ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

El trabajo de investigación realizado por (Esquerre Garcia & Silva Silva, 2019) titulado “Propuesta de diseño de pavimento drenante para la captación de agua de lluvias en zonas urbanas del norte del Perú”, tuvo como objetivo principal el elaborar una propuesta de concreto drenante para ser utilizado como alternativa a la captación de aguas pluviales en pavimentos urbanos de moderado tránsito en el norte del Perú, con una metodología científico de enfoque cuantitativo. El desarrollo de la investigación se basó en realizar el diseño de once mezclas de concreto drenante, dentro de las cuales escogieron una de ellas para ser aplicada como alternativa de solución de pavimento rígido, este diseño asegura una resistencia a la compresión de 280 kg/cm² y un módulo de rotura de 42 kg/ cm², en donde este innovador concreto pudo llegar a filtrar hasta 60 litros/m²/min. Para la validez de estas tres características principales del concreto drenante, extrajeron muestras de un prototipo que construyeron en laboratorio. En la que llegaron a la conclusión que, la densidad del concreto drenante es menor al de un concreto convencional, haciendo que el proceso constructivo y su trasporte sea menos complicado, menos costoso, y más efectivo.

El trabajo de investigación realizado por (Flores Gonzales & Rojas Pardo, 2019) titulado “Comportamiento de las mezclas asfálticas tibias adicionando tensoactivos y sus beneficios respecto a las mezclas asfálticas en caliente”, tuvo como objetivo principal, realizar el análisis del comportamiento de las mezclas asfálticas tibias adicionando tensoactivos para demostrar sus beneficios respecto a las mezclas asfálticas en caliente por medio de ensayos de laboratorio en Lima Metropolitana,

30 donde el tipo de investigación fue aplicada cuantitativa, el tipo fue descriptivo y su diseño fue experimental. El desarrollo de la investigación se basó en analizar los resultados de las mezclas asfálticas tibias con los tensoactivos empleados pueden ser elaborados a los 135 °C y 140 °C reduciendo así la emisión de gases tóxicos. El envejecimiento es otro parámetro importante en las mezclas y al reducir las temperaturas de elaboración de éstas, obtuvieron que se previene el envejecimiento de la mezcla de manera rápida. En la que llegaron a la conclusión que la mezcla asfáltica tibia se puede producir reduciendo su temperatura a 135 °C y la de compactación a 120 °C, y al evaluar el comportamiento mecánico de una mezcla tibia con tensoactivos como Zycotherm y Quimibond se pueden lograr resultados óptimos como los de una mezcla asfáltica en caliente.

El trabajo de investigación realizado por (Cruz Balarca & Rodriguez Salazar, 2020) titulado “Análisis del espesor del paquete estructural de pavimentos permeables expuestos a tráfico medio y a intensidad de precipitación menor a 100 mm/h, en Molinopampa - Amazonas en Temuco - región de la Araucanía”, tuvo como objetivo principal el análisis del espesor total del paquete estructural de pavimentos permeables expuestos a tráfico medio y a intensidad de precipitación menor a 100 mm/h, utilizados como alternativa de solución al drenaje y control de aguas pluviales, en las zonas de Molinopampa-Amazonas y en Temuco - Región de La Araucanía, donde su enfoque de la investigación fue cuantitativa, de tipo básica, de nivel descriptiva y de diseño no experimental. El desarrollo de la investigación se basó en la implementación del método establecido por MINVU-DICTUC (1996) para el diseño hidráulico, método INTERPAVE (2010) para el diseño estructural y el método Cántabro para el diseño de la mezcla asfáltica drenante. Obtuvieron los espesores para todas las capas de un pavimento permeable con un sistema sin

31 infiltración a la subrasante, los resultados obtenidos para 10cm para la carpeta asfáltica, 15 cm para la base y 20 cm para la subbase, implementada con tuberías de drenaje longitudinal. De igual manera, obtuvieron los espesores de las capas de un pavimento permeable con sistema de infiltración total, resultando 10 cm para la superficie permeable de adoquín de concreto hidráulico, 10 cm para la base y 10 cm para la subbase.

2.1.2. Antecedentes internacionales

El trabajo de investigación realizado por (Pinto Moreno & Ramos Mendez, 2019) titulado “Comportamiento Mecánico de mezclas asfálticas drenantes con agregados del río Chicamocha”, tuvo como objetivo principal el realizar un estudio del comportamiento mecánico de mezclas asfálticas drenantes, las cuales tienen buena permeabilidad, ya que posee un alto porcentaje de vacíos con aire en su estructura permitiendo el paso del agua, comparándolas con el comportamiento mecánico de las mezclas asfálticas convencionales, para así, indagar más a fondo acerca de sus propiedades. Donde el plan de desarrollo de esta investigación se ejecutaron seguimientos de los ensayos de laboratorio, en el cual el desarrollo de la investigación, realizaron 4 fases. En la fase 1, realizaron la caracterización de los agregados y del cemento asfáltico. En la fase 2, elaboraron y fallaron el primer grupo de probetas convencionales tipo Marshall, tres por cada porcentaje (4%, 4.5%, 5%, 5.5% y 6%) con los cuales establecieron el porcentaje óptimo de asfalto 5.3%. En la fase 3, elaboraron probetas drenantes tipo Marshall siguiendo el este diseño, especificado para el ensayo del Cántabro (INVE 760-13), utilizaron porcentajes (4.5%, 5%, 5.5%,6%,6.5% y 7%) con los cuales establecieron el porcentaje óptimo de asfalto 5.6%. Y por último en la fase 4, fabricaron nuevas probetas con el porcentaje óptimo de cemento asfaltico encontrado en la fase 2 y fase 3, con el fin de

32 comparar sus propiedades mecánicas (Estabilidad y Flujo), temperatura y verificar el cumplimiento de las especificaciones (% vacíos con aire, pérdida por desgaste, y permeabilidad). En la que llegaron a la conclusión que las mezclas asfálticas convencionales presentan un mejor comportamiento frente a cargas de tránsito altas debido que tienen más resistencia y menos deformación que las mezclas asfálticas drenantes.

El trabajo de investigación realizado por (Zamora Castillo & Mora Aldana, 2019) titulado “Influencia de la cal hidratada en mezclas asfálticas drenantes”, tuvo como objetivo principal el determinar la influencia que puede llegar a tener el Hidróxido de calcio o cal hidratada sobre un diseño de mezcla asfáltica drenante, por medio de sustitución sobre las fracciones granulométricas. El desarrollo de la investigación se realizaron 3 etapas, en la que en la primera etapa realizaron la caracterización física de los materiales, los cuales son: agregado, llenante mineral y cemento asfaltico, en la segunda etapa realizaron el diseño de mezcla asfáltica, teniendo en cuenta que el material caracterizado en la primera etapa cumple con los requisitos que exigen la diferentes normas del Invias, se procede a determinar el contenido óptimo de asfalto para realizar las briquetas, que correspondería a la etapa tres. Para el diseño de las mezclas asfálticas modificadas de esta investigación optaron por trabajar con el porcentaje mínimo de asfalto que permite el artículo 453 de Invias para la elaboración de mezclas asfálticas drenantes, el cual es 4.5%, por último, para la etapa tres elaboraron briquetas definiendo el porcentaje de asfalto se procede a preparar los agregados y demás los materiales para mezcla y compactación en las temperaturas adecuadas. Con los diseños de briquetas de muestra de control y modificados, procedieron a realizar los diferentes ensayos propuestos para determinar la influencia de la cal hidratada en las mezclas asfálticas drenantes. En la que llegaron a la

33 conclusión que la mejor opción para realizar diseños alternativos sería con la sustitución del 50% del filler.

El trabajo de investigación realizado por (Orejuela Jimenez & Hernandez Pachon, 2018) titulado “Diseño, construcción y calibración de un permeámetro LCS para mezclas asfálticas drenantes”, tuvo como objetivo principal el implementar un equipo permeámetro LCS que permita la medición in situ y experimental de la permeabilidad en mezclas asfálticas drenantes. El desarrollo de la investigación se basó en realizar 3 fases, en la primera fase de investigación consistió en el estudio del artículo 400-13, 453-13 y 414-13 del INVIAS respecto a la elaboración de una capa de mezcla asfáltica de tipo drenante, preparada y colocada en caliente, con el fin de determinar los agregados pétreos y el material tipo ligante a utilizar para la realización de diferentes probetas, buscando cumplir las especificaciones técnicas requeridas. La segunda fase de ejecución, elaboraron los ensayos de granulometría, ensayo de desgaste en la máquina de los ángeles, ensayo de equivalente de arena, punto de ablandamiento en materiales bituminosos, ensayo de penetración de los materiales bituminosos, viscosidad Saybolt y por último compactación de la mezcla;

en la última fase, realizaron el cálculo volumen de vacíos comunicantes y ensayo permeámetro LCS. En la que los resultados obtenidos de acuerdo al método para el cálculo del porcentaje de vacíos, la diferencia es mínima de 1.22% en comparación al método del permeámetro LCS, lo que da certeza de la fiabilidad de este ensayo in situ. Los tiempos de infiltración obtenidos son acordes al porcentaje de vacíos que se obtuvo de la placa MDC-1. Se evidencia que la el porcentaje de vacíos comunicantes es mucho menor en las placas MDC-2 y MDC-3, lo que justifica que el agua no se infiltre en ellos. Al tener tiempos de infiltración menores en ciertas zonas, indican la presencia de un mayor porcentaje de vacíos eficaces y semi eficaces en dicha zona.

34 Finalmente concluyeron que un pavimento MDC-1 puede funcionar como un pavimento drenante.

2.2.BASES TEÓRICAS