severidad media y 1.35 m2 de baja severidad. Estas áreas deben registrarse separadamente. Ningún otro daño (por ejemplo, desprendimiento y agrietamiento) se registra dentro de un parche; aún si el material del parche se está desprendiendo o agrietando, el área se califica únicamente como parche. Si una cantidad importante de pavimento ha sido reemplazada, no se debe registrar como un parche sino como un nuevo pavimento (por ejemplo, la sustitución de una intersección completa). Opciones de reparación:. L: No se hace nada. M: No se hace nada. Sustitución del parche. H: Sustitución del parche.. Parches de niYeles de se\'eridad baio (a). medio (b) y alto (e). Figura 18. Parcheo y acometidas de servicios públicos. Fuente: (Vásquez, 2002).

(55) 47 12. PULIMENTO DE AGREGADOS: Descripción:. 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. Cuando la porción de agregado que está sobre la superficie es pequeña, la textura del pavimento no contribuye de manera significativa a reducir la velocidad del vehículo. El pulimento de agregados debe contarse cuando un examen revela que el agregado que se extiende sobre la superficie es degradable y que la superficie del mismo es suave al tacto. Este tipo de daño se indica cuando el valor de un ensayo de resistencia al deslizamiento es bajo o ha caído significativamente desde una evaluación previa. Niveles de severidad.. No se define ningún nivel de severidad; sin embargo, el grado de pulimento deberá ser significativo antes de ser incluido en una evaluación de la condición y contabilizado como defecto. Medida:. Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Si se contabiliza exudación, no se tendrá en cuenta el pulimento de agregados. Opciones de reparación:. L, M, H: No se hace nada. Tratamiento superficial. Sobrecarpeta. Fresado y sobrecarpeta..

(56) 48. El agregado pulido no tiene niveles de severidad definidos. Figura 19. Pulimento de agregados. Fuente: (Vásquez, 2002). 13.HUECOS:. Descripción: 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.. El crecimiento de los huecos se acelera por la acumulación. de agua dentro del mismo. ·Los huecos se producen cuando el tráfico arranca pequeños pedazos de la superficie del pavimento. La desintegración del pavimento progresa debido a mezclas pobres en la superficie, puntos débiles de la base o la subrasante, o porque se ha alcanzado una condición de piel de cocodrilo de severidad alta. Con frecuencia los huecos son daños asociados a la condición de la estructura y no deben confundirse con desprendimiento o meteorización. Cuando los huecos son producidos por piel de cocodrilo de alta severidad deben registrarse como huecos, no como meteorización..

(57) 49 Niveles de severidad: Los niveles de severidad para los huecos de diámetro menor que 762 mm están basados en la profundidad y el diámetro de los mismos, de acuerdo con la tabla 3. Si el diámetro del hueco es mayor que 762 mm, debe medirse el área en pies cuadrados (o metros cuadrados) y dividirla entre 5 pies 2 (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. Profundidad maxlma del hueco. 12.7 a 25.4 mm > 25.4 a 50. 8 mm > 50.8mm. 102 a :203 mm L. Diámetro mediojmmJ 203 a 457 mm J L 1. L. M. M. M. 1 1. 457a 762 mm M. H H. Tabla 3. Niveles de severidad para huecos Fuente: (ASTM 06433, 2003). Medida: Los huecos se miden contando aquellos que sean de severidades baja, media y alta, y registrándolos separadamente.. Opciones de reparación: L: No se hace nada. Parcheo parcial o profundo.. M: Parcheo parcial o profundo. H: Parcheo profundo..

(58) 50. Baches de niveles de severidad bajo (a), medio {b) y alto (e). Figura 20. Huecos. Fuente: (Vásquez, 2002). 14.CRUCE DE VÍA FÉRREA: Descripción:. Los defectos asociados al cruce de vía férrea son depresiones o abultamientos alrededor o entre los rieles. Niveles de severidad: L: El cruce de vía férrea produce calidad de tránsito de baja severidad.. M: El cruce de vía férrea produce calidad de tránsito de severidad media. H: El cruce de vía férrea produce calidad de tránsito de severidad alta. Medida:. El área del cruce se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Si el cruce no afecta la calidad de tránsito, entonces no debe registrarse. Cualquier abultamiento considerable causado por los rieles debe registrarse como parte del cruce. Opciones de reparación: L: No se hace nada.. M: Parcheo superficial o parcial de la aproximación. Reconstrucción del cruce. H: Parcheo superficial o parcial de la aproximación. Reconstrucción del cruce..

(59) 51. !. !. 15.AHUELLAMIENTO: Descripción:. 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. El ahuellamiento se deriva de una deformación permanente en cualquiera de las capas del pavimento o la subrasante, usualmente producida por consolidación o movimiento lateral de los materiales debido a la carga del tránsito. Un ahuellamiento importante puede conducir a una falla estructural considerable del pavimento. Niveles de severidad:. Profundidad media del ahuellamiento: L: 6.0 a 13.0 mm.. M: >13.0 mm a 25.0 mm. H: > 25.0 mm.

(60) 52. Medida: El ahuellamiento se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada y su severidad está definida por la profundidad media de la huella. La profundidad media del ahuellamiento se calcula colocando una regla perpendicular a la dirección del mismo, midiendo su profundidad, y usando las medidas tomadas en todo el largo para calcular su profundidad media.. Opciones de reparación:. L: No se hace nada. Fresado y sobrecarpeta. M: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobrecarpeta. H: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobrecarpeta.. Ahuellamiento de nivel de severidad ba_io (a), medio (b) y alto (e). Figura 22. Ahuellamiento. Fuente: (Vásquez, 2002). 16. DESPLAZAMIENTO: Descripción: El desplazamiento es un corrimiento longitudinal y permanente de un área localizada de la superficie del pavimento producido por las cargas del tránsito. Cuando el tránsito empuja contra el pavimento, produce una onda corta y abrupta en la superficie. Normalmente, este daño sólo ocurre en pavimentos con mezclas de asfalto líquido inestables (cutback o emulsión)..

(61) 53 Los desplazamientos también ocurren cuando pavimentos de concreto asfáltico confinan pavimentos de concreto de cemento pórtland. La longitud de los pavimentos de concreto de cemento pórtland se incrementa causando el desplazamiento.. Niveles de severidad: L: El desplazamiento causa calidad de tránsito de baja severidad.. M: El desplazamiento causa calidad de tránsito de severidad media. H: El desplazamiento causa calidad de tránsito de alta severidad.. Medida: Los desplazamientos se miden en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Los desplazamientos que ocurren en parches se consideran para el inventario de daños como parches, no como un daño separado.. Opciones de reparación: L: No se hace nada. Fresado.. M: Fresado. Parcheo parcial o profundo. H: Fresado. Parcheo parcial o profundo.. Desplazamiento de nivel de severidad bajo (a), medio (b) y alto (e). Figura 23. Desplazamiento. Fuente: (Vásquez, 2002).

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Figura  3.  Ciclo de vida del pavimento  Fuente:  (Rafael, 2003)
Figura 4.  Ciclo de vida deseable del pavimento  Fuente:  (Rafael, 2003)
Figura  5.  Diagrama de flujo del ciclo de vida  y  el  ciclo de vida deseable del pavimento  Fuente:  (Rafael,  2003)
Figura 6.  Fallas en pavimentos flexibles
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Referencias

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