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ENFOQUES Y EXPERIENCIAS EN LOS MANTENIMIENTOS DE LAS CARRETERAS EN EL PERÚ
Por: Ing. César Augusto López Arévalo.
Email: [email protected]
RESUMEN
En el Perú desde hace poco se ha venido promocionando los denominados micropavimento, en estos últimos años lo venimos utilizando también el nombre de mezclas asfálticas modificadas con polímeros, para lo cual se viene usando solo el polímero SBS en todas las regiones del Perú, sin tomar en cuenta que en muchos países solo se ha hecho estudios de laboratorio y/o tramos experimentales y en el nuestro se vienen ejecutando en grandes longitudes.
La aparición de fallas prematuras nos provoca una inquietud, por determinar las causas de su origen y fundamentalmente la forma de neutralizar sus efectos.
El objetivo de presente trabajo es:
1. Dar a conocer nuestras experiencias recogidas en las distintas obras que hemos participado, en las cuales fue posible realizar un minucioso seguimiento durante la construcción y luego de puesta en servicio. De esta manera se realiza un análisis a las fallas, tales como: fisurasiones y su relación con consideraciones de diseño, especificaciones técnicas y proceso constructivo. Para contrarrestar estos efectos se tiene que pasar por alto algunas exigencias establecidas en las especificaciones técnicas de los proyectos, las cuales se deben tener en cuenta para proporcionar a las mismas una adecuada resistencia al deterioro prematuro.
2. De acuerdo a nuestras experiencias proponemos la redacción de documentos técnicos, planteando líneas de acción para evitar la destrucción prematura de los mantenimientos de las carreteras que se vienen ejecutando en el Perú. No se pretende con este trabajo dar una descripción detallada de todos los aspectos que se han presentado durante el proceso constructivo de las obras que hemos participado, sino tratar sintéticamente aquellos más comunes y que más incidencia han tenido en los resultados obtenidos, así como algunos criterios relativos a procesos constructivos recomendados durante la ejecución.
INDICE DE MATERIAS
1.0 Introducción.
2.0 Ubicación de proyectos.
3.0 Expediente técnico (extractos importantes).
4.0 Soluciones adoptadas.
5.0 Evaluación estructural del pavimento.
6.0 Evaluación superficial del pavimento.
7.0 Análisis de los resultados.
7.1 Análisis estructural.
7.2 Análisis superficial.
CONCLUSIONES.
RECOMENDACIONES.
1.0 INTRODUCCION:
En estos últimos años, en el Perú el MTC-Provías Nacional como parte de su programa de conservación y mantenimiento de carreteras, se viene empleando tecnologías de mezclas asfálticas discontinuas en caliente, de pequeño espesor, de alta macro textura y con asfaltos modificados con polímeros. Las obras que se llevaron a cabo y donde hemos participado son:
Panamericana SUR: Pte. Santa Rosa (Km1041+600)-Pte Montalvo (Km1139+694)
Dv. Las Vegas-Tarma (Km35+020)-La Merced-Pte Raither (Km119+212 )
Últimamente: Pisco-Ayacucho. Tramo: San Clemente (Km 1+580)-Pte Choclococha (Km 164+390).
La aplicación de mezclas discontinuas en caliente tuvo como finalidad brindar mayor confort y seguridad a los usuarios dado que involucra, entre otras, la mejora del perfil longitudinal, la disminución del nivel del ruido de rodadura y el incremento de la adherencia neumático - pavimento.
El presente trabajo pretende transmitir nuestra experiencia de los procesos constructivos, inclemencias del tiempo (gradiente térmico) y sus resultados; luego de menos de 3 años en servicio bajo solicitación de tránsito pesado.
Algunas palabras que utilizamos pueden parecer fuertes, polémicas y hasta ofensivas, sin embargo ¿Como se hace reaccionar al común de la gente?, por lo demás manifestamos que nos hacemos plenamente responsables de lo escrito.
2.0UBICACIÓN DE LOS PROYECTOS:
El Perú se encuentra ubicado al Nor-Oeste de América del Sur, país donde se
ubica una de Las Siete Maravillas del Mundo: Machu Picchu.
2.1 La primera obra donde participamos se ubica en las regiones de Arequipa y
Moquegua.
Clima : El clima es templado, con días calurosos y noches frías.
Capital : Arequipa y Moquegua respectivamente.
2.2 La segunda obra donde participamos se ubica en la región Junín.
Clima : El clima va de frio, templado a caluroso. Época de lluvias de Diciembre a
Abril. Capital : Huancayo
2.3 La tercera obra donde estamos participando se encuentra en las regiones de
Ica, Huancavelica.
Clima : El clima es templado, con días calurosos y noches frías y en el último
sector días y noches frías. Época de lluvias de Diciembre a Abril.
Capital : Ica y Huancavelica respectivamente.
3.0 EXPEDIENTE TECNICO (EXTRACTOS IMPORTANTES)
3.1 Principales Causas del reflejo prematuro de fisuras
Las principales causas por las que se reflejan prematuramente las fisuras son:
Fisuras menores de 3mm. No tratadas convenientemente.
Fisuras moderadas (> 3mm.y <6mm.) y severas (>6mm.) ruteadas y
tratadas con elastómero las cuales cubren toda la fisura ruteada y su banda,
siendo esta ultima la que origina el reflejo y/o aparición prematura de la
fisura por convertirse en un elemento extraño a la mezcla y como se conoce,
todo elemento extraño a la mezcla origina fisura, en este caso, previa a la
aparición dan a la superficie de la carpeta asfáltica una apariencia de venas
de una mano humana.
Temperatura ambiente de colocación de la mezcla asfáltica mas el gradiente
térmico que se presenta durante el día en algunas regiones del Perú donde
se rehabilitan las carreteras.
Espesor de la capa de refuerzo.
En espesores de refuerzo <5cm (0.025 y 0.035 m), el reflejo de las
fisuras es prácticamente inmediata.
En espesores de refuerzo >5cm. El reflejo de las fisuras es tardía.
Temperatura ambiente de colocación de la mezcla asfáltica.
Cuando un sector del tramo, se hace prácticamente a nivel de
rehabilitación el comportamiento de la mezcla asfáltica modificada
con polímeros (MAMP) es aceptable.
3.1.1 TRATAMIENTO DE FISURAS
TIPOS Pte. Sta. ROSA – Dv. LAS VEGAS -TARMA - PISCO - AYACUCHO;
DE Tramo:
FISURAS Pte. MONTALVO
LA MERCED - Pte. RAITHER SAN CLEMENTE -Pte. CHOCLOCOCHA
FISURAS
SEVERAS Esta partida consiste en el sellado
Esta partida consiste en el tratamiento
Esta partida consiste en el tratamiento
(> 6 mm.) de fisuras mayores a 6 mm.
de fisuras longitudinales, transversales y
de fisuras longitudinales, transversales y
Las fisuras deben rutiarse a un ancho bloques que se presentan en la bloques que se presentan en la
mínimo de 3/8"(10 mm.) y a una
superficie de rodadura asfáltica cuya
superficie de rodadura asfáltica cuya
profundidad mínima de 1/2" (13 mm.)…
abertura sea mayor a 6 mm. La misma
abertura sea mayor a 6 mm. La misma
La cantidad de sellador deberá cubrir
que será rellenada con sellante elastomerico
que será rellenada con sellante elastomerico
toda la fisura y su banda. Se nivelara
Previa limpieza y aplicación de aire a presión…
Previa limpieza y aplicación de aire a presión…
la banda a un espesor máximo de 3 mm.
Sobre la superficie del pavimento y a un
ancho de 2" a 4" utilizando un rodillo o
una escoba de goma……...
FISURAS
MODERADAS Tratamiento mediante el relleno de las
Tratamientos de fisuras longitudinales,
Tratamientos de fisuras longitudinales,
(> 3mm. y < 6mm.)
fisuras con una estructura tipo banda,
transversales y bloques que se presentan
transversales y bloques que se presentan
en conformidad con los requerimientos
en la superficie de rodadura asfáltica cuya
en la superficie de rodadura asfáltica cuya
de la Norma ASTM D5078 (Estándar Specification for Crack Filler). La cantidad
Abertura sea mayor a 3 mm. y menor a 6 mm.
Abertura sea mayor a 3 mm. y menor a 6 mm.
de sellador deberá cubrir toda la fisura y
La misma que será rutiada y rellenada con
La misma que será rutiada y rellenada con
su banda. Se nivelara la banda a un Sellante elastomerico……... Sellante elastomerico……...
espesor máximo de 3 mm. Sobre la
Se efectuara el ruteado de la fisura dándole un
Se efectuara el ruteado de la fisura dándole un
superficie del pavimento y a un ancho
ancho uniforme de 15 mm. y una profundidad
ancho uniforme de 15 mm. y una profundidad
de 2" a 4" utilizando un rodillo o una
de 20 mm. Luego de ello realizar la limpieza
de 20 mm. Luego de ello realizar la limpieza
escoba de goma………
y retiro de materiales extraños al asfalto
y retiro de materiales extraños al asfalto
utizando aire a presión producido por la
utizando aire a presión producido por la
compresora……… compresora………
FISURAS
LEVES
Esta partida consiste en el tratamiento de fisuras
( < 3 mm.)
longitudinales transversales y bloques que se
presentan en la superficie de rodadura asfáltica
cuya abertura sea menor a 3 mm.
3.1.2 LIMITACIONES CLIMATICAS 3.1.2.1 MESCLA ASFALTICA EN CALIENTE
TIPO DE Pte. Sta. ROSA – Pte. MONTALVO
Dv. LAS VEGAS -TARMA - PISCO - AYACUCHO; Tramo:
MESCLA LA MERCED - Pte. RAITHER
SAN CLEMENTE -Pte. CHOCLOCOCHA
MESCLA Las mesclas asfálticas calientes se
Las mezclas asfálticas calientes se No se permitirá la extensión y
ASFALTICA colocaran únicamente cuando la colocarán únicamente cuando la base compactación de la mezcla
EN base a tratarse encuentre seca, a tratar se encuentre seca, en momentos de lluvia,
CALIENTE la temperatura atmosférica a la sombra la temperatura atmosférica a la ni cuando haya fundado temor
sea superior a 10ºC y el tiempo no esté sombra sea superior a 10ºC en
de que ella ocurra o cuando la temperatura
neblinoso ni lluvioso; además la base
ascenso y el tiempo no esté neblinoso
ambiente a la sombra y la del pavimento
preparada debe estar en ni lluvioso; además la base sean inferiores a diez grados
condiciones satisfactorias. preparada debe estar en Celsius (10"C).
condiciones satisfactorias.
3.1.2.2 MESCLA ASFALTICA MODIFICADA CON POLIMEROS SBS
TIPOS DE Pte. Sta. ROSA – Pte. MONTALVO
Dv. LAS VEGAS -TARMA - PISCO - AYACUCHO; Tramo:
MESCLA LA MERCED - Pte. RAITHER
SAN CLEMENTE -Pte. CHOCLOCOCHA
MESCLA MICROPAVIMENTO EN CALIENTE CON
PAVIMENTO DE CONCRETO ASFALTICO
PAVIMENTO DE CONCRETO ASFALTICO
ASFALTICA ASFALTO MODIFICADO e=3.5 cm CALIENTE CON POLIMERO SBS CALIENTE CON POLIMERO SBS
MODIFICADA El esparcido solamente podrá La distribución de la mezcla debe La distribución de la mezcla debe
CON ser iniciado cuando la temperatura ser hecha en pavimentadoras ser hecha en pavimentadoras
POLIMEROS ambiente éste sobre los 15 ºC. .En el autopropulsadas y con censores autopropulsadas y con censores
caso de que la temperatura caiga atendiendo a esta especificación. atendiendo a esta especificación.
bajo los 15 ºC, el esparcido El esparcido solamente podrá ser
El esparcido solamente podrá ser
debe ser interrumpido. iniciado cuando la temperatura esté iniciado cuando la temperatura esté
sobre los 15°C., en el caso de que sobre los 15°C., en el caso de que
la temperatura caiga bajo los 15 ºC, la temperatura caiga bajo los 15 ºC,
el esparcido debe ser interrumpido. el esparcido debe ser interrumpido.
4.0 SOLUCIONES ADOPTADAS
Las soluciones que se adoptan en el mantenimiento de las vías son en sectores de características homogéneas de la Estructura del Pavimento, generalmente siendo la siguiente:
1) Limpieza de Bermas 2) Bacheo en Zona de Bermas con material de base en sectores
localizados. 3) Escarificado y Conformación de Bermas que presentan Desprendimiento
de Material. 4) Sello de Fisuras Severas con ruteo y material Elastomerico 5) Sello de Fisuras Moderadas con ruteo y Material Elastomerico. 6) Bacheo Superficial en Zonas con Fisuramiento tipo piel de cocodrilo. 7) Bacheo Profundo en Zonas donde se presentan deficiencias
estructurales. 8) Imprimación de zonas tratadas (bacheo y escarificado) en bermas y
calzada con asfalto tipo MC-30. 9) Riego de Liga con emulsión catiónica de rotura rápida modificada con
polímeros (CRS – 2p) en zona de calzada y bermas no tratadas. 10) Colocación de capa nivelante si es necesario, de espesor especificado. 11) Riego de liga con emulsión catiónica de rotura rápida modificada con
polímeros (CRS – 2p). 12) Mescla asfáltica modificada con polímeros, de espesor especificado.
5.0 EVALUACION ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
La evaluación estructural del pavimento luego del denominado mantenimiento periódico, es satisfactorio.
La finalidad de estudiar el comportamiento del pavimento es la determinación de la suficiencia estructural para soportar el tráfico de cargas.
Para lo cual se determina la deflexión característica y el radio de curvatura.
5.1 DEFLECTOMETRO
El equipo utilizado generalmente en el Perú es el denominado BIGA BEMKELMAN, el cual mide los desplazamientos verticales de un punto de contacto situado entre las ruedas duales del eje de carga, para una determinada presión de inflado de los neumáticos y una carga en el eje posterior del camión.
6.0 EVALUACION SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO.
La evaluación superficial del pavimento luego del mantenimiento periodico,
inicialmente es satisfactorio.
Para la evaluación superficial del pavimento se realiza las pruebas de:
Compactación y Espesor
La determinación de la densidad de la Mezcla Asfáltica compactada se realiza espaciados de acuerdo a las Especificaciones Técnicas de obra. La toma de testigos se realiza mediante la extracción diamantina.
Sobre la base de los tramos escogidos para el control de la compactación se determina el espesor de la Carpeta Asfáltica
Lisura
Esta prueba se realiza con una regla de tres metros, colocada tanto paralela como perpendicularmente al eje del carril de la vía, la cual no debe presentar zonas de acumulación de agua ni irregularidades mayores a 5 mm.
Coeficiente de fricción
El Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento sirve para analizar y lograr conseguir una mezcla asfáltica uniforme. El valor de cada ensayo individual tratara de no ser menor de cuarentaicinco céntimas (0.45).
Textura superficial
La evaluación superficial del pavimento se realiza mediante los ensayos de “Determinación de la Altura de la Arena” a partir del volumen de arena utilizado y el Área cubierta por la misma sobre el pavimento, se calcula una profundidad media de los huecos rellenos por la arena, valor que representa la Textura Superficial o Macrotextura del pavimento y que deben estar dentro del rango consignado en las especificaciones técnicas de obra (0.3 a 0.6 mm.)
Rugosidad
De las lecturas de campo ejecutadas con un Rugosimetro y su correspondiente valor de rugosidad, se calcula la Rugosidad Característica de cada sector homogéneo mediante la fórmula:
IRI = IRIp+1.645 S0
7.0 ANALISIS DE LOS RESULTADOS
7.1 EVALUACION ESTRUCTURAL
ESTADISTICA DE RESULTADOS
1.- Capa nivelante:
Medidas Estadísticas
Deflexión Máxima (0.01mm)
Deflexión Mínimo(0.01mm)
Deflexión Media (0.01mm)
Desviación Estándar
Valor Característico(0.01mm)
2.- Micropavimento o capa de refuerzos:
Medidas Estadísticas
Deflexión Máxima (0.01mm)
Deflexión Mínimo(0.01mm)
Deflexión Media (0.01mm)
Desviación Estándar Deflexión Característica(0.01mm)
Deflexión Admisible(0.01 mm)
La deflexión característica (Dc) valor representativo queda definido como:
Dc=Dm +1.645*S0
El valor de la deflexión admisible es tomado del estudio, la deflexión admisible depende directamente del tráfico de diseño.
Los resultados generalmente indican que la deflexión característica de los sectores homogéneos es menor que la deflexión admisible por lo que se establece la suficiencia estructural de la vía luego de haber concluido con el “Mantenimiento Periódico”.
7.2 RADIO DE CURVATURA
El grado de curvatura de la línea elástica de deflexión, es una característica de fundamental importancia que determina la magnitud de la deformación lineal por tracción que sufre las primeras capas del pavimento al ser flexionadas bajo la acción de las cargas, según el MTC-CONREVIAL, el radio de curvatura esta dado por la formula:
RC=6250/2*(D0-D25)
ESTADISTICA DE RADIOS DE CURVATURA, CRITERIO: MTC-COREVIAL
Medidas Estadísticas
Radio de curvatura máximo
Radio de curvatura mínimo
Radio de curvatura promedio
Desviación estándar
Los valores altos de radio de curvatura indican un comportamiento estructural aceptable de las primeras capas del pavimento
7.3 MEDICION DE LA RUGOSIDAD
En los cuadros de valores IRI, se tabulan las lecturas de campo y su correspondiente valor de rugosidad, valores a partir de los cuales se calcula los siguientes parámetros:
Rugosidad Máxima (m/km)
Rugosidad Mínima (m/km)
Rugosidad Promedio (m/km)
Desviación Estándar
Rugosidad Característica (m/km)
7.4 TEXTURA
La determinación de la profundidad de penetración de un volumen conocido de arena en las asperezas de la superficie de un pavimento, se denomina “profundidad de textura o Macrotextura”, los cuales deben estar de 0.30 a 0.60 mm.
7.5 COEFICIENTE DE FRICCION
Es la medida de la Resistencia al Deslizamiento; sirve para obtener un coeficiente de resistencia al deslizamiento (CRD), estos valores que no deben ser menores a cuarentaicinco céntimas (> 0.45), representan las características obtenidas con el Péndulo del TRRL y no son necesariamente proporcionales o correlativas con medidas de deslizamientos hechas con otros equipos.
FOTO 1: Pte Santa Rosa-Pte Montalvo.- fisuras reflejadas
FOTO 2: Pte Santa Rosa-Pte Montalvo.- Sector rehabilitado.
FOTO 3: Pte Montalvo-Camiara.- Sector rehabilitado con fisuras reflejadas y
tratadas.
FOTO 4: Pisco-Ayacucho.- Fisuras reflejadas prematuramente.
FOTO 5: Pisco-Ayacucho.-Fisuras reflejadas prematuramente.
CONCLUSIONES:
El micropavimento colocado sobre una carpeta asfáltica antigua con fisuras menores a 0.003 m. no tratadas, fisuras “moderadas” de 0.003 m a 0.006m y fisuras mayores a 0.006m ruteados y tratados con elastómero, sobre esta una banda de elastómero de 0.003 m. los cuales se convierten en elementos extraños a la mezcla asfáltica, observándose en la superficie como venas de una mano humana y casi inmediatamente se presentan las fisuras en forma similar al reflejo de las no tratadas.
En espesores de refuerzo <5 cm. (0.025 y 0.035 m), el reflejo de las fisuras es prácticamente inmediata.
En espesores de refuerzo >5 cm.el reflejo de las fisuras es tardía.
La temperatura de colocación de la mezcla asfáltica también influye en la presencia del reflejo de las fisuras.
Cuando un sector del tramo, se hace prácticamente a nivel de rehabilitación el comportamiento de la mezcla asfáltica modificada con polímeros (MAMP) es aceptable.
RECOMENDACIONES:
Estamos de acuerdo con las innovaciones, pero que estos ya deben haber tenido experiencias favorables en otros países, en caso contrario también realizar tramos de prueba y no ejecutar longitudes tan grandes con”micropavimentos”.
Para la utilización de micropavimento se debe de plantear en los expedientes el uso de una gama de productos de polímeros y no como en nuestro caso que está siempre dirigido a un solo producto, que como todos saben esto es penado en nuestro país y en cualquier otro país.
El polímero a utilizar debe ser aquel que satisfágalos requerimientos técnicos se pueda colocar y compactar las mesclas a temperaturas ambientales de acuerdo al lugar donde se ejecutan las obras
Realizar un monitoreo de los trabajos realizados para tenerlos como referencia para posteriores trabajos.
Realizar la evaluación estructural del pavimento mediante la prueba no destructiva como es la deflectometria en época adecuada con las condiciones recomendables por el MTC-CONREVIAL.
Los estudios y ejecución de mantenimientos de nuestras vías deben ser realizados en su oportunidad con sistemas, procedimientos y profesionales que ofrezcan la garantía.
Cuando la deflexión característica esta próxima a la deflexión critica y de acuerdo a la pericia del evaluador estos tramos deben recibir tratamiento superficial hasta que la entidad tenga los recursos económicos necesarios y programe la rehabilitación de la vía de acuerdo a los estudios que se haga en su oportunidad.
En cuanto a las fisuras, todas deben recibir tratamiento inclusive aquellas observadas a simple vista (menores a 3 mm.) con rutero y sellado con elastómero al ras.