Plan de Tesis
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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL PLAN DE TESIS “DIAGNÓSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE LA VIA: AV. HUANCANE DEL DISTRITO DE JULIACA POR EL MÉTODO: ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS- 2013” PRESENTADOR POR : UBALDO PUÑO QUISPE CURSO : SEMINARIO DE TESIS JULIACA – PERÚ 2013
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UNIVERSIDAD ALAS PERUANASFACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
PLAN DE TESIS
“DIAGNÓSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE LA VIA: AV. HUANCANE DEL DISTRITO DE JULIACA
POR EL MÉTODO: ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS-2013”
PRESENTADOR POR : UBALDO PUÑO QUISPE
CURSO : SEMINARIO DE TESIS
JULIACA – PERÚ
2013
INDICE
CAPITULO I..........................................................................................................................4
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA............................................................................4
1.1. Descripción de la realidad problemática.....................................................................4
1.2. Delimitación del problema..............................................................................................4
1.3. Formulación del problema..............................................................................................4
1.3.1. Problema general.....................................................................................................4
1.3.2. Problema secundario.............................................................................................5
1.4. Objetivos de la investigación..........................................................................................5
1.4.1. Objetivos de la investigación..................................................................................5
1.4.2. Objetivos secundarios de la investigación............................................................5
1.5. Justificación e importancia de la investigación..........................................................5
CAPITULO II.........................................................................................................................7
2. MARCO TEORICO........................................................................................................7
2.1. Antecedentes de la investigación.................................................................................7
2.2. Bases teóricas..................................................................................................................7
2.2.1. Pavimentos...............................................................................................................7
2.2.2. Índice de condición de pavimento (PCI).............................................................17
2.3. Definición de términos básicos....................................................................................22
CAPITULO III......................................................................................................................24
3. HIPOTESIS Y VARIABLES........................................................................................24
3.1. Hipótesis de la investigación.......................................................................................24
3.1.1. Hipótesis general...................................................................................................24
3.1.2. Hipótesis secundarias...........................................................................................24
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3.2. Variables.........................................................................................................................25
3.2.1. Variable independiente........................................................................................25
3.2.2. Variable dependiente............................................................................................26
CAPITULO IV......................................................................................................................27
4. HIPOTESIS Y VARIABLES........................................................................................27
4.1. Diseño de la investigación............................................................................................27
4.1.1. Tipo de la Investigación........................................................................................27
4.1.2. Nivel de investigación............................................................................................27
4.1.3. Método de la investigación...................................................................................27
4.2. Población y muestra de la investigación....................................................................27
4.2.1. Población................................................................................................................27
4.2.2. Muestra...................................................................................................................27
4.3. Técnicas e instrumentos de la recolección..............................................................28
CAPITULO V.......................................................................................................................28
5. ASPECTO ADMINISTRATIVOS DEL PROYECTO...................................................28
5.1. Asignación de recursos.................................................................................................28
5.2. Presupuestos.................................................................................................................28
5.3. Cronograma....................................................................................................................29
BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................29
ANEXOS.............................................................................................................................31
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CAPITULO I
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción de la realidad problemática.
Planteamiento del Problema
El ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané de pavimento asfaltico se
encuentra en proceso de colapso estructural a causas asociadas a su uso,
diseño y proceso constructivo llegando a afectar a la población que se traslada
entre las ciudades de Huancané, Moho y Sandia, por motivos de comodidad
seguridad y funcionalidad, siendo estas fallas presentes en toda la vía y
observadas a simple vista en la carpeta asfáltica como son Piel de cocodrilo,
Exudación, Fisuras en bloque, Fisuras longitudinales, Desprendimientos y
peladuras, Ahuellamiento, Fisuras Transversales. Los pavimentos asfálticos o
flexibles presentan una serie de fallas cuya prevención y/o corrección es
abordada por operaciones de mantenimiento, las que suelen agruparse en tres
categorías: operaciones rutinarias; operaciones periódicas y operaciones de
restauración. Desconociendo el estado actual de la vía por métodos que nos
ayuden a determinar el grado de colapso de la estructura vial.
1.2. Delimitación del problema
Delimitación Espacial.
La tesis se desarrollara en el Distrito Juliaca.
Delimitación Temporal
El estudio se ejecutara en un solo periodo en el 2013.
Delimitación Cuantitativa.
Elaboración de 1 tesis en el 2013.
1.3. Formulación del problema
1.3.1. Problema general
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¿Cuál es el Diagnostico del Estado Situacional De La Vía Ingreso a la
Ciudad de Juliaca Av. Huancane?
1.3.2. Problema secundario
¿Cuál es la calidad de desempeño de la vía Ingreso a la Ciudad de
Juliaca Av. Huancané?
¿Cuál es el deterioro físico de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca
Av. Huancané?
¿Cuáles son las alternativas de solución al estado situacional de la
vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané?
¿Qué nivel de servicio nos da el estado situacional de la vía Ingreso
a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané?
1.4. Objetivos de la investigación
1.4.1. Objetivos de la investigación
Identificar en qué estado situacional se encuentra la vía Ingreso a la
Ciudad de Juliaca Av. Huancane por el método PCI (índice de condición
de pavimentos) haciendo un diagnóstico definitivo.
1.4.2. Objetivos secundarios de la investigación
Verificar la calidad de desempeño de la vía Ingreso a la Ciudad de
Juliaca Av. Huancané.
Determinar el deterioro físico (fallas de los pavimentos: grietas,
deformación, envejecimiento, etc.), de la vía Ingreso a la Ciudad de
Juliaca Av. Huancané.
Identificar las alternativas de solución del estado situacional de la
vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané.
Determinar el nivel de servicio del estado situacional de la vía
Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané.
1.5. Justificación e importancia de la investigación
El estudio del estado situacional de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av.
Huancané por el método PCI indicara la acciones a tomar con respecto a los
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resultados obtenidos de dicho estudio como son el nivel de daño del pavimento
su severidad y cantidad. Ya que dada a la gran cantidad de combinaciones de
deterioros que se presentan en el estudio de esta vía el método soluciona esta
dificultad introduciendo el *valor deducido* para indicar la condición del
pavimento y con esto supone un mayor conocimiento de las condiciones
operativas y estructurales que permitan deducir el estado situacional de la vía
en estudio. Que permitan llegar a un diagnóstico de la vía y así una solución
efectiva que contenga los requisitos que exige este tipo de vía.
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CAPITULO II
2. MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes de la investigación
El estudio técnico se basa en la aplicación del método PCI, realizando la
inspección de la vía seleccionada.
El trabajo de campo, se realizado en tres días en la zona de salida a Huancané,
tramo: Av. Huancané, conformado por 1.3 km de longitud.
Para la inspección de la vía se tomó en cuenta los siguientes requerimientos:
Se realizó un cronograma de trabajo, dividiéndolo en 3 partes principales: 1.
Preparación de los trabajos en gabinete para realizar el modelo de las fichas
de inspección y su analisis.2. Trabajo de campo: Inspección de la vía en la
zona establecida. 3. Organización del trabajo final.
La inspección se realizó el día viernes 10,11 y 13 de febrero del Presente
año.
Se identificó las distintas fallas que existen en todo el tramo del pavimento.
Se tomaron muestras del trabajo realizado, haciendo uso de diferentes
recursos como son cámaras fotográficas, anotaciones de datos, etc.
2.2. Bases teóricas
2.2.1. Pavimentos
a. Definición de pavimentos
Estructura simple o compuesta que tiene una superficie regularmente
alisada destinada a la circulación de personas, animales y/o vehículos.
Formada por el agrupamiento de capas de distinto material destinados a
distribuir y transmitir las cargas aplicadas por el tránsito al cuerpo de
terraplén.
b. Estructura del pavimento:
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LAS FUNCIONES DE ESTAS CAPAS SON:
SUB-BASE. Cumple una cuestión de economía ya que nos ahorra dinero al
poder transformar un cierto espesor de la capa de base a un espesor
equivalente de material de sub-base (no siempre se emplea en el
pavimento), impide que el agua de las terracerías ascienda por capilaridad y
evitar que el pavimento sea absorbido por la sub-rasante. Deberá transmitir
en forma adecuada los esfuerzos a las terracerías.
BASE. Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos
por los vehículos. La carpeta es colocada sobre de ella porque la capacidad
de carga del material friccionante es baja en la superficie por falta de
confinamiento. Regularmente esta capa además de la compactación
necesita otro tipo de mejoramiento (estabilización) para poder resistir las
cargas del tránsito sin deformarse y además de transmitirlas en forma
adecuada a las capas inferiores. El valor cementante en una base es
indispensable para proporcionar una sustentación adecuada a las carpetas
asfálticas delgadas. En caso contrario, cuando las bases se construyen con
materiales inertes y se comienza a transitar por la carretera, los vehículos
provocan deformaciones transversales. En el caso de la granulometría, no
es estrictamente necesario que los granos tengan una forma semejante a la
que marcan las fronteras de las zonas, siendo de mayor importancia que el
material tenga un VRS (valor relativo de soporte) y una plasticidad mínima;
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además se recomienda no compactar materiales en las bases que tengan
una humedad igual o mayor que su límite plástico.
c. Tipos de pavimentos
A. Pavimentos Asfálticos (PA)
B. Pavimentos de Concreto Hidráulico (PCH)
C. Pavimentos Compuestos (Mixtos)
D. Pavimentos de avanzada tecnológica: a carga plena (firme emul.
Total); a resistencia profunda (firme + firme emul.)
E. Pavimentos Adoquinados Intertrabados
F. Otros que van a depender del material, de sus características
estructurales y el proceso de construcción (rodillados, líticos, de ladrillo,
emponados, de planchas metálicas y mixtos)
La diferencia entre A y B es la resistencia que presentan a la flexión.
Periodo de diseño (Tiempo que transcurre para que se produzca la fatiga)
(deformación).
* Flexible 5 a 20 años.
* Rígido. 20 a 50 años.
Características Flexible Rígido
Costo inicial Menos Mas
Mantenimiento Mas, mas Menos
Cómodo Mas Menos
Rugosidad Mas Mas
Duración Menos Mas
Distrib. De
cargas
Áreas pequeñas Áreas grandes.
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d. Pavimento flexible
Este pavimento es una estructura formada por capas con la finalidad de
cumplir los siguientes propósitos:
1. Soportar y transmitir las cargas que se presentan con el paso de los
vehículos.
2. Ser lo suficientemente impermeable
3. Soportar el desgaste producido por el tránsito y por el clima
4. Mantener una superficie cómoda y segura (antideslizante) para el
rodamiento de vehículos.
5. Mantener un grado de flexibilidad para cubrir los asentamientos que
presente la capa inferior (base o subbase)
Pavimento Flexible Pavimento Flexible de concreto
Asfáltico
La típica estructura de un pavimento flexible consta de las siguientes capas:
Capa superficial: Esta es la capa superior y la capa que entra en contacto
con el tráfico. Puede estar compuesta por uno o varias capas asfálticas.
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Base: Esta es la capa que se encuentra directamente debajo de la capa de
Superficial y, en general, se compone de agregados (ya sea estabilizado o
sin estabilizar).
Capa Sub-base: Esta es la capa (o capas), están bajo la capa de base. La
Sub-base no siempre es necesaria.
e. pavimento rígido
Estos pavimentos se conforman por una base y por una losa de concreto
hidráulico, la cual le va a dar una alta resistencia a la flexión.
Pavimento Rígido
f. Proceso constructivo de pavimentos flexibles
Características de bases y sub-bases
De acuerdo con el criterio usado en la actualidad se tiene que para
carreteras con un tránsito menor a 1000 vehículos pesados, se recomienda
que el espesor de la bases sea de 12 cm. Y cuando el tránsito sea mayor,
se recomienda que el espesor mínimo sea de 15cm. Para las sub-bases se
recomienda un espesor mínimo de 10 cm.
En pavimentos se realizan básicamente 3 tipos de ensayos que serán para
clasificar el suelo, para controlar la obra y para proyectar el espesor y los
porcentajes óptimos de aglutinante de las diferentes capas que se enlistan a
continuación:
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TERRAPLÉN.
Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de
Atterberg
Control. Peso volumétrico seco máximo y grado de compactación
SUB-RASANTE
Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de
Atterberg.
Control. Peso volumétrico seco máximo y grado de compactación.
Diseño. VRS, cuerpo de ingenieros de los EU y prueba de placa.
BASE Y SUB-BASE.
Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de
Atterberg
Control. Valor cementante, índice de durabilidad, PVSM, GC,
equivalente de arena y expansión, adherencia con asfalto.
Diseño. Prueba de placa, VRS, y cuerpo de ingenieros.
CARPETA ASFÁLTICA
Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de
Atterberg
Control. Adherencia con asfalto, equivalente de arena, intemperismo,
forma de la partícula, desgaste, densidad y absorción. Todas las
pruebas que se realizan a los asfaltos.
Diseño. Marshall, HUEEM, compresión simple.
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE BASES Y SUB-BASES
El primer paso consiste en ubicar el banco de préstamo, de donde se traerá
el material, pudiendo emplearse en estas capas gravas, depósitos de roca
(aglomerados) o materiales ligeramente o fuertemente cementados
(conglomerados), en algunos casos se deberán aplicar tratamientos previos
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y estos podrán ser: el cribado, la trituración y en algunas ocasiones se les
estabiliza en planta con cemento o con cal para darle mayor resistencia.
Estos materiales son llevados a la obra, donde se apilan para poder llevar a
cabo el cálculo del volumen y ver si existe algún faltante.
Cuando el material de banco tiene cierta humedad, ésta se calcula para
saber si estamos por debajo o por encima de la humedad óptima de
compactación, con ello logramos saber que cantidad de agua debemos
adicionarle, o bien, voltear el material para que por evaporación pierda el
agua sobrante. El material apilado se abre parcialmente y se humedece con
una cantidad de agua cercana a la óptima, siendo para los caminos una
humedad menor a la obtenida en laboratorio.
El agua no se riega de una sola ves, sino que, se distribuye en varias
pasadas, se hace un primer riego y la moto-niveladora abre una nueva
cantidad de material, el cual coloca sobre el húmedo para que vuelva a
pasar la pipa; esto se hace comúnmente en tres etapas, para después con
la misma maquinaria, homogenizar la humedad.
Cuando se llega a esto se distribuye el material en toda la corona para
formar la capa con el espesor suelto necesario, debiendo cuidar que no se
separe el material fino del grueso. Ya extendido se compacta con un rodillo
liso o de neumáticos, o con una combinación de ambos hasta alcanzar el
grado de compactación que marca el proyecto.
Cuando en las bases se alcanza la compactación de proyecto, ésta se deja
secar superficialmente, se barre para retirar basura y partículas sueltas.
Después de esto se le aplica un riego de emulsión asfáltica de fraguado
lento o superestable que se conoce como riego de impregnación. Este
elemento sirve para impermeabilizar y estabilizar la base y le ayudará a
protegerla de la intemperie cuando no se va a colocar una carpeta en poco
tiempo, además favorece la adherencia entre la base y la futura carpeta. La
cantidad por regar variará de acuerdo con la abertura de poro que presente
la base, para conocer cual es la cantidad adecuada se recomienda efectuar
mosaicos de prueba, los cuales variarán de 0.6 a 1.2 lts/m² de emulsión.
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Las Normas recomiendan que este asfalto penetre dentro de la base de 3 a
7mm, no debiendo quedar charcos o natas de asfalto que puedan
desestabilizar la capa superior. "se recomienda no efectuar este tratamiento
cuando amenace lluvia, cuando la temperatura sea menor de 5 ° C o bien,
cuando exista mucho viento. La base impregnada puede abrirse al tránsito
con un tiempo de reposo de 24 horas como mínimo, pero si lo ordena la
supervisión se abrirá antes, esta capa se puede cubrir con arena para evitar
que los vehículos se lleven la película de asfalto.
ESTABILIZACIÓN O MEJORAMIENTO DEL MATERIAL
La estabilización consiste en agregar un producto químico o aplicar un
tratamiento físico logrando así que se modifiquen las características de los
suelos. Se dice que es la corrección de una deficiencia para darle una
mayor resistencia al terreno o bien, disminuir su plasticidad. Las tres formas
de lograrlo son las siguientes:
FÍSICAS.
Mezclas de suelos (común)
Geotextiles (común)
Vibriflotación (mecánica de suelos)
Consolidación previa.
QUÍMICAS.
Cal. Económica para suelos arcillosos (disminuye plasticidad)
Cemento Pórtland para arenas o gravas finas (aumenta la resistencia)
Productos asfálticos. Para material triturado sin cohesión (emulsión, muy
usada)
Cloruro de sodio. Para arcillas y limos (impermeabilizan y disminuyen los
polvos)
Cloruro de calcio Para arcillas y limos (impermeabilizan y disminuyen los
polvos)
Escorias de fundición. Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor
resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.
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Polímeros. Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor resistencia,
impermeabilizan y prolongan la vida útil.
Hule de neumáticos. Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor
resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.
MECÁNICAS.
Compactación.
El mejoramiento anterior regularmente se hace en la sub-base, base y en
carpetas asfálticas.
DESCRIPCIÓN CARPETA ASFÁLTICA.
La carpeta asfáltica es la parte superior del pavimento flexible que
proporciona la superficie de rodamiento, es elaborada con material pétreo
seleccionado y un producto asfáltico dependiendo del tipo de camino que se
va a construir, las principales características que debe cumplir el pétreo son
las siguientes: a) un diámetro menor de una pulgada y tener una
granulometría adecuada, b) deberá tener cierta dureza para lo cual se le
efectuarán los ensayes de desgaste los angeles, intemperismo acelerado,
densidad y durabilidad. C) la forma de la partícula deberá ser lo más cúbica
posible, recomendamos no usar material en forma de laja o aguja pues se
rompen con facilidad alterando la granulometría y pudiendo provocar fallas
en la carpeta, se efectuarán pruebas de equivalente de arena ya que los
materiales finos en determinados porcentajes no resultan adecuados.
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA EN
PLANTA O EN CALIENTE.
En la planta de concreto asfáltico se deberá tener el material pétreo del
diámetro adecuado (menor de una pulgada) que de preferencia deberá
estar triturado y cumplir con las especificaciones que marca las Normas.
Este material se eleva a un cilindro de calentamiento y secado hasta llegar a
una temperatura de 160 a 175° C, de ahí se pasa a la unidad de mezclado
donde se criba para alimentar 3 o 4 tolvas con material de diferente tamaño,
se pesa la cantidad de material necesaria de pétreo y se depositan en las
cajas mezcladoras donde se le provee de cemento asfáltico AC-20 el cual
deberá estar a una temperatura de 130 a 150° C, se recomienda no exceder
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estos valores para evitar que se pierdan propiedades, se realiza la mezcla
hasta su homogenización y ésta se vacía a los vehículos a una temperatura
de entre 120 y 130° C, de preferencia esta mezcla se cubre con una lona
para evitar se enfríe en el trayecto.
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE LA CARPETA.
En el lugar donde se va a colocar la carpeta, unas dos horas antes de que
llegue el concreto asfáltico, se efectúa un riego de emulsión asfáltica de
rompimiento rápido que se conoce como riego de liga, esta capa de asfalto
nos ayudará a que exista una adherencia adecuada entre el suelo de la
base y la carpeta, este riego se efectúa en una proporción de 0.7lt/m², se
barren los charcos de asfalto excesivo y se elimina el total de la basura y
materiales extraños, para evitar que este riego sea desprendido por las
ruedas de los vehículos, se recomienda efectuar un riego de arena.
La mezcla asfáltica deberá llegar a una temperatura de 115 a 125° C, esto
se verifica con un termómetro de varilla. La mezcla se vacía en la máquina
finisher o extendedora que formará una capa de mezcla asfáltica, se
recomienda tener una cuadrilla de rastrillos que aseguren una textura
conveniente en la superficie y que borren las juntas longitudinalmente entre
franjas. A una temperatura de entre 110 y 120° C se le aplica una
compactación con un rodillo ligero de entre 8 y 10 toneladas de peso; los
rodillos se moverán paralelamente al eje del camino y de la orilla hacia el
centro, y del lado interior hacia el exterior en las curvas. En los aeropuertos
además de lo anterior se pasa el equipo en la dirección perpendicular y
oblicua con respecto al eje del camino.
Después de hacer esto con el rodillo ligero, se compacta con un rodillo más
pesado hasta alcanzar el grado de compactación que marca el proyecto
(min. 95%.) la compactación deberá terminar cuando se llegue a esta
posición y para comprobarlo se efectuarán calas, para esto se corta en frío
usando un chaflán y procurando no dañar la base, para de esa manera
realizar los ajustes necesarios.
Durante el tendido y compactación de la mezcla pueden aparecer grietas y
desplazamientos motivados por diferentes causas, tales como la aplicación
de un riego de liga defectuoso, ya sea en exceso o escaso, falta de
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viscosidad del asfalto producida por el calentamiento excesivo, o bien,
porque el material pétreo no perdió completamente la humedad.
Para conocer la permeabilidad de la carpeta, se realizará en ella una prueba
de campo, la cual consiste en colocar un aro de lámina galvanizada de
250mm de diámetro y una altura de 50mm, se sella el aro y se coloca al
centro un cono de bronce de 25mm de altura, se agrega agua hasta el ras
del cono observando que no baje este nivel en un tiempo de 10min el índice
de permeabilidad del material se calcula con la siguiente ecuación:
IP= Vt/ Vfå (1247cm³) donde
Vt = volumen delimitado en el interior del aro y cuyo valor es de 1247cm³
Vf = volumen final.
La carpeta deberá presentar un índice de permeabilidad menor del 10%. Por
último en la carpeta se agrega un riego de sello, el cual consiste en una
emulsión, la cual se cubre con un material pétreo del tipo 3E, esto se
compacta para que penetre en la carpeta y con ello evitar que se introduzca
el agua en ella, además protege del desgaste y proporciona una superficie
antiderrapante. En algunos casos se puede emplear un mortero asfáltico
que consiste en la mezcla de una emulsión y un material pétreo (arena) que
se emplea comúnmente cuando se va a utilizar un camino que ya ha tenido
cierto uso, a este tratamiento se le conoce como "slurri seal". En la
actualidad, en algunos casos cuando el lugar donde se coloca la carpeta es
de precipitación pluvial muy alta, se recomienda colocar sobre de esta una
mezcla de textura abierta la cual se conoce como "open grade", este
tratamiento ayudará a que no se formen charcos en la superficie los cuales
pueden provocar accidentes por el fenómeno conocido como acuaplaneo.
EMPLEO DE MORTERO ASFÁLTICO
Es una capa delgada formada por arena, emulsiones asfálticas y finos de
relleno mineral. Se puede emplear para rellenar grietas en pavimentos para
sellar superficies porosas e impermeabilizar.
2.2.2. Índice de condición de pavimento (PCI)
17 | P á g i n a
BREVE RESEÑA SOBRE EL MÉTODO P.C.I.
PROGRAMA DE DIAGNÓSTICO Y SEGUIMIENTO DE PAVIMENTO
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 I. Darter y Starr D. Kohn, con el objetivo de
obtener un sistema de administración del mantenimiento de pavimentos rígidos
y flexibles, a través del índice Pavement Condition Index P.C.I.
El método P.C.I. 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 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.
OBJETIVOS DEL PCI
Los objetivos que se persiguen con la aplicación del Método PCI son:
Determinar el estado de un pavimento en términos de su integridad
estructural y su nivel de servicio.
Obtener un indicador que permita comparar con un criterio uniforme la
condición y comportamiento de los pavimentos.
Obtener un criterio racional para justificar la programación de obras de
mantenimiento y rehabilitación de pavimentos.
Obtener información relevante de retroalimentación respecto del
comportamiento de las soluciones adoptadas en el diseño, evaluación y
criterios de mantenimiento de pavimentos.
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.
18 | P á g i n a
En el Cuadro se presentan los rangos de PCI con la correspondiente
descripción cualitativa de la condición del pavimento.
El cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual de la
condición del pavimento en el cual se establecen CLASE, SEVERIDAD y
CANTIDAD que cada daño presenta. El PCI se desarrolló para obtener un
índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional
de la superficie. La información de los daños obtenida como parte del inventario
ofrece una percepción clara de las causas de los daños y su relación con las
cargas o con el clima.
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. Las figuras son
ilustrativas y en la práctica debe proveerse el espacio necesario para consignar
toda la información pertinente.
Se debe establecer el Inventario de Pavimentos. Es decir, los pavimentos se
separan definiéndose los siguientes conceptos:
RED: El conjunto de pavimentos a ser administrados (cada Institución Educativa
es una red).
RAMA: Parte fácilmente identificable de la red (p. ej.: plataforma).
SECCIÓN: La menor unidad de administración con características homogéneas
(p. ej.: tipo de pavimento, estructura, historia de construcción, condición actual,
etc.).
19 | P á g i n a
DETERMINACIÓN DE LAS UNIDADES DE MUESTREO PARA EVALUACIÓN
En la “Evaluación De Una Red” 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, la cual produce un
estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con una confiabilidad del 95%.
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
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 de pavimento y que la primera de ellas se elija al azar
(aleatoriedad sistemática) de la siguiente manera:
20 | P á g i n a
n = N s 2
( ( e 2 / 4 )* ( N - 1 ) + s 2 )
)a El intervalo de muestreo (i) se expresa mediante la Ecuación
Donde:
N: Número total de unidades de muestreo disponible.
n: Número mínimo de unidades para evaluar.
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.
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. 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 modificado para
prevenir la extrapolación de las condiciones inusuales en toda la sección.
EVALUACIÓN DE LA CONDICIÓN
21 | P á g i n a
i = Nn
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:
Equipo.
Odómetro 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.
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 los daños. Se usa un formulario u
“hoja de información de exploración de la condición” para cada unidad muestreo
y en los formatos cada renglón se usa para registrar un daño, su extensión y su
nivel de severidad.
El equipo de inspección deberá implementar todas las medidas de
seguridad para su desplazamiento en la plataforma inspeccionada y para el
personal en la plataforma.
CÁLCULO DEL PCI DE LAS UNIDADES DE MUESTREO
Al 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
reportadas.
2.3. Definición de términos básicos
AGREGADO FINO: Material proveniente de la desintegración natural o
artificial de partículas cuya granulometría es determinada por las
22 | P á g i n a
especificaciones técnicas correspondientes. Por lo general pasa la malla N°
4 (4,75 mm) y contiene finos.
AGREGADO GRUESO: Material proveniente de la desintegración natural o
artificial de partículas cuya granulometría es determinada por las
especificaciones técnicas correspondientes. Por lo general es retenida en
la malla N°4 (4,75 mm).
AHUELLAMIENTO: Surcos o huellas que se presentan en la superficie de
rodadura de una carretera pavimentada o no pavimentada y que son el
resultado de la consolidación o movimiento lateral de los materiales por
efectos del tránsito.
ALCANTARILLA: Elemento del sistema de drenaje superficial de una
carretera, construido en forma transversal al eje ó siguiendo la orientación
del curso de agua; puede ser de madera, piedra, concreto, metálicas y
otros. Por lo general se ubica en quebradas, cursos de agua y en zonas
que se requiere para el alivio de cunetas.
ASFALTO: Material cementante, de color marrón oscuro a negro,
constituido principalmente por betunes de origen natural u obtenidos por
refinación del petróleo. El asfalto se encuentra en proporciones variables
en la mayoría del crudo de petróleo.
BACHE: Depresión que se forma en la superficie de rodadura producto del
desgaste originado por el tránsito vehicular y la desintegración localizada.
BASE: Capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte
superior de una subbase o de la subrasante y la capa de rodadura. Esta
capa puede ser también de mezcla asfáltica o con tratamientos según
diseños. La base es parte de la estructura de un pavimento.
CARRETERA NO PAVIMENTADA: Carretera cuya superficie de rodadura
está conformada por gravas o afirmado, suelos estabilizados o terreno
natural.
CARRETERA PAVIMENTADA: Carretera cuya superficie de rodadura está
conformada por mezcla bituminosa (flexible) o de concreto Pórtland
(rígida).
23 | P á g i n a
NAPA FREÁTICA: Nivel superior del agua subterránea en el momento de la
exploración. El nivel se puede dar respecto a la superficie del terreno o a
una cota de referencia.
PAVIMENTO FLEXIBLE: Constituido con materiales bituminosos como
aglomerantes, agregados y de ser el caso aditivos.
PAVIMENTO RÍGIDO: Constituido por cemento Pórtland como
aglomerante, agregados y de ser el caso aditivos.
SUBRASANTE: Superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento
de tierras (corte o relleno), sobre la cual se coloca la estructura del
pavimento o afirmado.
CAPITULO III
3. HIPOTESIS Y VARIABLES
3.1. Hipótesis de la investigación
3.1.1. Hipótesis general
La condición actual de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av.
Huancane, se encuentra deteriorada mostrando fallas en todo el tramo a
causa de un mal diseño estructural, o culminado el tiempo de vida útil.
3.1.2. Hipótesis secundarias
La calidad de desempeño de la vía son las fallas localizadas en el
recorrido que alteran la servicialidad de la vía. Se clasificará los
tipos de fallas en función a los valores del método PCI.
El deterioro físico de las vía se deben a las fallas encontradas en el
pavimento.
La Alternativa de solución para el estado situacional de la vía es la
realización de un mantenimiento intensivo.
24 | P á g i n a
El nivel de servicio que nos da el estado situacional de la vía es
regular.
3.2. Variables
3.2.1. Variable independiente
X1= ESTADO SITUACIONAL DEL PAVIMENTO
INDICADOR: Condición de pavimento
INDICE: 0 la peor condición posible y 100 la mejor.
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Norma ASTM 5340-98
X2=DESEMPEÑO DE LA VIA
INDICADOR: Serviciabilidad
INDICE: Deterioro
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Observación
X3=DETERIORO FISICO
INDICADOR: Serviciabilidad
INDICE: Deterioro
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Observación
X4=NIVEL DE SERVICIABILIDAD
INDICADOR: Índice de serviciabilidad
INDICE: Fallas en el pavimento
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Formulas.
X5=MANTENIMIENTO RUTINARIO
INDICADOR: Resultado de diagnostico
25 | P á g i n a
INDICE: Fallas en el pavimento
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Cálculos matemáticos.
3.2.2. Variable dependiente
Y1= METODO DE INDICE DE CONDICION DE PAVIMENTOS
INDICADOR: En función al valor del PCI.
INDICE: Colapsado a Excelente.
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Norma ASTM 5340-98
Y2= COMPORTAMIENTO DEL PAVIMENTO
INDICADOR: En función al valor del PCI.
INDICE: Malo a bueno.
UNIDAD: Adimensional
INSTRUMENTO: Norma ASTM 5340-98
Y3= FALLAS EN EL PAVIMENTO
INDICADOR: Serviciabilidad.
INDICE: Deterioro del pavimento.
UNIDAD: Adimensional.
INSTRUMENTO: Observación.
26 | P á g i n a
CAPITULO IV
4. HIPOTESIS Y VARIABLES
4.1. Diseño de la investigación
4.1.1. Tipo de la Investigación
La investigación es de tipo aplicada ya que se aplica en la solución del
problema para el mejoramiento y rehabilitación de la vía.
4.1.2. Nivel de investigación
El nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con que se
aborda un objeto o fenómeno.
El tipo de nivel de la investigación es: Descriptivo.
4.1.3. Método de la investigación
Método: Observacional
Diseño: Diseño transversal correlacional (Hernández, Fernández y
Baptista, 1998, p.185).
4.2. Población y muestra de la investigación
4.2.1. Población
Es cualquier conjunto de unidades o elementos como personas,
municipios, empresas, etc. claramente definido para el cual se calculan
las estimaciones o se busca la información. Como es imposible obtener
datos de toda la población es conveniente extraer una muestra, que sea
representativa (Sampieri, pag.65).
En el estudio realizado de encuentra la siguiente población: Sistema vial
del Distrito de Juliaca.
4.2.2. Muestra
Es el conjunto de operaciones que se realizan para estudiar la
distribución de determinados caracteres en la totalidad de una población
universo o colectivo partiendo de la observación de una fracción de la
población considerada (Ander – Egg, Pág. 115).
27 | P á g i n a
La muestra en el estudio realizado es:
Pavimento flexible de la Vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca, Av.
Huancané.
4.3. Técnicas e instrumentos de la recolección
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.
Imágenes Fotográficas
Planos
CAPITULO V
5. ASPECTO ADMINISTRATIVOS DEL PROYECTO
5.1. Asignación de recursos
Serán financiados con los recursos propios
5.2. Presupuestos
Bienes:
DETALLE CANTIDADUNIDAD
MEDIDA
PRECIO
UNITARIO TOTAL
Papel bond 2 Ciento 3 6 Resaltador 1 Unidad 5 5 Dispositivo USB 1 Unidad 40 40TOTAL 51
Servicios
DETALLE CANTIDADUNIDAD
MEDIDA
PRECIO
UNITARIO TOTAL
Impresiones 2500 hojas 0.10 250 Fotocopiado 1500 Hojas 0.10 150 Empastado 20 unidad 5.00 100 Internet 150 Horas 1.00 150
28 | P á g i n a
Movilidad 250 Horas 5.00 1,250 TOTAL 1,900
RESUMEN DE PRESUPUESTO.
RUBRO IMPORTE
Bienes 51
Servicios 1900
TOTAL S/ 1951.00
5.3. Cronograma
ACTIVIDADESFECHA
INICIO TERMINO
Elaboración del Proyecto de Tesis 08/06/2013 27/06/2013Preparación hasta revisión de lectura del
Informe
15/07/2013 15/07/2013Recolección de datos para el Informe de Tesis 16/08/2013 15/08/2013Resultados y conclusiones del Informe de
Tesis
16/09/2013 15/09/2013Elaboración del Informe Final de Tesis. 16/10/2013 15/10/2013
BIBLIOGRAFIA
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Tercera Edición. Colombia: Universidad Católica de Colombia; 2006.
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de Ingeniería y Arquitectura especialización en Vías y Transportes; 2005.
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Pavimentos Asfalticos y de Concreto en Carreteras. Colombia: Universidad nacional
de Colombia; Febrero 2002.
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Setiembre 2004.
29 | P á g i n a
5. BETANZO QUEZADA, E. Y ZAVALA PELAYO, R. El Mantenimiento de Pavimentos en
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6. SAÉZ ALVÁN, LUCIA DEL PILAR. Mantenimientos de Pavimentos flexibles de
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Mantenimiento. Santa Cruz de la Sierra – Bolivia: MANPAV; 2002.
7. DEL AGUILA, P.M. Proyecto de Rehabilitación de la Carretera Central, Sector Huayre-
Huánuco, Estudio de Evaluación de la Rugosidad. Lima: Asociación EICA-HOB
Ingenieros Consultores; Octubre 1993.
8. BOOZ-ALLEN&HAMILTON/BARRIGA DALL’ORTO/WILBUR SMITH. Manual de
Identificación, Clasificación y Tratamientos de Fallas en pavimentos Urbanos. Distritos
de Lima y Callao: Estudios de Transporte Urbano de la Municipalidad Metropolitana de
Lima; Febrero 1999. Volumen VII.
9. MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. Manual de Diseño
Geométrico para Carreteras DG-2001. Segunda Edición. Lima; 2001.
10. ING. VICTOR CHÁVEZ LOAIZA. Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas-
2005-VCHI. Cuarta Edición. Lima: Instituto de la Construcción y Gerencia; 2005.
11. ROBERTO HERNANDEZ SAMPIERI, CARLOS FERNÁNDEZ –COLLADO, PILAR
BAPTISTA LUCIO, Metodología de la Investigación. Cuarta Edición. México: Mc Graw
Hill; 2006.
12. HECTOR LUIS AVILA BARAY, Introducción a la Metodología de la Investigación.
Edición Electrónica. México; 2006.
30 | P á g i n a
ANEXOS
Matriz de consistencia
31 | P á g i n a
SEMINARIO DE TESIS
TITULO : DIAGNÓSTICO DEL ESTADO SITUACIONAL DE LA VIA: AV. HUANCANE DEL DISTRITO DE JULIACA POR EL MÉTODO: ÍNDICE DE CONDICIÓN DE PAVIMENTOS-2013
PROBLEMA OBJETIVO HIPOTESIS VARIABLES DIMENSIONES INDICADORProblema General Objetivo General Hipotesis General Variables Independientes
Pavimento
Problemas Especificos Objetivo Especificos Hipotesis Especificos Variables Dependendientes
PRESENTADO POR UBALDO PUÑO QUISPE
¿Cuál es el Diagnostico del Estado Situacional De La Vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancane?
Identificar en qué estado situacional se encuentra la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancane por el método PCI (índice de condición de pavimentos) haciendo un diagnóstico definitivo.
La condición actual de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancane, se encuentra deteriorada mostrando fallas en todo el tramo a causa de un mal diseño estructural, o culminado el tiempo de vida útil.
v1=Estado situacional del pavimentov2=Desempeño de la víav3=Deterioro físicov4=Nivel de serviciabilidadv5=Mantenimiento rutinario
Condición de pavimentoServiciabilidadServiciabilidadÍndice de serviciabilidadResultado de diagnostico
¿Cuál es la calidad de desempeño de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané?
Verificar la calidad de desempeño de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané.
La calidad de desempeño de la vía son las fallas localizadas en el recorrido que alteran la servicialidad de la vía. Se clasificará los tipos de fallas en función a los valores del método PCI.
y1= Método de índice de condición de pavimentosy2= Comportamiento del pavimentoy3= Fallas en el pavimento
Pavimentosuperficie de concreto asfáltico
En función al valor del PCIEn función al valor del PCIServiciabilidad
¿Cuál es el deterioro físico de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané?
Determinar el deterioro físico (fallas de los pavimentos: grietas, deformación, envejecimiento, etc.), de la vía Ingreso a la Ciudad de Juliaca Av. Huancané.
El deterioro físico de las vía se deben a las fallas encontradas en el pavimento.
32 | P á g i n a
33 | P á g i n a
