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https://doi.org/10.22463/2011642X.2134
Recibido: 01 de marzo 2017 - Aprobado: 15 de junio 2017
Forma de citar:
Gallardo Amaya, R. J; Quintero Lemus, L.J; Cuanalo Campo, O.A. “ Caracterización de la tipología de fallos presentados en los pavimentos de la ciudad de Ocaña Norte de Santander", Ingenio, vol.13, no. 1, pp. 57-64, 2017.
Los fallos en los pavimentos se presentan por el deterioro progresivo que les ocurre con el tiempo. Una forma de identificar los fallos es mediante una inspección visual, es así como en esta investigación se inspeccionaron varios tramos de las principales vías urbanas del municipio de Ocaña, Norte de Santander. La información se consolidó mediante formatos en donde se registraron coordenadas, anchos del carril, nivel de severidad, observaciones y registro fotográfico de los fallos. Una vez tabulada la información se encontró que fueron analizados 9.277 ml de tramos viales, de los cuales 3.051 ml (32.89%) tienen pavimento flexible y 6.226 ml (67.11%) pavimento rígido. En los flexibles las tipologías de fallos más representativas fueron piel de cocodrilo y baches y, para el caso de los rígidos fueron las grietas y desintegración. El grado de severidad de los fallos mencionados, tanto para el caso de los pavimentos flexibles como rígidos es de medio a alto; siendo esto un indicador de los niveles de deterioro que poseen los pavimentos en los sectores viales analizados. Muchos de los fallos pueden estar asociados a deficiencias en la estructura de los pavimentos y condiciones inadecuadas de los suelos de subrasante.
Palabras clave:Fallo, inspección visual, Pavimento, severidad, deterioro.
Pavement failures are due to the progressive deterioration with time. A way to identify theses failures is through a visual inspection; that is how in this research several sectors of the main urban roads of Ocaña city were inspected. The data were consolidated using forms where coordinates, lane width, severity level, observations and photographic failure registry were annotated. Once the data were tabulated, it was found that 9227 m of roads were analyzed, among which 3051 m (32.89%) have flexible pavement and 6226 m (67.11%) have rigid pavement. Inflexible pavement the most representative failure types alligator cracking and potholes and in the case of rigid pavement it were cracks and desintegration. The severity level of the aforementioned failures, as much for the flexible as for the rigid pavements is from mean to high, being this an indicator of the deterioration degree that the analyzed pavement sectors show. Many of the failures may be associated to pavement structural deficiencies and to inadequate conditions of the subgrade soils.
Keywords: Failure, visual inspection, pavement, severity, deterioration.
As falhas nos pavimentos são devidas à deterioração progressiva que ocorre ao longo do tempo. Uma maneira de identificar as falhas é através de uma inspeção visual, como nesta investigação foram inspecionados vários trechos das principais estradas urbanas do município de Ocaña, Norte de Santander. As informações foram consolidadas usando formatos onde foram registradas coordenadas, larguras de faixa, nível de severidade, observações e registro fotográfico das falhas. Tabulada a informação, verificou-se que foram analisados 9.277 ml de trechos de estradas, dos quais 3.051 ml (32,89%) possuem pavimento flexível e 6.226 ml (67,11%) pavimento rígido. Nas flexíveis, as tipologias de falha mais representativas foram a pele e os buracos de crocodilo e, no caso dos rígidos, foram as rachaduras e a desintegração. O grau de severidade das falhas mencionadas, para pavimentos flexíveis e rígidos, é médio a alto; sendo este um indicador dos níveis de deterioração que os pavimentos apresentam nos setores viários analisados. Muitas das falhas podem estar associadas a deficiências na estrutura do pavimento e condições inadequadas do solo do subleito.
Palavras-chave: Falha, inspeção visual, pavimento, severidade, deterioração..
Según Hernández (2015) las vías son unavariable fundamental en los procesos que impulsan el desarrollo de un país y por lo tanto contribuyen en el mejoramiento de la calidad de vida de sus habitantes, teniendo como fin permitir que las mercancías y las personas se movilicen con facilidad y seguridad (Pinilla, 2007) .
El estado de las vías de nuestro país es un aspecto relevante en el desarrollo del mismo (León y Hernández, 2016) , el deterioro constante de las vías es generado principalmente por los agentes climáticos característicos de cada región, los daños en las redes de acueducto y alcantarillado, la falta de mantenimiento por parte de la administración pública y el tráfico de vehículos para los cuales no fueron diseñadas las vías.(Álvarez y Páez, 2014)
Como lo definen Valdés, Pérez y Calabi (2012) el pavimento es una de las partes de la carretera que requiere la mayor inversión de recursos económicos, tanto en su etapa de construcción como en su etapa de mantenimiento, siendo muy común que la segunda etapa se desarrolle en lapsos de tiempo muy grandes, llevando al deterioro progresivo de las estructuras de pavimento (Salomón, 2006).
Las condiciones en las que se desempeña un pavimento, sea este rígido o flexible, van variando con el paso de los años, siendo óptimas en edades tempranas y deficientes cuando estos han cumplido un periodo de vida útil. En la figura 1 se puede apreciar como a medida que envejece el pavimento este se va deteriorando, manifestándose este deterioro en diferentes tipos de fallos, los cuales hacen que el nivel de servicio de una vía se disminuya notablemente (Picado, 2016).
Por lo anterior reviste especial importancia hacer un diagnóstico del estado de la estructura del pavimento y se pueda tenercriterio para definir el tipo de intervención que este requiere, además de la magnitud de los recursos necesarios para la misma (Buitrago y Cano, 2011).
Para establecer el estado superficial de un pavimento se pueden implementar varias metodologías como la PCI y la VIZIR (Pinilla, 2007) ; siendo esta última la adoptada por el INVIAS para el caso de pavimentos flexibles, desarrollando tanto un manual para inspección de este tipo de pavimentos como para el caso de pavimentos rígidos (Cardona y Prieto, 2014)
Una de las metodologías que se ha aplicado en la investigación realizada se apoyó en la inspección visual, la cual como lo definen (Echaveguren et al., 2001) es una metodología no invasiva que permite realizar la evaluación de estado de un pavimento, permitiendo identificar y caracterizar los tipos de fallos presentes en un pavimento y su nivel de severidad.
Con esta metodología se abordó el análisis de varios de los principales tramos viales de la ciudad de Ocaña, para establecer los fallos típicos presentes en los pavimentos tanto flexibles como rígidos, que componen dichos tramos. Determinando además el nivel de severidad en que cada fallo se presenta.
El proyecto de investigación es de tipo descriptivo, la población estudiada son las vías del perímetrourbano del municipio de Ocaña, Norte de Santander y la muestra integra las principales vías de la malla vial de este.
El proyecto se desarrolló en cuatro fases:
Fase 1.Consistióenlainspección visual para el reconocimiento de las principales rutas por donde transita el transporte públicoy particulardel municipio de Ocaña.
Fase2.En esta se realizóel diseño de los formatos para diligenciamiento en campode lainformación recolectada, tanto para pavimentos rígidos y flexibles;dichos formatos estánbasados en los manuales de inspección del INVIAS. En la Figura2se aprecia el formatopara el caso de pavimento rígido.
Fase 3.Se realizóla Planeacióny ejecuciónde las visitasde campo necesarias parala recolección de información,que en un principio consistióen enumerar y dar un código de referencia a las víasy,el diligenciamiento del formato para evaluación de los fallosen las estructuras de pavimento.
Fase4.En esta etapa se analizaron y tabularon los datos obtenidos en el trabajo de campo. El proyecto incluirá una quinta fase, que consiste en la elaboración de un sistema de información geográfica que permitahacer consulta para la planeación y priorización de los programas de mantenimiento por parte del municipio.
Una vez realizada laevaluación de las condiciones delospavimentos,mediante inspección visual,se registraron 9.277mlconformadospor 6.226 ml de pavimento rígido y 3.051 ml de pavimento flexible.En total se realizóel inventario de 3 rutasy 14segmentos, en donde la ruta se consideróun tramo vial por donde se moviliza un númeroimportante de vehículos de transporte públicoy particular y se estableció como segmentoa un tramo de vía por el cual el flujo del tráficoes menor.Una vez analizadatoda la información se determinólo siguiente:
En la figura 3 se apreciael porcentaje en que se presentan los tiposde fallosen estos pavimentos.El tipodefallo piel de cocodrilose presenta enun10.32%, seguidodelos bachescon un 5.06%,separación de la berma con un 0.63%, descaramientocon un 0.39%, fisuras (longitudinalesy transversales)con un 0.16% y loshundimientoscon un 0.08%.En la Figura 4 se aprecia el tipo de fallo piel de cocodrilo.
En la figura 5se aprecia el tipo de fallosegún suseveridad: alta, media y baja.El tipo de fallo piel de cocodrilo representa un área afectada de 970.44m2de los cuales el 74,5%es deseveridad alta, lo cual indicaque sonfisuras que han evolucionadocon una abertura mayor 3mm(INVIAS, 2006),seguido de 13,6% deseveridad mediay 11,8% deseveridad baja.
Otro tipo de falloes la pérdida de la capa de la estructura, representada en los bachesy descascaramiento. En los sectores con bachesun 82,3% presentanseveridadalta,que son baches con profundidadesmayor a 50 mm(INVIAS, 2006), seguido de 17,53% de severidad mediay 0,2% de severidad baja. Para el tipo de fallodescascaramiento el100% es de severidad media. Además se registra casos dedeformaciones (hundimiento), todos con un 100% severidad baja. Para el caso delas fisurasel100% son de severidad mediay la separación de la berma (clasificada comootro tipo de daño)con un 100% de severidad media.
En la figura 6seaprecia elporcentaje en que se presentanlostiposde fallos en los tramos vialescon este tipo de pavimento. El tipo de fallo grieta(grietas en las esquinas, grietas transversales y grietas longitudinales) se presentacon un 25,8%,desintegración con un 20.1%, parchescon un 17,2%,descascaramientocon un 5,9%, deterioro del sellocon un 5,1%, fisuraspor retraccióncon un 2,4%, bachecon un 2,3%,desportillamiento de juntascon un 2,2%,escalonamiento de juntascon un 0,2% ypulimientocon un 0,2%. En la figura 7 se muestra el fallo tipo grieta con nivel de severidad alto.
En la figura 8se aprecia el tipo de fallosegún su severidad: alta, mediay baja. Para el caso de laslas grietas el 51,6% sonseveridad alta, el26,3% de severidad media y 22,1% de severidad baja.Los baches representanun área de 2356,12 m2de los cuales 98,6% son deseveridad alta, 1,2% de severidad baja y 0,2% de severidad baja.
Otro tipo de fallo es la desintegración que representa un área afectada de 3.556m2,con 95,2% de severidadmedia,4% de severidad bajay 0,08%de severidad alta;los parches representa un área afectada con 469m2, con un 91,8 % de severidad bajo,seguido de 5% de severidad medio y 3,2% deseveridad alta. Los descascaramientosrepresentanun área afectada de 2.405m2,con un 93,9%de severidad baja,3,7%de severidad mediay 2,5% de severidad alta.;deterioro del sello representan un área afectada con 317,11m2,conun 58,1% de severidad alta, 32,1%de severidad mediay 9,9% de severidad baja.En el caso de las fisuras por retracción representan un área afectada 120,55 m2,conun 64,7% de severidad baja,30,7%de severidad mediay 4,49% de severidad alta;desportillamiento de juntas representa un 136,54 ml afectados, con un100% de severidad media;el escalonamiento de juntas presenta un100% de severidad media;pulimiento con un85,2% de severidad mediay14,8% de severidad alta.
4. CONCLUSIONES
Se realizó inventarioa9.277mlde lasprincipales vías del municipio de Ocaña, encontrándose que 3051 ml (32.88%) corresponden a pavimentos flexibles y 6226 ml (67.11%) a pavimentos rígidos.
De los tramos viales en pavimento flexible un 16.62% presentan deterioro, representado en algún tipo de fallo. Para el caso de pavimento rígido el 81.39% de los tramos presenta algún grado de deterioro. Indicando lo anterior que los pavimentos flexibles requieren menos grado de intervención.
En los pavimentos flexibles analizados, los tipos de fallos encontrados fueron: baches, descascaramiento, separación de la berma, piel de cocodrilo, hundimiento y fisura.
De los fallos más representativos encontrados en los tramos de pavimento flexible se tiene que un 10,32% pertenecenal tipo de fallo piel de cocodrilo yque un5,06%a baches. Las principales causas de formación depiel de cocodrilo pueden serel inadecuado diseño de la estructura, deformación en la sub-rasante, incorrecto diseño de mezcla, deficiencia en los procesosconstructivos; para el caso delos baches puede ser causados por espesor de las capas de la estructura pavimento inferior al requerido o por presencia de materiales en la sub-rasante con alta plasticidad y deformabilidad.
En los pavimentos rígidos analizados, los tipos fallos encontrados fueron: baches, desintegración, descascaramiento, desportillamiento de juntas, escalonamiento de juntas,parches, deteriorodel sello, pulimiento, fisuras por retracción y grietas.
De los fallos más representativos encontrados en los tramos de pavimento rígido se tiene que un 25,8% pertenecenal tipo de fallo grietasy un 20,1%a la desintegración. Las principales causas deformación de grietas pueden ser: deformaciones verticales de las capas apoyoy sub-brasante, exceso detráficoeinadecuado diseño de la estructura;para la desintegración esta puede ser causada por resistencia bajade los concretos, incorrecto diseño de mezcla y/o procesos constructivos
5. FINANCIACIÓN
Los recursos para el desarrollo de este proyecto de investigación fuerondadospor División de Investigación y Extensión de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña,comopartede la financiacióndel proyecto titulado Implementación de un sistema de información geográfico para el diagnósticode la malla vial urbanadel municipio de Ocaña N.S.
6. AGRADECIMIENTO
Se extiende cordial agradecimientos a los estudiantes de las asignaturas de práctica profesional del programa de ingeniería civil de la Universidad Francisco de Paula Santander, a la ingeniera Sandra Duran Durany al ingeniero Agustín Macgregorpor su colaboración.
5. BIBLIOGRAFÍA
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Valdés, G., Pérez, F., y Calabi, A. (2012). La fisuración en pavimentos asfálticos y sus mecanismos de deterioro. Revista Ingeniería de Obras Civiles, (1), 27-37. Recuperado de http://rioc.cl/index.php/RIOC/article/view/3
*Magister en Geotecnia, Especialista en Práctica Docente Universitaria, Especialista en Ingeniería Ambiental, Ingeniero Civil. Correo: rjgallardoa@ufpso.edu
**Ingeniera Civil. Correo: ljquinterole@ufpso.edu.co
***Doctor en Ciencias Técnicas, Magister en Ingeniería, Ingeniero Civil. Correo: oscarcuanalo@hotmail.com
