Evaluación del pavimento flexible mediante la técnica del reciclado en la Av. Leoncio Prado - Chilca
Evaluation of the flexible pavement by means of the recycling technique in Av. Leoncio Prado Chilca Ramos P., José 1, Sánchez G., Juan 1 y Bendezu C., Edson 1 1
Universidad Continental, Facultad de ingeniería, Escuela Académica Profesional de Ingeniería Civil Av. San Carlos 1980 Urb. San Antonio – Huancayo, Junín Email: 70117384@continental.edu.pe 71839333@continental.edu.pe 48071795@continental.edu.pe
Resumen Introducción: La rehabilitación por pavimentos flexibles reciclados ha tomado gran relevancia en los últimos años en varios países, debido a las ventajas que esta presenta, bajos costos y siendo amigable con el medio ambiente, por lo que es de gran importancia el estudio previo de los materiales reciclados y tener un conocimiento amplio en las técnicas utilizadas para este proceso de rehabilitación. Materiales y métodos: El diseño de estudio aplicado fue transversal Correlacional, por lo cual se utilizará un instrumento que es una metodología de inspección visual de calificaciones de estado del pavimento, el Índice de Condición del Pavimento (PCI) quizás la más recomendada por su objetividad, un kilómetro de carretera ha sido estudiado a detalle con dicha metodología para calificar el estado de la vía. Teniendo el valor del PCI es posible determinar el tipo de mantenimiento y rehabilitación menos costoso y más eficiente, para brindar comodidad y seguridad a los usuarios. Resultado: De acuerdo al análisis que obtuvimos del Índice de Condición del Pavimento (PCI) con un rango de 46 que está dentro de la condición regular del pavimento ha caído en un estado regular, tanto desde el punto de vista funcional como estructural. En este punto, normalmente, se requieren trabajos de mantenimiento moderados, rehabilitación o reconstrucción. Conclusión: Fallas estructurales originadas por el regular estado del paquete estructural debido a varios factores, estos baches debido a los niveles altos de severidad y áreas considerables fueron los más determinantes para el resultado de pavimento en estado regular.
Palabra clave: pavimento flexible, técnica del reciclado Abstract Introduction: Rehabilitation for recycled flexible pavements has taken great relevance in recent years in several countries, due to the advantages it presents, low costs and being friendly to the environment, so it is of great importance the previous study of recycled materials and have a broad knowledge of the techniques used for this rehabilitation process. Materials and methods: The design of the applied study was a Correlational cross-sectional study, which is why an instrument that is a visual inspection methodology for pavement condition ratings, the Pavement Condition Index (PCI), perhaps the most recommended for its objectivity, one kilometer of Road has been studied in detail with this methodology to rate the state of the road. Having the value of the PCI, it is possible to determine the type of maintenance and rehabilitation that is less expensive and more efficient, to provide comfort and security to the users. Result: According to the analysis we obtained from the Pavement Condition Index (PCI) with a range of 46 that is within the regular condition of the pavement has fallen into a regular state, both from a functional and structural point of view. At this point, normally, moderate maintenance, rehabilitation or reconstruction work is required. Conclusion: Structural failures caused by the regular state of the structural package due to several factors, these potholes due to high levels of severity and considerable areas were the most decisive for the result of pavement in a regular state.
Keys words: flexible pavement, recycling technique
Introducción Diversos estudios (Timothy, 1998; Ostos y Duarte, 2011; Florida Administrative Code, 1998; Florida Highway Administrative Technical Writing Group (FHWATWG, 1997) coinciden que: Como consecuencia del crecimiento económico y la necesidad de aumentar la infraestructura vial, se están construyendo cada día más vías interdepartamentales, intermunicipales y urbanas. Sin embargo, el deterioro de las mismas por el flujo vehicular, las condiciones climatológicas y el paso del tiempo aumenta, generando una cantidad elevada de material de pavimentos destruidos, el cual se origina como consecuencia del mantenimiento, reparación o rehabilitación de las vías. Dicho material se lleva a centros de acopio y escombreras en el mejor de los casos, pero parte del mismo termina en terrenos o cauces de ríos, creando contaminación ambiental y desaprovechando el potencial de reutilizarlo en la construcción de nuevas mezclas asfálticas o como material de relleno en terraplenes o rellenos constructivos (como se sito en Ostos, J. L. 2012, p. 3). En su estudio de Chen, Chu y Lin (2007) menciona que: A pesar de que en varios países se ha implementado el uso del Pavimento Asfáltico Reciclado (RAP), esto no se realiza en altos porcentajes, debido a su calidad y la influencia en la seguridad vial. En Estados Unidos, la National Asphalt Pavement Association (NAPA) afirma que las mezclas que contienen altos porcentajes de RAP (30-40 %) se pueden producir, aunque la restricción para su fabricación radica en que la rigidez aumenta a mayor contenido de RAP (Newcomb, Brown y Epps, 2007). Otros investigadores encontraron que el 40 % de RAP, es el contenido máximo permitido para resistir deformaciones permanentes y agrietamientos por fatiga (como se sito en Patiño, Reyes y Camacho 2015, p. 3) “En el continente americano, Chile y Argentina acumulan igualmente gran experiencia y muchas obras de pavimentaciones durante el siglo XX, teniendo un magnífico comportamiento durante muchísimos años”. (Rabanal, J. 2014, p.13) Estudios de Rodríguez V, (2004) dicen que: La red vial del Perú está compuesta por tres grandes vías longitudinales que atraviesan de sur a norte, la carretera Panamericana, la carretera Longitudinal de la sierra y la carretera Marginal de la selva con una longitud total de 9600 km., comprende un abundante número de carreteras de penetración que en su mayoría parten de puertos o ciudades y que se dirigen hacia algún centro de producción o destino turístico, las que están expuestas a diferentes
condiciones de acuerdo a la zona, algunas vías ubicadas por encima de 3 500 m.s.n.m. y con ciclos de calentamiento - enfriamiento en lapsos relativamente muy cortos produce cambios volumétricos que originan fallas que se hacen severas con el paso de los años (como se citó en Rabanal, J., 2014, p. 13). En la región Junín el deterioro de los pavimentos es una constante debido a diversos factores ya sea de diseño o ambientales, tampoco se cuenta con un sistema de gestión de pavimentos ya que no se hacen los mantenimientos cuando este lo necesita, esto hace que los recursos se destinen de manera ineficiente. (Vergara, A. 2015, p. 6) Por esta razón la rehabilitación por pavimentos flexibles reciclados ha tomado gran relevancia en los últimos años en varios países, debido a las ventajas que esta presenta en el uso energético, bajos costos y siendo amigable con el medio ambiente, convirtiéndose en una alternativa con gran aceptación mundial, por lo que es de gran importancia el estudio previo de los materiales reciclados y tener un conocimiento amplio en las técnicas utilizadas para este proceso de rehabilitación. (Méndez, A. 2015, p. 3) El objetivo del estudio es evaluar el pavimento flexible reciclado en la avenida Leoncio Prado Chilca, tramo Jr. Jacinto Ibarra – Av. Real, asfaltada con un pavimento flexible y el estado del mismo.
Materiales y métodos El diseño de investigación que utilizamos es transaccionales correlacionales/causales tienen como objetivo describir relaciones entre dos o más variables en un momento determinado. Miden la relación entre variables en un tiempo determinado. Las causas y los efectos ya ocurrieron en la realidad (estaban dadas y manifestadas) y el investigador las observa y reporta. (Rojas, M. 2015, p. 5) Por lo cual se utilizará un instrumento conocido como el Índice de Condición del Pavimento (PCI), 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. El PCI es un índice numérico que varía desde cero (0), para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado.” En la Tabla 1 se presenta los rangos de PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento. (Vergara, A. 2015, p. 3637)
La población de estudio será conformada por las principales vías asfaltadas de la ciudad de Huancayo, que fueron elaboradas con un pavimento flexible reciclado, por lo que no se ha efectuado un trabajo de muestreo para inferir características de la población. Estas serán objeto de investigación a partir de la población misma. Para el cálculo del tamaño de la muestra se identificará las vías que están más dañadas o que presenten mayor cantidad de irregularidades en la carpeta asfáltica. Se identificó las principales vías asfaltadas en la ciudad de Huancayo en seguida como paso inicial para la evaluación será asistir al segmento asignado, seguidamente identificar el estado en la que se encuentra el pavimento flexible, reconocer los daños encontrados, en esta actividad utilizaremos como herramientas principales, tablilla, bolígrafo, cinta métrica de 50 m de Figura 1: Hoja de registro de deterioro en vías de pavimento.
longitud, regla rígida de dos metros, una cámara fotográfica y registraremos la información obtenida en las tablas del PCI para pavimentos flexibles.
Fuente: Procedimiento estándar para la inspección PCI en caminos y estacionamientos ASTM D643303.
Resultados Tabla 2.
El rango que utilizaremos para evaluar al pavimento será el siguiente:
Índice de condición del pavimento flexible tramo 1
Tabla 1. Rango de evaluación de la condición del pavimento
RANGO
CLASIFICACIÓN
100 - 85
EXCELENTE
85 - 70
MUY BUENO
70 - 55
BUENO
55 – 40
REGULAR
40 - 25
MALO
25 – 10
MUY MALO
10 - 0
FALLADO
COLORES
Fuente: Procedimiento estándar para la inspección del PCI en caminos y estacionamientos ASTM D6433-03.
Fuente: Elaboración propia En la tabla 1, el número máximo admisibles de valores deducidos según el método del PCI para el tramo 1 es de 32 y el mínimo es de 0.5.
Tabla 3.
Discusión
Valores Deducidos Corregidos tramo I
En los resultados que se obtuvieron para determinar la condición del pavimento flexible en el tramo I de la Av. Leoncio Prado en el distrito de Chilca se presenta que los valores deducidos se determinan respecto a la densidad y se considera el máximo valor deducido, siendo este 32 (ver tabla 2).
Fuente: Elaboración propia En la tabla 2, el número máximo de valores deducido corregidos para el tramo 1 es de 42.
CDV
VALOR DEDUCIDO CORREGIDO 42
44 42 40 38 36 34 32 30 28
36
37
32 30
Conclusiones 2
4
6
8
NUMERO DE VALOR DEDUCIDOS CDV
Gráfico 2. Valores deducidos corregidos del tramo 1.
CLASIFICACIÓN DE PAVIMENTOS
RANGO
El resultado que obtendremos son los valores deducidos corregidos (CVD), considerando solo al Max CDV, siendo este 42 (ver figura 2) El rango de calificación del pavimento se justifica respecto al Max CVD, con la siguiente formula PCI=100 – CDV, dando un resultado de PCI=58, siendo este un pavimento regular, según el rango de calificación del PCI (ver figura 3).
34
0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Se determina el número máximo admisible de valores deducidos con la siguiente formula m=1+(9/98) * (100 – Max VD), dando un resultado de 6.97, redondeando a 7, esto quiere decir que solo podemos utilizar como máximo 7 valores deducidos, y como el min valor deducido es menor a 2 (en carreteras) entonces reemplazaremos por 2 desde el menor valor deducido (ver tabla 3).
100 85
Se evaluaron un total de 4 muestras y los resultados expresados en porcentajes son: El 25% de las unidades de muestra inspeccionadas presentan un estado de pavimento malo (PCI entre 25 y 40); el 50% de unidades presentan un estado de pavimento regular (PCI entre 40 y 55) y un 25% se encuentra en estado bueno (PCI entre 55 y 70). Se determinó que, en la Av. Leoncio Prado en el distrito de Chilca, tramo Jr. Jacinto Ibarra – Av. Real el pavimento flexible está en un rango regular. La muestra se seleccionó de tal forma que refleja la situación del pavimento flexible en la actualidad.
70
PCI=58 25
Existen varios factores de fallas estructurales originadas por el estado regular del pavimento, estos baches son debido a los niveles altos de severidad y fueron los más determinantes para que el resultado de pavimento este en un estado regular.
CLASIFICACION
Teniendo el valor del PCI y el rango de clasificación del pavimento es posible determinar el tipo de mantenimiento o rehabilitación menos costosa y más eficiente, para brindar comodidad y seguridad a los usuarios. Adicionalmente se sugiere la implementación del modelo para otras rutas nacionales.
55
40 10
RANGO
Gráfico 3. Clasificación del pavimento tramo 1.
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