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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL
CALCULO DEL “INDICE DE CONDICION DEL
PAVIMENTO (P.C.I.)” EN PAVIMENTO FLEXIBLE
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
RODRIGUEZ MORENO, Carlos Enrique
C.I 14.630.048
Maracaibo, Mayo de 2004
DERECHOS RESERVADOS
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTA DE INGENIERIA
ESCUELA DE CIVIL
DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL
CALCULO DEL “INDICE DE CONDICION DEL
PAVIMENTO (P.C.I.)” EN PAVIMENTO FLEXIBLE
. .
RODRIGUEZ MORENO, Carlos Enrique
C.I 14.630.048
Maracaibo, Mayo de 2004
DERECHOS RESERVADOS
DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO
PARA EL CALCULO DEL “INDICE DE
CONDICION DEL PAVIMENTO (P.C.I.)” EN
PAVIMENTO FLEXIBLE
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO
DE INGENIERO CIVIL.
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA
A Dios por ayudarme y cuidarme siempre y darme fuerzas para lograr
mis metas.
A mi abuela Lucrecia Moreno, que aunque ya no está físicamente,
siempre me acompaña.
A mi padre, madre, hermana, que me guiaron por un buen camino y
siempre me apoyaron en mis decisiones.
A mi novia Isa Verónica, que me apoya y entiende mis obligaciones y
necesidades para surgir en la vida.
A mi amigo Jesús que me ha ayudado tanto en mi carrera y animado a
continuar adelante.
A mis primos y primas que siempre me han apoyado.
DERECHOS RESERVADOS
AGRADECIMIENTOS
Al ingeniero Herbert Lynch por su desinteresada y valiosa colaboración.
A todo el equipo de PROINCON LYNCH C.A. por su atención
desinteresada.
A mi amigo y compañero Luis Rodríguez, por su importante colaboración
con la investigación.
A Anita, por su excelente desempeño y su disposición para atender y
resolver los problemas de los estudiantes.
DERECHOS RESERVADOS
INDICE GENERAL
CONTENIDO PAGINA
DEDICATORIA................................................................................... I
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………. II
RESUMEN…………………………………………………………………. III
INDICE GENERAL………………………………………………………... IV
INTRODUCCION…………………………………………………………. VIII
CAPITULO I EL PROBLEMA……………………………………………. 1
1.1 Planteamiento del Problema……………………………………. 2
1.2 Formulación del Problema………………………………………. 3
1.3 Justificación del Problema………………………………………. 3
1.4 Delimitacion de La investigación………………………………... 4
1.4.1 Delimitacion Espacial………………………………………. 4
1.4.2 Delimitacion Temporal……………………………………... 4
1.5 Objetivo de la Investigación……………………………………... 4
1.5.1 Objetivo General……………………………………………. 4
1.5.2 Objetivos Específicos……………………………………..... 5
CAPITULO II MARCO TEORICO……………………………………….. 6
2.1 Antecedentes……………………………………………………… 7
2.2 Bases Teóricas……………………………………………………. 8
2.2.1 Método de Evaluación de Pavimentos Asfálticos………. 8
2.2.1.1 Procedimiento de Evaluación……………………….. 8
2.2.1.2 Ecuación PCI………………………………………….. 8
2.2.1.3 Tipos de Fallas………………………………………... 9
2.2.1.4 Severidad de Fallas ………...……………………….. 11
2.2.1.5 Valor de Deducción………………………………….. 11
2.2.1.6 Factor de Ajuste…………………………………….... 11
2.2.1.7 Procedimiento de inspección………………………... 11
2.2.1.8 Inspección por Muestreo…………………………….. 14
2.2.1.9 Determinación del PCI……………………………….. 15
2.2.2 Descripción del Procedimiento de
Inspección Visual……………………………………………. 16
2.2.3Definición de Fallas…………………………………………. 18
2.2.3.1 Grieta Piel de Cocodrilo……………………………… 18
2.2.3.2 Exudación de Asfalto………………………………… 19
IV
2.2.3.3 Grietas de Contracción………………………………. 20
2.2.3.4 Elevación-Hundimiento………………………………. 21
DERECHOS RESERVADOS
2.2.3.5 Corrugación……………………………………………. 22
2.2.3.6 Depresión……………………………………………… 22
2.2.3.7 Grietas de Borde……………………………………… 23
2.2.3.8 Grietas de Reflexión de Juntas
(De Losas de Concreto)……………………………… 24
2.2.3.9 Desnivel Calzada-Hombrillo…………………………. 25
2.2.3.10 Grietas Longitudinales y
Transversales......................................................... 25
2.2.3.11 Baches y Zanjas Reparadas……………………….. 27
2.2.3.12 Agregados Pulidos…………………………………... 28
2.2.3.13 Huecos………………………………………………... 29
2.2.3.14 Cruces de Rieles……………………………………. 30
2.2.3.15 Ahuellamiento………………………………………... 30
2.2.3.16 Deformación por Empuje…………………………… 31
2.2.3.17 Grietas de Deslizamiento…………………………... 32
2.2.3.18 Hinchamiento………………………………………… 33
2.2.3.19 Disgregación y Desintegración…………………….. 34
CAPITULO III : MARCO TEORICO……………………………………... 35
3.1 Tipo de investigación…………………………………………….. 36
CAPITULO IV: ANALISIS Y RESULTADOS…………………………... 40
4.1 El Análisis………………………………………………………….. 41
4.2 Guía del Usuario para Entender
el Funcionamiento del SAPCI 2004……………………………. 41
4.2.1 Datos Generales para el Calculo del PCI……………….. 41
4.2.2 Como Ingresar los Datos………………………………….. 42
4.2.3 Tipos de Fallas……………………………………………… 43
4.2.3.1 Selección de Falla……………………………………. 43
4.2.3.2 Inserción de Datos de Áreas………………………... 44
4.2.4 Utilidades del SAPCI……………………………………….. 44
4.2.4.1 Severidad………………………………………………. 44
4.2.4.2 Barra de Utilidades…………………………………… 45
4.2.4.2.1 Menú……………………………………………… 45
4.2.5 P.C.I…………………………………………………………... 48
4.2.6 Ayuda………………………………………………………… 49
4.2.7 Resultado Visual…………………………………………..... 49
4.2.7.1 Paneles de Resultados………………………………. 49
4.2.8 Área de Bacheo…………………………………………….. 50
4.3 Instalación del SAPCI en su PC……………………………...... 50
4.4 Calculo de Índice de Condición de
Pavimento Flexible Mediante el Programa S.A.P.C.I……….... 51
V
CONCLUSIONES…………………………………………………………. X
DERECHOS RESERVADOS
RECOMENDACIONES…………………………………………………… XI
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………. XII
ANEXOS…………………………………………………………………… XIII
DERECHOS RESERVADOS
RESUMEN
Br. Rodríguez Moreno, Carlos Enrique. DISEÑO DE UN SISTEMA
AUTOMATIZADO PARA EL CALCULO DE “INDICE DE CONDICION DEL
PAVIMENTO” (P.C.I), EN PAVIMENTO FLEXIBLE. Tesis de grado para optar
el título de Ingeniero Civil. U.R.U. Maracaibo, Mayo 2004.
En Venezuela las vías de comunicación en su mayoría se encuentran
constituidas por pavimentos flexibles, siendo un material de alto deterioro y por
su mantenimiento es necesario una inspección continua. El P.C.I o Índice de
Condición del Pavimento es un método diseñado por la Armada de Estados
Unidos de Norte América para el análisis de la condición que presenta un
pavimento, bajo un estudio de campo visual y un proceso manual de gráficos
que permite determinar un número de P.C.I.
Esta investigación está basada en un programa asistido por medio del
computador bajo ambiente Windows, mediante una programación realizada en
Visual Basic 6.0. Se diseñó un sistema automatizado del cálculo del Índice de
Condición de Pavimento en el cual se logró mejorar el tiempo de cálculo y
disminuir el porcentaje de error humano.
La investigación estuvo precedida por el análisis de las gráficas de
fallas del P.C.I las cuales son las que permiten determinar el Valor de
Deducción VD absolutamente necesario para la obtención del índice de
condición del pavimento. Con base a esto se crearon algoritmos que
permitieron encontrar la ecuación de las curvas que se presentan en el método.
También se creó una ecuación que permite a través de las áreas suministradas
en el P.C.I, determinar un área de bacheo.
El programa SAPCI o Sistema de Automatización del Índice de
Condición de Pavimento, se encuentra en capacidad de realizar un estudio de
condición de pavimento y determinar un área de bacheo sugerida de una
manera rápida y segura.
DERECHOS RESERVADOS
INTRODUCCIÓN
Al pasar del tiempo el índice de condición del pavimento flexible se ha
convertido en una necesidad primordial para el estudio y desarrollo de un
proyecto de rehabilitación de carreteras. El método desarrollado por M. Y.
Shahin y S. D. Khon y publicado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los
Estados Unidos en el reporte técnico M-268 (1978), se ha constituido como el
método mas confiable y seguro para la obtención de la condición de un
pavimento. Sin embargo con la importancia que este método representa para la
condición de un pavimento, aun no se habían desarrollado estudios pertinentes
al desarrollo de un sistema automatizado que permitiera al Ingeniero realizar el
análisis de una manera rápida y segura.
El índice de condición del pavimento ( P.C.I.) por sus siglas en inglés, es
un método que, a pesar de ser el más efectivo, se presta a interpretaciones
erróneas, mala observación y resultados deficientes dados por errores
humanos, los cuales son fáciles de cometer puesto que el mismo utiliza tablas
estadísticas desarrolladas sobre papeles logarítmicos que permiten obtener
diferentes números de valores de deducción correspondientes a un mismo
porcentaje de densidad, todo esto por la mala observación del ojo humano.
En esté trabajo se tratará de corregir de una manera científica aquellos
errores que pueden presentarse por lo anteriormente mencionado y así mismo
se buscará de una manera matemática encontrar; correlaciones entre
porcentajes de densidad y valores de deducción y entre valores de deducción
total y valores de deducción corregidos, que nos permitan diseñar algoritmos y
ecuaciones que desarrollen un sistema de cálculo automatizado entre los
valores de las gráficas que se presentan en el índice de condición de
pavimento flexible P.C.I.
El desarrollo de un programa automatizado nos permitirá que el trabajo
que anteriormente necesitaba de una alta inversión de tiempo y por ende
dinero, se pueda efectuar en una fracción del mismo y con todos los beneficios
adicionales como lo son mejor precisión en menor tiempo.
En tal sentido, esta investigación busca diseñar un sistema automatizado para el
índice de condición del pavimento que permita a todos los usuarios beneficiarse con
un sistema computarizado seguro y confiable.
DERECHOS RESERVADOS
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Planteamiento Del Problema:
La prolongación de la vida útil de las carreteras ha sido una permanente
preocupación por parte de las Entidades Públicas en el ámbito nacional e
internacional, que surgen de la construcción y posterior mantenimiento de las
carreteras, es por ello, la necesidad de diseñar nuevos métodos para lograr
una mejor eficiencia en menor tiempo.
Es preciso señalar, que el método de índice de condición del pavimento
desarrollado por M.Y. Shahin y S.D. Khon y publicados por el Cuerpo de
Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos de Norteamérica en el reporte
técnico M-268 en (1978), ha sido utilizado para determinar la condición de un
pavimento en diferentes casos, como carreteras, calles, estacionamientos, etc.
El método de índice de condición del pavimento (P.C.I) es un método de
observación de fallas de un pavimento el cual luego de una observación óptica
realizada por un ingeniero Vial, recolecta una serie de datos que son
determinados como muestras de fallas considerada en el pavimento, la cual
debe ir con una definición clara de severidad a juicio del observador,
determinando así mismo, los valores de deducción individuales tomando en
cuenta la severidad y frecuencia para obtener así un valor de deducción total,
valor de deducción corregido y posteriormente el valor de P.C.I , Este último
valor nos permite determinar la condición de un pavimento; no obstante el
método resulta engorroso y complicado por la cantidad de gráficos y tablas que
se utilizan en el proceso, las cuales deben evaluarse de una manera manual y
tediosa que conlleva de esa forma a que el proceso del método resulte muy
lento, causando un desgaste físico innecesario.
Al final de la década de los ochenta, la computación se ha convertido en
una herramienta útil y de fácil acceso para el común de las personas llegando
a convertirse en un instrumento de apoyo cotidiano, con lo cual se ha logrado
sintetizar y automatizar procesos de cálculos que anteriormente resultaban
DERECHOS RESERVADOS
complicados, disminuyendo de esta manera la inversión de tiempo en los
métodos de estudios, cálculos y evaluación, entre las cuales se encuentran
métodos de apoyo a la ingeniería.
En Venezuela, las vías de comunicación en un alto porcentaje son
construidas con pavimento flexible, por las características de éstas, necesitan
un mantenimiento periódico, que se ha incrementado en los últimos años como
consecuencia del incremento de las carreteras en el país, por lo que nos
vemos en la necesidad de buscar métodos de mejor eficiencia.
1.2 Formulación Del Problema:
¿Será factible el diseño de un sistema automatizado para el cálculo del
“Indice de Condición del Pavimento (P.C.I.)” en pavimentos flexibles?
1.3Justificación Del Problema:
El presente estudio se justifica, debido a la necesidad de diseñar un
método de automatización avanzado, del cálculo de Índice de Condición del
Pavimento, que nos permita agilizar y conseguir los resultados de acuerdo a
los entendidos en la materia en un alto porcentaje de rapidez, y por ende nos
permita disminuir el tiempo de cálculo.
De este modo nos encontramos con que un sistema automatizado no solo
nos ayudará a ahorrar tiempo, sino que también nos permitirá realizar un
trabajo de mejor presentación que el método manual, disminuyendo en alto
grado la posibilidad de errores humanos en cálculos del mismo.
En este sentido, se puede decir que la necesidad de diseñar un sistema
automatizado, que nos permita lograr las ventajas anteriormente mencionadas
en el proceso de obtención del índice de condición de pavimento en pavimento
flexible, es una necesidad que queda justificada con la eficiencia que se logra
con un método programado de visualización
DERECHOS RESERVADOS
1.4Delimitación de la Investigación:
1.4.1 Delimitación Espacial
La presente investigación se realizará en:
Universidad Rafael Urdaneta, ubicada en la Vereda del Lago AV. 2 el
Milagro.
Empresa PROINCON LYNCH C.A, ubicada en el Sector Don Bosco,
Maracaibo.
1.4.2 Delimitación Temporal
Esta investigación se realizará en el periodo comprendido entre el
mes de Septiembre del 2003 hasta Mayo del 2004.
1.5Objetivo de la Investigación
1.5.1 Objetivo General
Diseñar un sistema automatizado para el cálculo del índice de
condición del pavimento en pavimento flexible.
1.5.2 Objetivos Específicos
• Ajustar a modelos matemáticos, las diferentes curvas de valor
de deducción que se consideran en el método.
• Ajustar a modelos matemáticos, la curva de valor de
deducción corregida.
• Crear un algoritmo para el análisis del índice de condición de
pavimento (P.C.I.).
• Crear un algoritmo para enlazar la aplicación con una hoja de
cálculo en Excel, para la presentación de resultados.
• Programar el método de cálculo del P.C.I. bajo un ambiente
visual.
DERECHOS RESERVADOS
MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES:
En la recopilación de información requerida para realizar este trabajo, no
se ha encontrado documento bibliográfico alguno que tenga gran importancia
para la relación directa en la elaboración de un Software, para la
automatización del método del índice de condición del pavimento; en tal sentido
se ha visto la necesidad de iniciar el trabajo de investigación, con base al
estudio que se cita a continuación:
El Método de Evaluación de Pavimento, el cual fue desarrollado por M. Y.
Shahin y S. D. Khon en 1978, publicado por el Cuerpo de la Armada de los
Estados Unidos de Norte América y publicado en el reporte técnico M-
268:
En este trabajo los autores se basaron en el objetivo de desarrollar un
índice de condición de pavimentos (PCI) para carreteras, calles y
estacionamientos para proveer al ingeniero de:
Un método estándar para la evaluación de la condición funcional y de la
superficie (operacional) de una sección de pavimento.
Un método para determinar necesidades de mantenimiento y reparación
en función de la condición del pavimento.
Un método para determinar comportamiento mediante determinación
continúa del PCI.
2.2 BASES TEORICAS
2.2.1 METODO DE EVALUACION DE PAVIMENTOS ASFALTICOS
2.2.1.1 Procedimiento de Evaluación
El método determina el índice de condición del pavimento (PCI) con base a
información obtenida de una inspección visual. Este índice ayuda al Ingeniero
DERECHOS RESERVADOS
en el proceso de evaluación de labores y prioridades de mantenimiento y
reparación.
2.2.1.2 Ecuación PCI
El grado de deterioro de un pavimento es función de:
• El tipo de falla.
• La severidad de la falla (anchos de las grietas, etc.).
• La densidad de la falla (% del área afectada).
( ) FDijSjTiVDPCI
p
li
mi
lj
*,,100 ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−= ∑∑= =
Donde:
PCI = Índice de Condición del Pavimento.
VD = Valor de Deducción, en función del tipo de falla (Ti), severidad
(Sj), y densidad de las fallas (Di j) observables en el pavimento.
i = Tipos de fallas
j = Grado de severidad
P = Número de fallas en el pavimento analizado
mi = Grados de severidad por la falla “i”.
F = Factor de ajuste, en función de la sumatoria total y el número de valores de
deducción mayores que 5.
2.2.1.3 Tipos de Fallas
DERECHOS RESERVADOS
Cada falla en el pavimento evaluado debe ser clasificada dentro de los
distintos tipos de fallas descritos en el método (tabla 1).
Tabla 1
Fallas Consideradas en PCI
Pavimentos Flexibles
Falla No. Descripción Unidad
1 Grieta piel de cocodrilo M2
2 Exudación de asfalto M2
3 Grietas de contracción (Bloques) M2
4 Elevación – Hundimiento M2
5 Corrugaciones M2
6 Depresiones M2
7 Grietas de borde M
8 Grietas de reflexión de juntas M
9 Desnivel calzada- hombrillo M
10 Grietas longitudinales y transversales M
11 Baches y zanjas reparadas M2
12 Agregados pulidos M2
13 Huecos No.
14* Cruces de rieles M2
15 Ahuellamiento M2
16 Deformación por empuje M2
17 Grietas de deslizamiento M2
18 Hinchamiento M2
19 Disgregación y desintegración M2
Nota: reemplazar por acceso a puentes, por pontones o rejillas de drenaje.
DERECHOS RESERVADOS
2.2.1.4 Severidad de falla
En vista de las variaciones de severidad que presentan los tipos de
fallas se han descritos los diferentes niveles contemplados en el método para
cada falla.
2.2.1.5 Valor de deducción
Estos valores (VD) son determinados en función del tipo de falla, su
severidad y su densidad en el pavimento. (Fig. A- 1 a A-19).
2.2.1.6 Factor de ajuste
Este factor permite ajustar el valor total de deducción cuando más de un
tipo de falla afecta sustancialmente la condición del pavimento. La Fig. A-20
muestra las curvas empleadas para determinar el valor de deducción corregido
(VDC) en función del valor total de deducción (VTD), y “q”, o sea, el número
de VD individuales mayores que cinco (5).
La Fig. 1 muestra esquemáticamente los pasos necesarios para
determinar el PCI. La Fig. 2 indica los diferentes niveles de clasificación del
pavimento en función del valor PCI.
2.2.1.7 Procedimiento de Inspección
Para una determinación precisa del PCI debe realizarse una inspección
cuidadosa del pavimento a fin de determinar los tipos de fallas, su cantidad y
severidad.
Hay dos procedimientos para realizar la inspección del pavimento. En
ambos debe dividirse la sección del pavimento en unidades de
aproximadamente 225 M2
cada una. El primer procedimiento requiere evaluar
todas las unidades; el segundo, una muestra escogida aleatoriamente. Cada
unidad es cuidadosamente inspeccionada y los datos referentes a cada tipo de
DERECHOS RESERVADOS
falla son anotados en la planilla de evaluación mostrada en la Fig. 3. La Fig. 4
muestra un ejemplo de cómo debe llenarse la planilla y los resultados de los
diferentes pasos requeridos para calcular el PCI de una unidad.
INDENTIFICAR LOS
TIPOS DE FALLAS
DEFINIR NIVELES DE
SEVERIDAD PARA CADA
TIPO DE FALLA
DETERMINAR VALORES DE
DEDUCCIÓN INDIVIDUALES DVi f
(SEVERIDAD Y FRECUENCIA)
VDT = ∑DVi
VALOR DEDUCCIÓN CORREGIDO
VDC = F X VDT
PCI = 100 - VDC
FIG. 1. DETERMINACIÓN DE PCI
DERECHOS RESERVADOS
2.2.1.8 Inspección por muestreo
La inspección de todas las unidades de una sección puede resultar
costosa y requerir excesivo tiempo y recursos. El método contempla un plan de
muestreo estadístico para determinar el PCI mediante la inspección de una
muestra la sección, sin producir una pérdida significativa de precisión.
Determinación del número de muestras
El número de mínimo de unidades a ser evaluados (n) se determina mediante
la siguiente ecuación:
Donde:
N = Número total de unidades
e = Error permisible en la determinación del PCI.
δ = Desviación estándar del valor PCI en las unidades de la sección (si se
desconoce δ, usar inicialmente δ = 10).
La ecuación 2 provee un 95 % de confianza en que el valor PCI estará dentro
de ± e del valor real, cuando se emplea un número “n” de muestras. El valor
mínimo de “n” es de 5 unidades.
Por ejemplo, una sección de pavimento de 3 Km. de longitud, y de 7.30 m. de
ancho, se ha dividido en 100 secciones de 30 M. c/u. Si se desea determinar el
PCI con un error de ± 5 % deben evaluarse según la ecuación 2, un mínimo de
14 secciones. Este valor de “n” puede ser estimado mediante la Fig.5 (δ = 10, n
= 100, e = ±5).
DERECHOS RESERVADOS
Una vez determinado el número de unidades a ser muestreadas, se deben
escoger empleando uno de los dos procedimientos sugeridos por el método.
Para el mismo ejemplo antes indicado, esto sería:
(1) Dividir el total de unidades, (100), en 7 grupos iguales o similares. En
este caso secciones de 14 unidades y una de 16, o 5 de 14 y 2 de 15.
Luego se escogen aleatoriamente 2 unidades de cada grupo, para un
total de 14. Igualmente pudieran formarse 14 grupos y escoger
aleatoriamente una sección de cada grupo.
(2) El segundo procedimiento, denominado “Sistemático” consiste en
evaluar unidades uniformemente espaciadas, siempre que la primera
sea escogida aleatoriamente. Por ejemplo, se escoge la primera unidad
entre 1 y 7, digamos 5, a partir de esta 5, 12, 19, 26, etc. (Es decir
sumando 7 a cada uno.)
2.2.1.9 Determinación del PCI:
El valor del PCI de la sección del pavimento se obtiene determinando el
average de los valores de las unidades evaluadas. Los pasos a seguir para
determinar el valor PCI de cada unidad son:
(1) Determinar los datos correspondientes a cada tipo de falla (severidad y
frecuencia) y su forma de mención (Anexo B).
(2) Determinar los valores de deducción (VD), para cada falla y severidad
mediante las Fig. A-1 a A-19.
(3) El valor total de deducción (VTD = Sumatoria de VD) es corregido
mediante la Fig. A-20, así se obtiene VDC. (Valor de Deducción
Corregido).
(4) Finalmente el PCI = 100 – VDC.
Este procedimiento es ilustrado en la figura 6. Debe recordarse que en la
Fig. A-20 el valor de “q” corresponde al número de VD individuales mayores
que 5 bien por el tipo de falla o por severidad dentro de la misma falla.
DERECHOS RESERVADOS
El valor final de PCI de la sección de pavimento es:
( )
n
iPCI
PCI
∑=
2.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓN
VISUAL
Es importante que el evaluador del pavimento esté familiarizado con este
tipo de falla, sus niveles de severidad y las formas de medición establecida en
el método. Los tipos de fallas más comunes en pavimentos asfálticos son:
grietas tipo piel de cocodrilo, de contracción, de reflexión de juntas,
longitudinales y transversales, baches, huecos, ahuellamiento y desintegración
o disgregación superficial. El resto de los tipos de falla consideradas en el
método, son encontradas menos frecuentemente.
Antes de discutir cada tipo de falla individualmente, es importante aclarar
algunos puntos que generalmente presentan duda con respecto a la forma de
medición de distintas fallas.
(1) Si están presentes las grietas piel de cocodrilo y ahuellamiento en la
misma área, ambas fallas se miden separadamente.
(2) Si el pavimento presenta exudación, el agregado pulido no se cuenta en
la misma área.
(3) Si existen grietas en los bordes de una falla de elevación-hundimiento,
(falla 4), éstas se miden separadamente.
(4) La falla 4 (elevaciones-hundimientos) se miden longitudinalmente y no
por área.
(5) Fallas en un bacheo no se cuentan, ellas solo afectan la severidad del
bacheo.
(6) Los huecos se miden por números de huecos con una determinada
área y no como área total.
DERECHOS RESERVADOS
En algunos casos se requiere entender cómo es afectada la calidad de rodaje
por diversos tipos de falla, a fin de determinar su severidad.
El efecto sobre la calidad de rodaje es:
BAJO: Las vibraciones o saltos en el vehículo se sienten, pero no es necesario
reducir la velocidad por razones de seguridad y/o confort.
MEDIO: (1) Se producen vibraciones o saltos significativos, que hacen
necesario reducir la velocidad por seguridad y/o confort. (2) Saltos individuales
o continuos que producen molestias.
ALTO: (1) Excesivas vibraciones hacen reducir considerablemente la velocidad.
(2) Saltos individuales, que producen gran molestia, peligro o posible daño al
vehículo.
Esta evaluación debe hacerse en vehículos “standard” y a la velocidad
máxima permitida en la vía.
Nota: En la sección de anexos pueden encontrarse las muestras de: Gráficas
de fallas y severidad, tomadas textualmente de la publicación del Cuerpo de
Ingenieros del Ejército de EE.UU.
2.2.3 DEFINICIÓN DE FALLAS
2.2.3.1 Grieta Piel de Cocodrilo.
Una serie de grietas interconectadas, producidas por fatiga de la mezcla
asfáltica. Las grietas comienzan en el fondo de la capa y se propagan a la
superficie, habiendo sido inicialmente grietas longitudinales paralelas.
Posteriormente, bajo el efecto del tráfico, éstas se conectan formando
polígonos de diferentes tamaños que asemejan la piel de un cocodrilo o un
alambre de gallinero. Estas grietas, que ocurren solo en áreas sometidas a
DERECHOS RESERVADOS
tráfico, se consideran una falla estructural severa y generalmente son
acompañadas de ahuellamiento.
Nivel de severidad:
BAJA (L): Grietas muy finas longitudinales y paralelas, con poca o ninguna
interconexión.
MEDIA (M): Grietas más desarrolladas e interconectadas con algo de
desintegración en los bordes.
ALTA (H): Las grietas han progresado de tal forma que muestran bloques
(partículas) bien definidos con fuerte desintegración de los bordes. Algunos
pedazos pueden soltarse fácilmente.
Forma de medición:
Se mide en M2
de área. Es frecuente encontrar diferente severidad en
una misma área afectada. En caso que no se puedan separar o estimar las
áreas correspondientes a cada nivel, deben considerarse el área total como
afectadas de la mayor severidad.
2.2.3.2 Exudación de Asfalto.
Esta falla consiste en la formación de una película de material asfáltico
en la superficie del pavimento creando una superficie brillante y reflectante,
normalmente pegajosa. La exudación es causada por exceso de asfalto en la
mezcla en aplicación de sellos, y/o bajo contenido de vacíos. Ocurre
normalmente a elevadas temperaturas.
Nivel de severidad:
DERECHOS RESERVADOS
BAJA (L): La exudación ha ocurrido en un bajo grado y es apenas notable. El
asfalto no se pega a los zapatos ni a los neumáticos.
MEDIA (M): La exudación se ha incrementado. El asfalto se adhiere a los
zapatos y neumáticos solo en los días más calurosos.
ALTA (H): La exudación es severa y extensa, una considerable cantidad de
asfalto se pega a los neumáticos y zapatos al aumentar la temperatura.
Forma de medición:
Se mide el M2
de área.
Nota: si la exudación está presente, el agregado pulido (falla No. 12), no debe
tomarse en cuenta.
2.2.3.3 Grietas de Contracción (Bloque).
Son grietas interconectadas que dividen el pavimento en bloques
aproximadamente rectangulares, con lados de 30cm y 3M. Estas grietas son
causadas principalmente por contracción de asfalto, por efecto de las
variaciones cíclicas de temperatura. No están asociadas con cargas o fatiga, e
indican que el asfalto se ha endurecido considerablemente. Ocurren
generalmente en grandes áreas del pavimento, algunas veces en áreas sin
tráfico. En general difieren de las grietas piel de cocodrilo por el tamaño de los
bloques, y que estas últimas son causadas por cargas (fatiga) y ocurren solo en
áreas traficadas:
Nivel de severidad:
BAJA (L) Ver Clasificación de Grietas.
MEDIA (M): Longitudinales y Transversales.
ALTA (H): (Fallas No. 10).
DERECHOS RESERVADOS
Forma de medición:
Grietas de contracción son medidas en M2
de área afectada.
Normalmente ocurren con una sola severidad en la misma sección del
pavimento. Si se observan diferentes niveles de severidad, estos deben
reportarse separadamente.
2.2.3.4 Elevaciones-Hundimientos.
Las elevaciones son pequeñas y localizadas protuberancias de la superficie
del pavimento. A diferencia de las deformaciones por empuje, que son
producidas por inestabilidad del pavimento, las elevaciones son producidas por:
(1) Movimientos y levantamientos de trozos de losas de concreto debajo de
la capa asfáltica.
(2) Hinchamiento por congelación.
(3) Infiltración de materiales en las juntas.
Los hundimientos son pequeñas y abruptas deformaciones de la superficie. No
debe confundirse esta falla con las deformaciones mas pronunciadas y largas,
producidas por hinchamiento (Falla No.18).
Nivel de severidad:
BAJA (L): Producen un bajo efecto sobre calidad de rodaje.
MEDIA (M): Producen medio efecto sobre calidad de rodaje.
ALTA (H): Producen alto efecto sobre calidad de rodaje.
Forma de medición:
Las elevaciones y hundimientos se miden en metros lineales.
DERECHOS RESERVADOS
Si estas fallas se presentan perpendiculares al tráfico y separadas
menos de 3 metros, se denominan corrugaciones (falla No. 5).
Si se presentan conjuntamente con grietas ambas fallas deben ser
tomadas en consideración.
2.2.3.5 Corrugaciones:
Estas están conformadas por hundimientos y crestas (ondulaciones),
espaciadas menos de 3 metros, en sentido transversal al tráfico. Son causadas
normalmente por el tráfico en pavimento de base o superficie inestable.
Nivel de severidad:
BAJA (L): Produce bajo efecto sobre calidad de rodaje.
MEDIO (M): Produce medio efecto sobre calidad de rodaje.
ALTA (H): Produce alto efecto sobre calidad de rodaje.
Forma de medición:
Se miden en M2
de área.
2.2.3.6 Depresiones.
Son áreas de pavimento con elevación inferior a las adyacentes. Las
pequeñas depresiones son difíciles de observar en los pavimentos secos. Bajo
la lluvia se producen emposamientos de agua, que normalmente dejan una
marca de contorno al secar. Generalmente son productos de asentamientos de
la fundación o fallas constructivas. Pueden producir rugosidad y ser peligrosas
al llenarse de agua. Se diferencian de los hundimientos en que no son
abruptos.
Nivel de severidad:
DERECHOS RESERVADOS
BAJA (L): 13 a 25 mm. (1/2 a 1 Pulg.)
MEDIA (M): 25 a 51 mm. (1 a 2 Pulg.).
ALTA (H): más de 51 mm. (> a 2 Pulg.).
Forma de medición:
Se miden en M2
de área.
2.2.3.7 Grietas de Borde.
Son grietas longitudinales paralelas, contenidas en una franja de 30 a
60cm. en el borde externo del pavimento.
Esta falla es acelerada por las cargas y puede ser causada por congelación de
la base y/o subrasante, materiales expansivos y falta de soporte lateral. En
algunos casos se puede llegar a producir pérdida del borde por disgregación.
Nivel de severidad.
BAJA (L): Grietas de baja severidad son disgregación.
MEDIA (M): Grietas de media severidad con algo de disgregación y rotura de
borde.
ALTA (H): Considerable rotura de borde y disgregación en grietas.
Nota: Nivel de severidad de grietas ver falla No. 10
Forma de medición:
Esta falla se mide en metros lineales.
2.2.3.8 Grietas de Reflexión de Juntas (De Losas de Concreto).
DERECHOS RESERVADOS
Solo ocurren en capas asfálticas colocadas sobre pavimentos de
concreto (rígidos). No incluyen grietas de reflexión de ningún otro tipo de base
o material bajo el asfalto superficial. Normalmente son longitudinales y
transversales causadas por contracción y expansión, o movimiento de las losas
por infiltración de agua. Esta falla no esta asociada con el tráfico, sin embargo,
este puede producir disgregación de los bordes de grieta, y agrietamiento
adicional. Si el pavimento esta fracturado a lo largo de la grieta se dice que
existe disgregación de los bordes. El conocer las dimensiones de la losa de
concreto ayuda en la identificación de estas grietas de reflexión.
Nivel de severidad:
BAJA (L): …………………………..…Ver clasificación de las grietas.
MEDIA (M): ……………………………... longitudinales y transversales
ALTA (H): …………………………… ….(falla No. 10).
Forma de medición:
Se miden en metros lineales, la longitud correspondiente a diferente
severidad debe anotarse por separado aun cuando se trate de una sola grieta.
Si se observan elevaciones o hundimientos (falla No. 4), deben anotarse por
separado.
2.2.3.9 Desnivel Calzada-Hombrillo.
Diferencia de elevación entre el borde del pavimento y el hombrillo.
Normalmente causado por erosión o asentamiento del hombrillo, o elevación de
la calzada sin nivelar la altura del hombrillo.
Nivel de severidad:
BAJO (L): La diferencia de elevación es de 25 a 51 mm (1¨ a 2¨).
MEDIO (M): La diferencia de elevación entre 51 102 mm (2¨ a 4¨).
ALTO (H): La diferencia de elevación es mayor de 102 mm (4¨).
DERECHOS RESERVADOS
Forma de medición:
Esta falla es medida en metros lineales.
2.2.3.10 Grietas longitudinales y transversales.
(No se consideran las grietas de reflexión de losas de concreto) las
grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o eje de construcción.
Son generalmente causadas por:
(1) Mala construcción de junta en franjas de asfalto.
(2) Contracción del asfalto debido a los cambios de temperatura y el
envejecimiento.
(3) Reflexión de las grietas del pavimento inferior, grietas en el asfalto, o
losas de concreto (no de juntas en losas).
Las grietas transversales son aproximadamente perpendiculares al eje
del pavimento y pueden ser causadas por las mismas razones indicadas.
Estos tipos de grietas no están generalmente asociadas con el tráfico y/o
cargas.
Nivel de severidad:
Una de las siguientes condiciones existe.
BAJA (L):
(1) Grietas de ancho inferior a 10 mm (3/8”).
(2) Grietas selladas adecuadamente de cualquier ancho.
MEDIA (M):
(1) Grietas sin sellar de ancho entre 10 y 76mm. (3/8 a 3”).
DERECHOS RESERVADOS
(2) Grietas sin sellar hasta 76mm (3”) con grietas finas adyacentes.
(3) Grietas selladas de cualquier ancho en las que varios centímetros del
pavimento adyacente está severamente dañado.
ALTA (H):
(1) Grietas selladas o sin sellar con grietas adyacentes de media y/o alta
severidad.
(2) Grietas sin sellar de más de76 mm (3”) de ancho.
(3) Grietas de cualquier ancho de los que varios centímetros del
pavimento adyacente está severamente dañado.
Forma de medición:
Las grietas longitudinales y transversales se miden en metros lineales.
La longitud y severidad de cada grieta debe ser identificada. Si una grieta
muestra varias severidades, estas deben diferenciarse. Si una elevación o
hundimiento (Falla No.4) ocurre simultáneamente, también esta debe anotarse.
2.2.3.11 Bacheo y Zanjas reparadas.
Un bache es un área de pavimento que ha sido reparada mediante el
empleo de material nuevo. Un bache es considerada un defecto,
independientemente de lo bien que haya sido ejecutado. Generalmente
produce algo de rugosidad.
Nivel de severidad:
BAJA (L): Bache viene ejecutado y en condición satisfactoria. Tiene bajo efecto
sobre la calidad de rodaje.
MEDIA (M): El bache muestra moderado deterioro, tiene efecto medio sobre
calidad de rodaje.
DERECHOS RESERVADOS
ALTA (H): Baches severamente deteriorados que deben ser prontamente
reemplazados. Tiene alto efecto sobre la calidad de rodaje.
Forma de medición:
Estas fallas se miden en M2
de área. Si un mismo bache presenta
diferentes niveles de severidad, estos deben anotarse por separado en base al
área que ocupe. Ninguna otra falla (como grietas o deformación por empuje) es
anotada dentro de un bache, solo se cuenta el área del bache en función de su
severidad.
Si una extensa área del pavimento ha sido reemplazada, esta debe
considerarse como pavimento nuevo y no como un bache.
2.2.3.12 Agregados Pulidos:
Esta falla es causada por los pases del tráfico. Cuando el agregado
superficial se pule la adherencia con los neumáticos se reduce
considerablemente. El agregado pulido se cuenta cuando un examen detallado
revela que la textura del pavimento es inadecuada y la superficie de las
partículas de agregado es suave al tacto. Este tipo de falla esta asociada con
baja resistencia a la fricción.
Nivel de severidad:
No se define el nivel de severidad. Sin embargo, el grado de pulitura
debe ser significativo antes de que sea incluido como defecto.
Forma de medición:
Se mide en M2
de área. Si hay exudación (falla No.2), debe contarse y el
agregado pulido no se considerará.
2.2.3.13 Huecos.
DERECHOS RESERVADOS
Los huecos son pequeñas fallas de forma cóncava y diámetros
generalmente inferiores a 0.9 M. Usualmente tienen bordes angulosos y
verticales en las cercanías de la superficie. Crecen rápidamente por el efecto
del agua acumulada en el propio hueco. Son producidos por disgregación
(debido al tráfico) de pequeñas área del pavimento. Este se desintegra debido
a los defectos de mezcla, puntos débiles en la base o subrasates o grietas piel
de cocodrilo de alta severidad. Los huecos son generalmente causados por
una falla estructural y no debe confundirse con disgregación y desintegración
(falla No. 19). Cuando los huecos son consecuencia del deterioro progresivo de
fallas del tipo piel de cocodrilo deben considerarse como huecos (falla No. 13) y
no como fallas No. 19.
Nivel de severidad:
El nivel de severidad para huecos de diámetro interior a 76,2cm (30”) se
basa tanto en el diámetro como la profundidad.
DIAMETRO PROMEDIO (cm.).
Profundidad
Máxima (cm.)
10 a 20
(4¨a 8¨)
20 a 45
(8¨a 18¨)
45 a 76
(18¨a 30¨)
1.2 a 2.5 cm.
(1/2¨a 1¨)
L L M
>2.5 a 5 cm.
(1¨a 2¨)
L M H
>5 cm.
(>2¨)
M M H
Si el hueco tiene mas de 76 cm. de diámetro (30”) el área debe medirse en M2
y dividirse entre 0.47 M2
para determinar el numero equivalente de huecos. Si
la profundidad es menor a 2.5cm (1”) se considera de severidad media (M). Si
la profundidad es mayor de 2.5cm se considera de alta severidad (H).
DERECHOS RESERVADOS
Forma de medición:
Se cuenta en número de huecos, clasificándolos en cada nivel de
severidad por separado (L, M, H).
2.2.3.14 Cruces de Rieles:
Ellos producen depresiones o elevaciones que afectan la calidad de
rodaje.
Nivel de severidad:
BAJA (L): Produce bajo efecto sobre calidad de rodaje.
MEDIA (M): Produce medio efecto sobre calidad de rodaje.
ALTO (H): Produce alto efecto sobre calidad de rodaje.
Forma de medición:
Se mide el área en M2
. Si los rieles (o la junta entre la estructura y el
pavimento) no afecta la calidad de rodaje, debe ignorarse.
*NOTA: Esta falla se sugiere que sea reemplazada por “acceso a puentes y
pontones”.
2.2.315 Ahuellamiento.
El ahuellamiento es una depresión longitudinal, bajo las huellas de los
neumáticos. El pavimento puede levantarse a lo largo de los bordes de la
depresión. Generalmente el ahuellamiento se observa después de la lluvia, al
llenarse de agua las depresiones. El ahuellamiento es originado por la
deformación permanente de la subrasante o alguna capa del pavimento,
DERECHOS RESERVADOS
normalmente causado por consolidación o movimiento lateral de los materiales
bajo efecto del tráfico. El excesivo ahuellamiento puede producir una falla
estructural del pavimento.
Nivel de severidad: profundidad average del ahuellamiento.
BAJA (L): 6 a 13mm. (1/4” – 1/2”).
MEDIA (M): >13 a 25mm. (>1/2” – 1”).
ALTA (H): >25mm. (>1”).
Forma de medición:
El ahuellamiento se mide en M2
de área, y su severidad se determina
por la profundidad media del ahuellamiento.
2.2.3.16 Deformación por empuje.
Es un desplazamiento o deformación permanente producida por el
tráfico en un área localizada del pavimento. Cuando el trafico “empuja” sobre el
pavimento produce, una corta y abrupta cresta o deformación. Este tipo de falla
se produce mayormente en mezclas con asfalto líquido o emulsiones, así como
en mezclas de baja estabilidad. Es común donde se une un pavimento rígido
con uno asfáltico. En este caso el pavimento rígido empuja, produciendo tal tipo
de falla por deformación en el asfalto.
Nivel de severidad:
BAJA (L): Produce bajo efecto sobre la calidad de rodaje.
MEDIA (M): Produce medio efecto sobre la calidad de rodaje.
ALTO (H): Produce alto efecto sobre la calidad de rodaje.
DERECHOS RESERVADOS
Forma de medición:
Esta falla es medida en M2
de área.
NOTA: si esta falla ocurre en un bache (falla No. 11), se considera en la
definición del nivel de severidad de bache y no como falla separada.
2.2.3.17 Grietas de Deslizamiento.
Son grietas en forma de media luna, con sus puntas en el sentido de la
dirección del tráfico. Son causadas por el deslizamiento de la capa asfáltica
superficial y ocurren por falta o exceso del riesgo de adherencia.
Nivel de severidad:
BAJA (L): el ancho de grietas es menor de 10mm. (3/8”).
MEDIA (M): ocurre alguna de estas situaciones:
(1) El ancho de grieta entre 10 y 38mm. (3/8” – 1.5”).
(2) El área adyacente a las grietas muestra grietas finas.
ALTA (H): ocurre en alguna de estas situaciones.
(1) ancho de grietas mayor de 38mm (1.5.”).
(2) el área adyacente a las grietas muestra trozos sueltos.
Forma de medición:
Se mide en M2
de área.
2.2.3.18 Hinchamiento.
DERECHOS RESERVADOS
Es caracterizado por un levantamiento de la superficie del pavimento,
afectando una longitud mayor de 3m. Puede estar acompañado por
agrietamiento y es causado por expansión del suelo de la subrasante.
Nivel de severidad:
BAJA (L): El levantamiento produce bajo efecto sobre la calidad de rodaje. Este
nivel es difícil de detectar visualmente.
MEDIA (M): produce medio efecto sobre la calidad de rodaje.
ALTA (H): produce alto efecto sobre la calidad de rodaje.
Forma de medición:
Se mide en M2
de área.
2.2.3.19 Disgregación y Desintegración.
Se produce por desgaste de la capa asfáltica superficial,
caracterizada por la pérdida de agregado y/o ligante asfáltico que produce
partículas sueltas. Esta falla generalmente indica que el ligante se ha
endurecido o que la mezcla es de mala calidad. Este fenómeno también puede
ser causado por neumáticos con cadenas o clavos de fricción.
Nivel de severidad:
BAJA (L): La superficie comienza a mostrar desprendimiento de agregado y
pequeños orificios.
MEDIA (M): El desprendimiento de agregado se incrementa y la superficie es
moderadamente rugosa.
DERECHOS RESERVADOS
ALTA (H): La superficie muestra considerable desgaste y desprendimiento de
agregado. La rugosidad es fuerte, los orificios tienen menos de 10 cm. de
diámetro y 13 mm. (1/2”) de profundidad. Orificios mayores a estas
dimensiones se cuentan como huecos (Falla No. 13).
Forma de medición:
Se mide en M2
de área.
DERECHOS RESERVADOS
MARCO METODOLOGICO.
3.1 Tipo de investigación.
La investigación dada su naturaleza, se enmarca en la modalidad
de proyecto factible, el cual está definido por la Universidad Pedagógica
Experimental Libertador (1998), como:
“La investigación, elaboración propuesta de un modelo operativo viable
para solucionar problemas, requeridos o necesidades de organizaciones o
grupos sociales; puede referirse a formulaciones de políticas, software,
tecnologías, métodos o procesos”.
En este aspecto, el trabajo se enmarca en esta modalidad de
investigación por tratarse de la elaboración de un software interactivo para el
diseño de cálculo del índice de condición de pavimento flexible.
Fundamentalmente este trabajo consistirá en diseñar y crear un
software, que cumpla con un alto grado de interactividad con el usuario,
además de implementar las técnicas mas adecuadas de programación bajo el
lenguaje Visual Basic 6.0.
Para la realización del software, se analizaron procedimientos ya
existentes y se desarrollaron algoritmos los cuales se implementaron en el
Manual de cálculo del P.C.I. desarrollado por la Marina Norte Americana en
1978 y traducido para su uso en Venezuela por el Ingeniero PhD. Augusto
Jugo. Éste consiste en un grupo de tablas logarítmicas que permiten encontrar
una relación entre los
porcentajes de densidad y los valores de deducción, los cuales son definidos
detalladamente en el marco teórico del trabajo de investigación.
DERECHOS RESERVADOS
Para el desarrollo de este trabajo, se tomó en cuenta el sistema de
cálculo tradicional junto con la realización del software. Cada uno de estos
métodos conduce a la determinación de una condición de pavimento.
Con respecto al diseño del ambiente para la introducción de datos de la
unidad de pavimento a analizar se mantuvo en forma similar a la planilla
utilizada del método de cálculo del P.C.I. Se adoptaron las condiciones que
utiliza el manual de PCI como son las diferentes tipos de fallas encontradas en
el pavimento, el valor del área de la falla a estudiar y su ubicación en la planilla.
De igual forma se mantuvo el mismo concepto para la introducción de los
datos obtenidos en campo.
Para el diseño de una serie de fórmulas la cual nos permitieran obtener
una solución entre los porcentajes de densidad y valores de deducción de cada
una de las diez y nueve fallas se estudiaron las gráficas y se obtuvieron valores
de x, y, los cuales nos permiten obtener de esta manera una correlación entre
valores, y que a su vez nos permite el diseño de las diferentes ecuaciones con
cada severidad y falla existente en la gráficas respectivas. Esto fue posible
gracias al uso de programas de interpolación de curva que se encuentra dentro
de las herramientas implementadas por la investigación citando alguno
(Interpolación de curvas de Excel). Dentro de la sección de anexo en el punto,
(Anexo N° 5) se podrá observar un ejemplo de ilustración del proceso de
obtención de ecuaciones para las curvas.
Al igual que las fallas de pavimento, el ajuste del valor total de deducción
el cual se determina como una sumatoria de los valores de deducción de cada
falla, se estableció un procedimiento sencillo de promedio para lo cual el
programa lo analiza e interpreta automáticamente. El valor de deducción
corregido el cual en el método tradicional también se determinan por medio de
una gráfica que relaciona el valor de deducción total y el número “q” para
determinar el valor de deducción corregido, también se hizo con el mismo
procedimiento de las fallas expuesto con anterioridad y el cual permite diseñar
ecuaciones que interpreten cada una de las curvas necesarias y utilizadas en la
gráfica.
DERECHOS RESERVADOS
Para el diseño de la tabla de resultado se hizo por medio de una hoja de
resultados en Excel, la cual permite una mejor visualización y entendimiento
para el usuario. Esta permite que los resultados de cada unidad de área
estudiada junto con los resultados del estudio de la misma se puedan observar
para la selección de todas o una determinada tabla que el usuario desee.
En la hoja de Excel o tabla de resultados como se denominó en este
caso, también se le colocó una identificación de la unidad, la cual permite que
en el momento de la impresión del documento este se diferencie de otras con
su número, identificación, nombre del usuario, y toda la información requerida
para iniciar el cálculo del Sistema Automatizado de Índice de condición de
pavimento. (S.A.P.C.I.), la cual se encuentra ubicada en la pantalla principal del
programa.
Al programa en un aspecto complementario se le colocó la función de
calcular un área de bacheo sugerida la cual se estableció su proceso de
cálculo por normas documentadas y como porcentaje de mayoración se le
adiciono un 36% de incremento al área para contemplar así el área que por
corte se genera en la falla. (Este porcentaje de mayoración es a criterio del
usuario, quedando en libertad de incrementarlo o disminuirlo según su
condición.)
Como complemento del programa, se creo una ayuda que permite
conocer la definición de los términos, conceptos básicos del cálculo, ejemplos
del cálculo ilustrados, etc. De esta manera la ayuda nos permite conocer la
información documentada del método de cálculo del P.C.I. El sistema utilizado
para el diseño de la ayuda fue creado bajo un ambiente de página Web, para
facilitar con esto el uso y entendimiento para la persona que lo requiera.
Todos los puntos mencionados en este capítulo los cuales
pertenecen al diseño del programa denominado S.A.P.C.I por sus siglas y cuyo
significado es Sistema Automatizado del Índice de Condición del Pavimento,
son realizados por medio del uso de lenguaje de programación Visual Basic 6.0
que fue nombrado con anterioridad en el inicio de esta capitulo. Si se requiere
DERECHOS RESERVADOS
mayor ilustración del método de programación dirigirse a la documentación
expuesta en el Manual de uso del programa de lenguaje Visual Basic 6.0.
DERECHOS RESERVADOS
CONCLUSIONES
En el diseño de un Sistema Automatizado para el cálculo del Índice de
condición del pavimento se determinó que:
1) La información obtenida para la elaboración del programa automatizado
de cálculo del PCI se utilizó para la documentación de dicho estudio.
2) Se creó un programa de computación bajo ambiente Windows, con
Visual Basic para la aplicación, ésta permite realizar el análisis y cálculo del
índice de un pavimento con un fácil manejo y documentado según la norma.
3) Se le determinaron correlaciones en las gráficas del PCI que permitieron
determinar una ecuación para las curvas y severidades de cada falla.
4) Se pudo obtener el sistema de ecuaciones que permitió automatizar el
cálculo de Valor de Deducción y Valor de Deducción Corregido.
5) Con los resultados obtenidos del programa pudo realizarse un análisis a
la condición de un tramo de vía.
6) Con los porcentajes de densidad obtenidos por el programa se logró
obtener un área de bacheo sugerida.
7) Se logró culminar con éxito la investigación.
DERECHOS RESERVADOS
RECOMENDACIONES
1. Al elaborar un estudio de condición de pavimento deben tenerse en
cuenta:
Información de la vía del sitio, código y nombre.
Determinar el tamaño de la vía a estudiar en metros cuadrados.
Se debe obtener información del tránsito vehícular de la zona.
Información del ingeniero y empresa que realizó la última
pavimentación para poder determinar posibles causas.
2. Para el buen funcionamiento del programa y su fácil manejo debe ser
leído previamente el manual del usuario.
3. Incorporar dentro del Pensum de la Escuela de Ing. Civil de la
Universidad Rafael Urdaneta (URU), La cátedra de “Programación”
como materia electiva.
DERECHOS RESERVADOS
BIBLIOGRAFIA
- Balena Fancesco, Programación Avanzada Con Microsoft Visual
Basic, Editorial McGraw-Hill.
- Blatner Patrick Funciones con Microsoft Excel 2000, Prentice Hall
2000.
Tesis de Grado.
- Diseño Estructural de Puente Vehicular Isostatico Metálico Aplicando
Las Normas AASHTO, Asistido por Medio del Computador Bajo
Ambiente Windows (Excel) .Septiembre de 2002.
Manuales.
- Método de Evaluación de Pavimento PCI Cuerpo de Infantería de la
Armada de E.U.A. Reporte Técnico M-268 (1978), Versión en Español por
el Ing. Augusto Jugo B. Caracas 1987
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  • 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CALCULO DEL “INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO (P.C.I.)” EN PAVIMENTO FLEXIBLE TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL RODRIGUEZ MORENO, Carlos Enrique C.I 14.630.048 Maracaibo, Mayo de 2004 DERECHOS RESERVADOS
  • 2. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTA DE INGENIERIA ESCUELA DE CIVIL DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CALCULO DEL “INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO (P.C.I.)” EN PAVIMENTO FLEXIBLE . . RODRIGUEZ MORENO, Carlos Enrique C.I 14.630.048 Maracaibo, Mayo de 2004 DERECHOS RESERVADOS
  • 3. DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CALCULO DEL “INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO (P.C.I.)” EN PAVIMENTO FLEXIBLE TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL. DERECHOS RESERVADOS
  • 4. DEDICATORIA A Dios por ayudarme y cuidarme siempre y darme fuerzas para lograr mis metas. A mi abuela Lucrecia Moreno, que aunque ya no está físicamente, siempre me acompaña. A mi padre, madre, hermana, que me guiaron por un buen camino y siempre me apoyaron en mis decisiones. A mi novia Isa Verónica, que me apoya y entiende mis obligaciones y necesidades para surgir en la vida. A mi amigo Jesús que me ha ayudado tanto en mi carrera y animado a continuar adelante. A mis primos y primas que siempre me han apoyado. DERECHOS RESERVADOS
  • 5. AGRADECIMIENTOS Al ingeniero Herbert Lynch por su desinteresada y valiosa colaboración. A todo el equipo de PROINCON LYNCH C.A. por su atención desinteresada. A mi amigo y compañero Luis Rodríguez, por su importante colaboración con la investigación. A Anita, por su excelente desempeño y su disposición para atender y resolver los problemas de los estudiantes. DERECHOS RESERVADOS
  • 6. INDICE GENERAL CONTENIDO PAGINA DEDICATORIA................................................................................... I AGRADECIMIENTOS……………………………………………………. II RESUMEN…………………………………………………………………. III INDICE GENERAL………………………………………………………... IV INTRODUCCION…………………………………………………………. VIII CAPITULO I EL PROBLEMA……………………………………………. 1 1.1 Planteamiento del Problema……………………………………. 2 1.2 Formulación del Problema………………………………………. 3 1.3 Justificación del Problema………………………………………. 3 1.4 Delimitacion de La investigación………………………………... 4 1.4.1 Delimitacion Espacial………………………………………. 4 1.4.2 Delimitacion Temporal……………………………………... 4 1.5 Objetivo de la Investigación……………………………………... 4 1.5.1 Objetivo General……………………………………………. 4 1.5.2 Objetivos Específicos……………………………………..... 5 CAPITULO II MARCO TEORICO……………………………………….. 6 2.1 Antecedentes……………………………………………………… 7 2.2 Bases Teóricas……………………………………………………. 8 2.2.1 Método de Evaluación de Pavimentos Asfálticos………. 8 2.2.1.1 Procedimiento de Evaluación……………………….. 8 2.2.1.2 Ecuación PCI………………………………………….. 8 2.2.1.3 Tipos de Fallas………………………………………... 9 2.2.1.4 Severidad de Fallas ………...……………………….. 11 2.2.1.5 Valor de Deducción………………………………….. 11 2.2.1.6 Factor de Ajuste…………………………………….... 11 2.2.1.7 Procedimiento de inspección………………………... 11 2.2.1.8 Inspección por Muestreo…………………………….. 14 2.2.1.9 Determinación del PCI……………………………….. 15 2.2.2 Descripción del Procedimiento de Inspección Visual……………………………………………. 16 2.2.3Definición de Fallas…………………………………………. 18 2.2.3.1 Grieta Piel de Cocodrilo……………………………… 18 2.2.3.2 Exudación de Asfalto………………………………… 19 IV 2.2.3.3 Grietas de Contracción………………………………. 20 2.2.3.4 Elevación-Hundimiento………………………………. 21 DERECHOS RESERVADOS
  • 7. 2.2.3.5 Corrugación……………………………………………. 22 2.2.3.6 Depresión……………………………………………… 22 2.2.3.7 Grietas de Borde……………………………………… 23 2.2.3.8 Grietas de Reflexión de Juntas (De Losas de Concreto)……………………………… 24 2.2.3.9 Desnivel Calzada-Hombrillo…………………………. 25 2.2.3.10 Grietas Longitudinales y Transversales......................................................... 25 2.2.3.11 Baches y Zanjas Reparadas……………………….. 27 2.2.3.12 Agregados Pulidos…………………………………... 28 2.2.3.13 Huecos………………………………………………... 29 2.2.3.14 Cruces de Rieles……………………………………. 30 2.2.3.15 Ahuellamiento………………………………………... 30 2.2.3.16 Deformación por Empuje…………………………… 31 2.2.3.17 Grietas de Deslizamiento…………………………... 32 2.2.3.18 Hinchamiento………………………………………… 33 2.2.3.19 Disgregación y Desintegración…………………….. 34 CAPITULO III : MARCO TEORICO……………………………………... 35 3.1 Tipo de investigación…………………………………………….. 36 CAPITULO IV: ANALISIS Y RESULTADOS…………………………... 40 4.1 El Análisis………………………………………………………….. 41 4.2 Guía del Usuario para Entender el Funcionamiento del SAPCI 2004……………………………. 41 4.2.1 Datos Generales para el Calculo del PCI……………….. 41 4.2.2 Como Ingresar los Datos………………………………….. 42 4.2.3 Tipos de Fallas……………………………………………… 43 4.2.3.1 Selección de Falla……………………………………. 43 4.2.3.2 Inserción de Datos de Áreas………………………... 44 4.2.4 Utilidades del SAPCI……………………………………….. 44 4.2.4.1 Severidad………………………………………………. 44 4.2.4.2 Barra de Utilidades…………………………………… 45 4.2.4.2.1 Menú……………………………………………… 45 4.2.5 P.C.I…………………………………………………………... 48 4.2.6 Ayuda………………………………………………………… 49 4.2.7 Resultado Visual…………………………………………..... 49 4.2.7.1 Paneles de Resultados………………………………. 49 4.2.8 Área de Bacheo…………………………………………….. 50 4.3 Instalación del SAPCI en su PC……………………………...... 50 4.4 Calculo de Índice de Condición de Pavimento Flexible Mediante el Programa S.A.P.C.I……….... 51 V CONCLUSIONES…………………………………………………………. X DERECHOS RESERVADOS
  • 9. RESUMEN Br. Rodríguez Moreno, Carlos Enrique. DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CALCULO DE “INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO” (P.C.I), EN PAVIMENTO FLEXIBLE. Tesis de grado para optar el título de Ingeniero Civil. U.R.U. Maracaibo, Mayo 2004. En Venezuela las vías de comunicación en su mayoría se encuentran constituidas por pavimentos flexibles, siendo un material de alto deterioro y por su mantenimiento es necesario una inspección continua. El P.C.I o Índice de Condición del Pavimento es un método diseñado por la Armada de Estados Unidos de Norte América para el análisis de la condición que presenta un pavimento, bajo un estudio de campo visual y un proceso manual de gráficos que permite determinar un número de P.C.I. Esta investigación está basada en un programa asistido por medio del computador bajo ambiente Windows, mediante una programación realizada en Visual Basic 6.0. Se diseñó un sistema automatizado del cálculo del Índice de Condición de Pavimento en el cual se logró mejorar el tiempo de cálculo y disminuir el porcentaje de error humano. La investigación estuvo precedida por el análisis de las gráficas de fallas del P.C.I las cuales son las que permiten determinar el Valor de Deducción VD absolutamente necesario para la obtención del índice de condición del pavimento. Con base a esto se crearon algoritmos que permitieron encontrar la ecuación de las curvas que se presentan en el método. También se creó una ecuación que permite a través de las áreas suministradas en el P.C.I, determinar un área de bacheo. El programa SAPCI o Sistema de Automatización del Índice de Condición de Pavimento, se encuentra en capacidad de realizar un estudio de condición de pavimento y determinar un área de bacheo sugerida de una manera rápida y segura. DERECHOS RESERVADOS
  • 10. INTRODUCCIÓN Al pasar del tiempo el índice de condición del pavimento flexible se ha convertido en una necesidad primordial para el estudio y desarrollo de un proyecto de rehabilitación de carreteras. El método desarrollado por M. Y. Shahin y S. D. Khon y publicado por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos en el reporte técnico M-268 (1978), se ha constituido como el método mas confiable y seguro para la obtención de la condición de un pavimento. Sin embargo con la importancia que este método representa para la condición de un pavimento, aun no se habían desarrollado estudios pertinentes al desarrollo de un sistema automatizado que permitiera al Ingeniero realizar el análisis de una manera rápida y segura. El índice de condición del pavimento ( P.C.I.) por sus siglas en inglés, es un método que, a pesar de ser el más efectivo, se presta a interpretaciones erróneas, mala observación y resultados deficientes dados por errores humanos, los cuales son fáciles de cometer puesto que el mismo utiliza tablas estadísticas desarrolladas sobre papeles logarítmicos que permiten obtener diferentes números de valores de deducción correspondientes a un mismo porcentaje de densidad, todo esto por la mala observación del ojo humano. En esté trabajo se tratará de corregir de una manera científica aquellos errores que pueden presentarse por lo anteriormente mencionado y así mismo se buscará de una manera matemática encontrar; correlaciones entre porcentajes de densidad y valores de deducción y entre valores de deducción total y valores de deducción corregidos, que nos permitan diseñar algoritmos y ecuaciones que desarrollen un sistema de cálculo automatizado entre los valores de las gráficas que se presentan en el índice de condición de pavimento flexible P.C.I. El desarrollo de un programa automatizado nos permitirá que el trabajo que anteriormente necesitaba de una alta inversión de tiempo y por ende dinero, se pueda efectuar en una fracción del mismo y con todos los beneficios adicionales como lo son mejor precisión en menor tiempo. En tal sentido, esta investigación busca diseñar un sistema automatizado para el índice de condición del pavimento que permita a todos los usuarios beneficiarse con un sistema computarizado seguro y confiable. DERECHOS RESERVADOS
  • 11. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 Planteamiento Del Problema: La prolongación de la vida útil de las carreteras ha sido una permanente preocupación por parte de las Entidades Públicas en el ámbito nacional e internacional, que surgen de la construcción y posterior mantenimiento de las carreteras, es por ello, la necesidad de diseñar nuevos métodos para lograr una mejor eficiencia en menor tiempo. Es preciso señalar, que el método de índice de condición del pavimento desarrollado por M.Y. Shahin y S.D. Khon y publicados por el Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos de Norteamérica en el reporte técnico M-268 en (1978), ha sido utilizado para determinar la condición de un pavimento en diferentes casos, como carreteras, calles, estacionamientos, etc. El método de índice de condición del pavimento (P.C.I) es un método de observación de fallas de un pavimento el cual luego de una observación óptica realizada por un ingeniero Vial, recolecta una serie de datos que son determinados como muestras de fallas considerada en el pavimento, la cual debe ir con una definición clara de severidad a juicio del observador, determinando así mismo, los valores de deducción individuales tomando en cuenta la severidad y frecuencia para obtener así un valor de deducción total, valor de deducción corregido y posteriormente el valor de P.C.I , Este último valor nos permite determinar la condición de un pavimento; no obstante el método resulta engorroso y complicado por la cantidad de gráficos y tablas que se utilizan en el proceso, las cuales deben evaluarse de una manera manual y tediosa que conlleva de esa forma a que el proceso del método resulte muy lento, causando un desgaste físico innecesario. Al final de la década de los ochenta, la computación se ha convertido en una herramienta útil y de fácil acceso para el común de las personas llegando a convertirse en un instrumento de apoyo cotidiano, con lo cual se ha logrado sintetizar y automatizar procesos de cálculos que anteriormente resultaban DERECHOS RESERVADOS
  • 12. complicados, disminuyendo de esta manera la inversión de tiempo en los métodos de estudios, cálculos y evaluación, entre las cuales se encuentran métodos de apoyo a la ingeniería. En Venezuela, las vías de comunicación en un alto porcentaje son construidas con pavimento flexible, por las características de éstas, necesitan un mantenimiento periódico, que se ha incrementado en los últimos años como consecuencia del incremento de las carreteras en el país, por lo que nos vemos en la necesidad de buscar métodos de mejor eficiencia. 1.2 Formulación Del Problema: ¿Será factible el diseño de un sistema automatizado para el cálculo del “Indice de Condición del Pavimento (P.C.I.)” en pavimentos flexibles? 1.3Justificación Del Problema: El presente estudio se justifica, debido a la necesidad de diseñar un método de automatización avanzado, del cálculo de Índice de Condición del Pavimento, que nos permita agilizar y conseguir los resultados de acuerdo a los entendidos en la materia en un alto porcentaje de rapidez, y por ende nos permita disminuir el tiempo de cálculo. De este modo nos encontramos con que un sistema automatizado no solo nos ayudará a ahorrar tiempo, sino que también nos permitirá realizar un trabajo de mejor presentación que el método manual, disminuyendo en alto grado la posibilidad de errores humanos en cálculos del mismo. En este sentido, se puede decir que la necesidad de diseñar un sistema automatizado, que nos permita lograr las ventajas anteriormente mencionadas en el proceso de obtención del índice de condición de pavimento en pavimento flexible, es una necesidad que queda justificada con la eficiencia que se logra con un método programado de visualización DERECHOS RESERVADOS
  • 13. 1.4Delimitación de la Investigación: 1.4.1 Delimitación Espacial La presente investigación se realizará en: Universidad Rafael Urdaneta, ubicada en la Vereda del Lago AV. 2 el Milagro. Empresa PROINCON LYNCH C.A, ubicada en el Sector Don Bosco, Maracaibo. 1.4.2 Delimitación Temporal Esta investigación se realizará en el periodo comprendido entre el mes de Septiembre del 2003 hasta Mayo del 2004. 1.5Objetivo de la Investigación 1.5.1 Objetivo General Diseñar un sistema automatizado para el cálculo del índice de condición del pavimento en pavimento flexible. 1.5.2 Objetivos Específicos • Ajustar a modelos matemáticos, las diferentes curvas de valor de deducción que se consideran en el método. • Ajustar a modelos matemáticos, la curva de valor de deducción corregida. • Crear un algoritmo para el análisis del índice de condición de pavimento (P.C.I.). • Crear un algoritmo para enlazar la aplicación con una hoja de cálculo en Excel, para la presentación de resultados. • Programar el método de cálculo del P.C.I. bajo un ambiente visual. DERECHOS RESERVADOS
  • 14. MARCO TEORICO 2.1 ANTECEDENTES: En la recopilación de información requerida para realizar este trabajo, no se ha encontrado documento bibliográfico alguno que tenga gran importancia para la relación directa en la elaboración de un Software, para la automatización del método del índice de condición del pavimento; en tal sentido se ha visto la necesidad de iniciar el trabajo de investigación, con base al estudio que se cita a continuación: El Método de Evaluación de Pavimento, el cual fue desarrollado por M. Y. Shahin y S. D. Khon en 1978, publicado por el Cuerpo de la Armada de los Estados Unidos de Norte América y publicado en el reporte técnico M- 268: En este trabajo los autores se basaron en el objetivo de desarrollar un índice de condición de pavimentos (PCI) para carreteras, calles y estacionamientos para proveer al ingeniero de: Un método estándar para la evaluación de la condición funcional y de la superficie (operacional) de una sección de pavimento. Un método para determinar necesidades de mantenimiento y reparación en función de la condición del pavimento. Un método para determinar comportamiento mediante determinación continúa del PCI. 2.2 BASES TEORICAS 2.2.1 METODO DE EVALUACION DE PAVIMENTOS ASFALTICOS 2.2.1.1 Procedimiento de Evaluación El método determina el índice de condición del pavimento (PCI) con base a información obtenida de una inspección visual. Este índice ayuda al Ingeniero DERECHOS RESERVADOS
  • 15. en el proceso de evaluación de labores y prioridades de mantenimiento y reparación. 2.2.1.2 Ecuación PCI El grado de deterioro de un pavimento es función de: • El tipo de falla. • La severidad de la falla (anchos de las grietas, etc.). • La densidad de la falla (% del área afectada). ( ) FDijSjTiVDPCI p li mi lj *,,100 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −= ∑∑= = Donde: PCI = Índice de Condición del Pavimento. VD = Valor de Deducción, en función del tipo de falla (Ti), severidad (Sj), y densidad de las fallas (Di j) observables en el pavimento. i = Tipos de fallas j = Grado de severidad P = Número de fallas en el pavimento analizado mi = Grados de severidad por la falla “i”. F = Factor de ajuste, en función de la sumatoria total y el número de valores de deducción mayores que 5. 2.2.1.3 Tipos de Fallas DERECHOS RESERVADOS
  • 16. Cada falla en el pavimento evaluado debe ser clasificada dentro de los distintos tipos de fallas descritos en el método (tabla 1). Tabla 1 Fallas Consideradas en PCI Pavimentos Flexibles Falla No. Descripción Unidad 1 Grieta piel de cocodrilo M2 2 Exudación de asfalto M2 3 Grietas de contracción (Bloques) M2 4 Elevación – Hundimiento M2 5 Corrugaciones M2 6 Depresiones M2 7 Grietas de borde M 8 Grietas de reflexión de juntas M 9 Desnivel calzada- hombrillo M 10 Grietas longitudinales y transversales M 11 Baches y zanjas reparadas M2 12 Agregados pulidos M2 13 Huecos No. 14* Cruces de rieles M2 15 Ahuellamiento M2 16 Deformación por empuje M2 17 Grietas de deslizamiento M2 18 Hinchamiento M2 19 Disgregación y desintegración M2 Nota: reemplazar por acceso a puentes, por pontones o rejillas de drenaje. DERECHOS RESERVADOS
  • 17. 2.2.1.4 Severidad de falla En vista de las variaciones de severidad que presentan los tipos de fallas se han descritos los diferentes niveles contemplados en el método para cada falla. 2.2.1.5 Valor de deducción Estos valores (VD) son determinados en función del tipo de falla, su severidad y su densidad en el pavimento. (Fig. A- 1 a A-19). 2.2.1.6 Factor de ajuste Este factor permite ajustar el valor total de deducción cuando más de un tipo de falla afecta sustancialmente la condición del pavimento. La Fig. A-20 muestra las curvas empleadas para determinar el valor de deducción corregido (VDC) en función del valor total de deducción (VTD), y “q”, o sea, el número de VD individuales mayores que cinco (5). La Fig. 1 muestra esquemáticamente los pasos necesarios para determinar el PCI. La Fig. 2 indica los diferentes niveles de clasificación del pavimento en función del valor PCI. 2.2.1.7 Procedimiento de Inspección Para una determinación precisa del PCI debe realizarse una inspección cuidadosa del pavimento a fin de determinar los tipos de fallas, su cantidad y severidad. Hay dos procedimientos para realizar la inspección del pavimento. En ambos debe dividirse la sección del pavimento en unidades de aproximadamente 225 M2 cada una. El primer procedimiento requiere evaluar todas las unidades; el segundo, una muestra escogida aleatoriamente. Cada unidad es cuidadosamente inspeccionada y los datos referentes a cada tipo de DERECHOS RESERVADOS
  • 18. falla son anotados en la planilla de evaluación mostrada en la Fig. 3. La Fig. 4 muestra un ejemplo de cómo debe llenarse la planilla y los resultados de los diferentes pasos requeridos para calcular el PCI de una unidad. INDENTIFICAR LOS TIPOS DE FALLAS DEFINIR NIVELES DE SEVERIDAD PARA CADA TIPO DE FALLA DETERMINAR VALORES DE DEDUCCIÓN INDIVIDUALES DVi f (SEVERIDAD Y FRECUENCIA) VDT = ∑DVi VALOR DEDUCCIÓN CORREGIDO VDC = F X VDT PCI = 100 - VDC FIG. 1. DETERMINACIÓN DE PCI DERECHOS RESERVADOS
  • 19. 2.2.1.8 Inspección por muestreo La inspección de todas las unidades de una sección puede resultar costosa y requerir excesivo tiempo y recursos. El método contempla un plan de muestreo estadístico para determinar el PCI mediante la inspección de una muestra la sección, sin producir una pérdida significativa de precisión. Determinación del número de muestras El número de mínimo de unidades a ser evaluados (n) se determina mediante la siguiente ecuación: Donde: N = Número total de unidades e = Error permisible en la determinación del PCI. δ = Desviación estándar del valor PCI en las unidades de la sección (si se desconoce δ, usar inicialmente δ = 10). La ecuación 2 provee un 95 % de confianza en que el valor PCI estará dentro de ± e del valor real, cuando se emplea un número “n” de muestras. El valor mínimo de “n” es de 5 unidades. Por ejemplo, una sección de pavimento de 3 Km. de longitud, y de 7.30 m. de ancho, se ha dividido en 100 secciones de 30 M. c/u. Si se desea determinar el PCI con un error de ± 5 % deben evaluarse según la ecuación 2, un mínimo de 14 secciones. Este valor de “n” puede ser estimado mediante la Fig.5 (δ = 10, n = 100, e = ±5). DERECHOS RESERVADOS
  • 20. Una vez determinado el número de unidades a ser muestreadas, se deben escoger empleando uno de los dos procedimientos sugeridos por el método. Para el mismo ejemplo antes indicado, esto sería: (1) Dividir el total de unidades, (100), en 7 grupos iguales o similares. En este caso secciones de 14 unidades y una de 16, o 5 de 14 y 2 de 15. Luego se escogen aleatoriamente 2 unidades de cada grupo, para un total de 14. Igualmente pudieran formarse 14 grupos y escoger aleatoriamente una sección de cada grupo. (2) El segundo procedimiento, denominado “Sistemático” consiste en evaluar unidades uniformemente espaciadas, siempre que la primera sea escogida aleatoriamente. Por ejemplo, se escoge la primera unidad entre 1 y 7, digamos 5, a partir de esta 5, 12, 19, 26, etc. (Es decir sumando 7 a cada uno.) 2.2.1.9 Determinación del PCI: El valor del PCI de la sección del pavimento se obtiene determinando el average de los valores de las unidades evaluadas. Los pasos a seguir para determinar el valor PCI de cada unidad son: (1) Determinar los datos correspondientes a cada tipo de falla (severidad y frecuencia) y su forma de mención (Anexo B). (2) Determinar los valores de deducción (VD), para cada falla y severidad mediante las Fig. A-1 a A-19. (3) El valor total de deducción (VTD = Sumatoria de VD) es corregido mediante la Fig. A-20, así se obtiene VDC. (Valor de Deducción Corregido). (4) Finalmente el PCI = 100 – VDC. Este procedimiento es ilustrado en la figura 6. Debe recordarse que en la Fig. A-20 el valor de “q” corresponde al número de VD individuales mayores que 5 bien por el tipo de falla o por severidad dentro de la misma falla. DERECHOS RESERVADOS
  • 21. El valor final de PCI de la sección de pavimento es: ( ) n iPCI PCI ∑= 2.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓN VISUAL Es importante que el evaluador del pavimento esté familiarizado con este tipo de falla, sus niveles de severidad y las formas de medición establecida en el método. Los tipos de fallas más comunes en pavimentos asfálticos son: grietas tipo piel de cocodrilo, de contracción, de reflexión de juntas, longitudinales y transversales, baches, huecos, ahuellamiento y desintegración o disgregación superficial. El resto de los tipos de falla consideradas en el método, son encontradas menos frecuentemente. Antes de discutir cada tipo de falla individualmente, es importante aclarar algunos puntos que generalmente presentan duda con respecto a la forma de medición de distintas fallas. (1) Si están presentes las grietas piel de cocodrilo y ahuellamiento en la misma área, ambas fallas se miden separadamente. (2) Si el pavimento presenta exudación, el agregado pulido no se cuenta en la misma área. (3) Si existen grietas en los bordes de una falla de elevación-hundimiento, (falla 4), éstas se miden separadamente. (4) La falla 4 (elevaciones-hundimientos) se miden longitudinalmente y no por área. (5) Fallas en un bacheo no se cuentan, ellas solo afectan la severidad del bacheo. (6) Los huecos se miden por números de huecos con una determinada área y no como área total. DERECHOS RESERVADOS
  • 22. En algunos casos se requiere entender cómo es afectada la calidad de rodaje por diversos tipos de falla, a fin de determinar su severidad. El efecto sobre la calidad de rodaje es: BAJO: Las vibraciones o saltos en el vehículo se sienten, pero no es necesario reducir la velocidad por razones de seguridad y/o confort. MEDIO: (1) Se producen vibraciones o saltos significativos, que hacen necesario reducir la velocidad por seguridad y/o confort. (2) Saltos individuales o continuos que producen molestias. ALTO: (1) Excesivas vibraciones hacen reducir considerablemente la velocidad. (2) Saltos individuales, que producen gran molestia, peligro o posible daño al vehículo. Esta evaluación debe hacerse en vehículos “standard” y a la velocidad máxima permitida en la vía. Nota: En la sección de anexos pueden encontrarse las muestras de: Gráficas de fallas y severidad, tomadas textualmente de la publicación del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE.UU. 2.2.3 DEFINICIÓN DE FALLAS 2.2.3.1 Grieta Piel de Cocodrilo. Una serie de grietas interconectadas, producidas por fatiga de la mezcla asfáltica. Las grietas comienzan en el fondo de la capa y se propagan a la superficie, habiendo sido inicialmente grietas longitudinales paralelas. Posteriormente, bajo el efecto del tráfico, éstas se conectan formando polígonos de diferentes tamaños que asemejan la piel de un cocodrilo o un alambre de gallinero. Estas grietas, que ocurren solo en áreas sometidas a DERECHOS RESERVADOS
  • 23. tráfico, se consideran una falla estructural severa y generalmente son acompañadas de ahuellamiento. Nivel de severidad: BAJA (L): Grietas muy finas longitudinales y paralelas, con poca o ninguna interconexión. MEDIA (M): Grietas más desarrolladas e interconectadas con algo de desintegración en los bordes. ALTA (H): Las grietas han progresado de tal forma que muestran bloques (partículas) bien definidos con fuerte desintegración de los bordes. Algunos pedazos pueden soltarse fácilmente. Forma de medición: Se mide en M2 de área. Es frecuente encontrar diferente severidad en una misma área afectada. En caso que no se puedan separar o estimar las áreas correspondientes a cada nivel, deben considerarse el área total como afectadas de la mayor severidad. 2.2.3.2 Exudación de Asfalto. Esta falla consiste en la formación de una película de material asfáltico en la superficie del pavimento creando una superficie brillante y reflectante, normalmente pegajosa. La exudación es causada por exceso de asfalto en la mezcla en aplicación de sellos, y/o bajo contenido de vacíos. Ocurre normalmente a elevadas temperaturas. Nivel de severidad: DERECHOS RESERVADOS
  • 24. BAJA (L): La exudación ha ocurrido en un bajo grado y es apenas notable. El asfalto no se pega a los zapatos ni a los neumáticos. MEDIA (M): La exudación se ha incrementado. El asfalto se adhiere a los zapatos y neumáticos solo en los días más calurosos. ALTA (H): La exudación es severa y extensa, una considerable cantidad de asfalto se pega a los neumáticos y zapatos al aumentar la temperatura. Forma de medición: Se mide el M2 de área. Nota: si la exudación está presente, el agregado pulido (falla No. 12), no debe tomarse en cuenta. 2.2.3.3 Grietas de Contracción (Bloque). Son grietas interconectadas que dividen el pavimento en bloques aproximadamente rectangulares, con lados de 30cm y 3M. Estas grietas son causadas principalmente por contracción de asfalto, por efecto de las variaciones cíclicas de temperatura. No están asociadas con cargas o fatiga, e indican que el asfalto se ha endurecido considerablemente. Ocurren generalmente en grandes áreas del pavimento, algunas veces en áreas sin tráfico. En general difieren de las grietas piel de cocodrilo por el tamaño de los bloques, y que estas últimas son causadas por cargas (fatiga) y ocurren solo en áreas traficadas: Nivel de severidad: BAJA (L) Ver Clasificación de Grietas. MEDIA (M): Longitudinales y Transversales. ALTA (H): (Fallas No. 10). DERECHOS RESERVADOS
  • 25. Forma de medición: Grietas de contracción son medidas en M2 de área afectada. Normalmente ocurren con una sola severidad en la misma sección del pavimento. Si se observan diferentes niveles de severidad, estos deben reportarse separadamente. 2.2.3.4 Elevaciones-Hundimientos. Las elevaciones son pequeñas y localizadas protuberancias de la superficie del pavimento. A diferencia de las deformaciones por empuje, que son producidas por inestabilidad del pavimento, las elevaciones son producidas por: (1) Movimientos y levantamientos de trozos de losas de concreto debajo de la capa asfáltica. (2) Hinchamiento por congelación. (3) Infiltración de materiales en las juntas. Los hundimientos son pequeñas y abruptas deformaciones de la superficie. No debe confundirse esta falla con las deformaciones mas pronunciadas y largas, producidas por hinchamiento (Falla No.18). Nivel de severidad: BAJA (L): Producen un bajo efecto sobre calidad de rodaje. MEDIA (M): Producen medio efecto sobre calidad de rodaje. ALTA (H): Producen alto efecto sobre calidad de rodaje. Forma de medición: Las elevaciones y hundimientos se miden en metros lineales. DERECHOS RESERVADOS
  • 26. Si estas fallas se presentan perpendiculares al tráfico y separadas menos de 3 metros, se denominan corrugaciones (falla No. 5). Si se presentan conjuntamente con grietas ambas fallas deben ser tomadas en consideración. 2.2.3.5 Corrugaciones: Estas están conformadas por hundimientos y crestas (ondulaciones), espaciadas menos de 3 metros, en sentido transversal al tráfico. Son causadas normalmente por el tráfico en pavimento de base o superficie inestable. Nivel de severidad: BAJA (L): Produce bajo efecto sobre calidad de rodaje. MEDIO (M): Produce medio efecto sobre calidad de rodaje. ALTA (H): Produce alto efecto sobre calidad de rodaje. Forma de medición: Se miden en M2 de área. 2.2.3.6 Depresiones. Son áreas de pavimento con elevación inferior a las adyacentes. Las pequeñas depresiones son difíciles de observar en los pavimentos secos. Bajo la lluvia se producen emposamientos de agua, que normalmente dejan una marca de contorno al secar. Generalmente son productos de asentamientos de la fundación o fallas constructivas. Pueden producir rugosidad y ser peligrosas al llenarse de agua. Se diferencian de los hundimientos en que no son abruptos. Nivel de severidad: DERECHOS RESERVADOS
  • 27. BAJA (L): 13 a 25 mm. (1/2 a 1 Pulg.) MEDIA (M): 25 a 51 mm. (1 a 2 Pulg.). ALTA (H): más de 51 mm. (> a 2 Pulg.). Forma de medición: Se miden en M2 de área. 2.2.3.7 Grietas de Borde. Son grietas longitudinales paralelas, contenidas en una franja de 30 a 60cm. en el borde externo del pavimento. Esta falla es acelerada por las cargas y puede ser causada por congelación de la base y/o subrasante, materiales expansivos y falta de soporte lateral. En algunos casos se puede llegar a producir pérdida del borde por disgregación. Nivel de severidad. BAJA (L): Grietas de baja severidad son disgregación. MEDIA (M): Grietas de media severidad con algo de disgregación y rotura de borde. ALTA (H): Considerable rotura de borde y disgregación en grietas. Nota: Nivel de severidad de grietas ver falla No. 10 Forma de medición: Esta falla se mide en metros lineales. 2.2.3.8 Grietas de Reflexión de Juntas (De Losas de Concreto). DERECHOS RESERVADOS
  • 28. Solo ocurren en capas asfálticas colocadas sobre pavimentos de concreto (rígidos). No incluyen grietas de reflexión de ningún otro tipo de base o material bajo el asfalto superficial. Normalmente son longitudinales y transversales causadas por contracción y expansión, o movimiento de las losas por infiltración de agua. Esta falla no esta asociada con el tráfico, sin embargo, este puede producir disgregación de los bordes de grieta, y agrietamiento adicional. Si el pavimento esta fracturado a lo largo de la grieta se dice que existe disgregación de los bordes. El conocer las dimensiones de la losa de concreto ayuda en la identificación de estas grietas de reflexión. Nivel de severidad: BAJA (L): …………………………..…Ver clasificación de las grietas. MEDIA (M): ……………………………... longitudinales y transversales ALTA (H): …………………………… ….(falla No. 10). Forma de medición: Se miden en metros lineales, la longitud correspondiente a diferente severidad debe anotarse por separado aun cuando se trate de una sola grieta. Si se observan elevaciones o hundimientos (falla No. 4), deben anotarse por separado. 2.2.3.9 Desnivel Calzada-Hombrillo. Diferencia de elevación entre el borde del pavimento y el hombrillo. Normalmente causado por erosión o asentamiento del hombrillo, o elevación de la calzada sin nivelar la altura del hombrillo. Nivel de severidad: BAJO (L): La diferencia de elevación es de 25 a 51 mm (1¨ a 2¨). MEDIO (M): La diferencia de elevación entre 51 102 mm (2¨ a 4¨). ALTO (H): La diferencia de elevación es mayor de 102 mm (4¨). DERECHOS RESERVADOS
  • 29. Forma de medición: Esta falla es medida en metros lineales. 2.2.3.10 Grietas longitudinales y transversales. (No se consideran las grietas de reflexión de losas de concreto) las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o eje de construcción. Son generalmente causadas por: (1) Mala construcción de junta en franjas de asfalto. (2) Contracción del asfalto debido a los cambios de temperatura y el envejecimiento. (3) Reflexión de las grietas del pavimento inferior, grietas en el asfalto, o losas de concreto (no de juntas en losas). Las grietas transversales son aproximadamente perpendiculares al eje del pavimento y pueden ser causadas por las mismas razones indicadas. Estos tipos de grietas no están generalmente asociadas con el tráfico y/o cargas. Nivel de severidad: Una de las siguientes condiciones existe. BAJA (L): (1) Grietas de ancho inferior a 10 mm (3/8”). (2) Grietas selladas adecuadamente de cualquier ancho. MEDIA (M): (1) Grietas sin sellar de ancho entre 10 y 76mm. (3/8 a 3”). DERECHOS RESERVADOS
  • 30. (2) Grietas sin sellar hasta 76mm (3”) con grietas finas adyacentes. (3) Grietas selladas de cualquier ancho en las que varios centímetros del pavimento adyacente está severamente dañado. ALTA (H): (1) Grietas selladas o sin sellar con grietas adyacentes de media y/o alta severidad. (2) Grietas sin sellar de más de76 mm (3”) de ancho. (3) Grietas de cualquier ancho de los que varios centímetros del pavimento adyacente está severamente dañado. Forma de medición: Las grietas longitudinales y transversales se miden en metros lineales. La longitud y severidad de cada grieta debe ser identificada. Si una grieta muestra varias severidades, estas deben diferenciarse. Si una elevación o hundimiento (Falla No.4) ocurre simultáneamente, también esta debe anotarse. 2.2.3.11 Bacheo y Zanjas reparadas. Un bache es un área de pavimento que ha sido reparada mediante el empleo de material nuevo. Un bache es considerada un defecto, independientemente de lo bien que haya sido ejecutado. Generalmente produce algo de rugosidad. Nivel de severidad: BAJA (L): Bache viene ejecutado y en condición satisfactoria. Tiene bajo efecto sobre la calidad de rodaje. MEDIA (M): El bache muestra moderado deterioro, tiene efecto medio sobre calidad de rodaje. DERECHOS RESERVADOS
  • 31. ALTA (H): Baches severamente deteriorados que deben ser prontamente reemplazados. Tiene alto efecto sobre la calidad de rodaje. Forma de medición: Estas fallas se miden en M2 de área. Si un mismo bache presenta diferentes niveles de severidad, estos deben anotarse por separado en base al área que ocupe. Ninguna otra falla (como grietas o deformación por empuje) es anotada dentro de un bache, solo se cuenta el área del bache en función de su severidad. Si una extensa área del pavimento ha sido reemplazada, esta debe considerarse como pavimento nuevo y no como un bache. 2.2.3.12 Agregados Pulidos: Esta falla es causada por los pases del tráfico. Cuando el agregado superficial se pule la adherencia con los neumáticos se reduce considerablemente. El agregado pulido se cuenta cuando un examen detallado revela que la textura del pavimento es inadecuada y la superficie de las partículas de agregado es suave al tacto. Este tipo de falla esta asociada con baja resistencia a la fricción. Nivel de severidad: No se define el nivel de severidad. Sin embargo, el grado de pulitura debe ser significativo antes de que sea incluido como defecto. Forma de medición: Se mide en M2 de área. Si hay exudación (falla No.2), debe contarse y el agregado pulido no se considerará. 2.2.3.13 Huecos. DERECHOS RESERVADOS
  • 32. Los huecos son pequeñas fallas de forma cóncava y diámetros generalmente inferiores a 0.9 M. Usualmente tienen bordes angulosos y verticales en las cercanías de la superficie. Crecen rápidamente por el efecto del agua acumulada en el propio hueco. Son producidos por disgregación (debido al tráfico) de pequeñas área del pavimento. Este se desintegra debido a los defectos de mezcla, puntos débiles en la base o subrasates o grietas piel de cocodrilo de alta severidad. Los huecos son generalmente causados por una falla estructural y no debe confundirse con disgregación y desintegración (falla No. 19). Cuando los huecos son consecuencia del deterioro progresivo de fallas del tipo piel de cocodrilo deben considerarse como huecos (falla No. 13) y no como fallas No. 19. Nivel de severidad: El nivel de severidad para huecos de diámetro interior a 76,2cm (30”) se basa tanto en el diámetro como la profundidad. DIAMETRO PROMEDIO (cm.). Profundidad Máxima (cm.) 10 a 20 (4¨a 8¨) 20 a 45 (8¨a 18¨) 45 a 76 (18¨a 30¨) 1.2 a 2.5 cm. (1/2¨a 1¨) L L M >2.5 a 5 cm. (1¨a 2¨) L M H >5 cm. (>2¨) M M H Si el hueco tiene mas de 76 cm. de diámetro (30”) el área debe medirse en M2 y dividirse entre 0.47 M2 para determinar el numero equivalente de huecos. Si la profundidad es menor a 2.5cm (1”) se considera de severidad media (M). Si la profundidad es mayor de 2.5cm se considera de alta severidad (H). DERECHOS RESERVADOS
  • 33. Forma de medición: Se cuenta en número de huecos, clasificándolos en cada nivel de severidad por separado (L, M, H). 2.2.3.14 Cruces de Rieles: Ellos producen depresiones o elevaciones que afectan la calidad de rodaje. Nivel de severidad: BAJA (L): Produce bajo efecto sobre calidad de rodaje. MEDIA (M): Produce medio efecto sobre calidad de rodaje. ALTO (H): Produce alto efecto sobre calidad de rodaje. Forma de medición: Se mide el área en M2 . Si los rieles (o la junta entre la estructura y el pavimento) no afecta la calidad de rodaje, debe ignorarse. *NOTA: Esta falla se sugiere que sea reemplazada por “acceso a puentes y pontones”. 2.2.315 Ahuellamiento. El ahuellamiento es una depresión longitudinal, bajo las huellas de los neumáticos. El pavimento puede levantarse a lo largo de los bordes de la depresión. Generalmente el ahuellamiento se observa después de la lluvia, al llenarse de agua las depresiones. El ahuellamiento es originado por la deformación permanente de la subrasante o alguna capa del pavimento, DERECHOS RESERVADOS
  • 34. normalmente causado por consolidación o movimiento lateral de los materiales bajo efecto del tráfico. El excesivo ahuellamiento puede producir una falla estructural del pavimento. Nivel de severidad: profundidad average del ahuellamiento. BAJA (L): 6 a 13mm. (1/4” – 1/2”). MEDIA (M): >13 a 25mm. (>1/2” – 1”). ALTA (H): >25mm. (>1”). Forma de medición: El ahuellamiento se mide en M2 de área, y su severidad se determina por la profundidad media del ahuellamiento. 2.2.3.16 Deformación por empuje. Es un desplazamiento o deformación permanente producida por el tráfico en un área localizada del pavimento. Cuando el trafico “empuja” sobre el pavimento produce, una corta y abrupta cresta o deformación. Este tipo de falla se produce mayormente en mezclas con asfalto líquido o emulsiones, así como en mezclas de baja estabilidad. Es común donde se une un pavimento rígido con uno asfáltico. En este caso el pavimento rígido empuja, produciendo tal tipo de falla por deformación en el asfalto. Nivel de severidad: BAJA (L): Produce bajo efecto sobre la calidad de rodaje. MEDIA (M): Produce medio efecto sobre la calidad de rodaje. ALTO (H): Produce alto efecto sobre la calidad de rodaje. DERECHOS RESERVADOS
  • 35. Forma de medición: Esta falla es medida en M2 de área. NOTA: si esta falla ocurre en un bache (falla No. 11), se considera en la definición del nivel de severidad de bache y no como falla separada. 2.2.3.17 Grietas de Deslizamiento. Son grietas en forma de media luna, con sus puntas en el sentido de la dirección del tráfico. Son causadas por el deslizamiento de la capa asfáltica superficial y ocurren por falta o exceso del riesgo de adherencia. Nivel de severidad: BAJA (L): el ancho de grietas es menor de 10mm. (3/8”). MEDIA (M): ocurre alguna de estas situaciones: (1) El ancho de grieta entre 10 y 38mm. (3/8” – 1.5”). (2) El área adyacente a las grietas muestra grietas finas. ALTA (H): ocurre en alguna de estas situaciones. (1) ancho de grietas mayor de 38mm (1.5.”). (2) el área adyacente a las grietas muestra trozos sueltos. Forma de medición: Se mide en M2 de área. 2.2.3.18 Hinchamiento. DERECHOS RESERVADOS
  • 36. Es caracterizado por un levantamiento de la superficie del pavimento, afectando una longitud mayor de 3m. Puede estar acompañado por agrietamiento y es causado por expansión del suelo de la subrasante. Nivel de severidad: BAJA (L): El levantamiento produce bajo efecto sobre la calidad de rodaje. Este nivel es difícil de detectar visualmente. MEDIA (M): produce medio efecto sobre la calidad de rodaje. ALTA (H): produce alto efecto sobre la calidad de rodaje. Forma de medición: Se mide en M2 de área. 2.2.3.19 Disgregación y Desintegración. Se produce por desgaste de la capa asfáltica superficial, caracterizada por la pérdida de agregado y/o ligante asfáltico que produce partículas sueltas. Esta falla generalmente indica que el ligante se ha endurecido o que la mezcla es de mala calidad. Este fenómeno también puede ser causado por neumáticos con cadenas o clavos de fricción. Nivel de severidad: BAJA (L): La superficie comienza a mostrar desprendimiento de agregado y pequeños orificios. MEDIA (M): El desprendimiento de agregado se incrementa y la superficie es moderadamente rugosa. DERECHOS RESERVADOS
  • 37. ALTA (H): La superficie muestra considerable desgaste y desprendimiento de agregado. La rugosidad es fuerte, los orificios tienen menos de 10 cm. de diámetro y 13 mm. (1/2”) de profundidad. Orificios mayores a estas dimensiones se cuentan como huecos (Falla No. 13). Forma de medición: Se mide en M2 de área. DERECHOS RESERVADOS
  • 38. MARCO METODOLOGICO. 3.1 Tipo de investigación. La investigación dada su naturaleza, se enmarca en la modalidad de proyecto factible, el cual está definido por la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (1998), como: “La investigación, elaboración propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requeridos o necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a formulaciones de políticas, software, tecnologías, métodos o procesos”. En este aspecto, el trabajo se enmarca en esta modalidad de investigación por tratarse de la elaboración de un software interactivo para el diseño de cálculo del índice de condición de pavimento flexible. Fundamentalmente este trabajo consistirá en diseñar y crear un software, que cumpla con un alto grado de interactividad con el usuario, además de implementar las técnicas mas adecuadas de programación bajo el lenguaje Visual Basic 6.0. Para la realización del software, se analizaron procedimientos ya existentes y se desarrollaron algoritmos los cuales se implementaron en el Manual de cálculo del P.C.I. desarrollado por la Marina Norte Americana en 1978 y traducido para su uso en Venezuela por el Ingeniero PhD. Augusto Jugo. Éste consiste en un grupo de tablas logarítmicas que permiten encontrar una relación entre los porcentajes de densidad y los valores de deducción, los cuales son definidos detalladamente en el marco teórico del trabajo de investigación. DERECHOS RESERVADOS
  • 39. Para el desarrollo de este trabajo, se tomó en cuenta el sistema de cálculo tradicional junto con la realización del software. Cada uno de estos métodos conduce a la determinación de una condición de pavimento. Con respecto al diseño del ambiente para la introducción de datos de la unidad de pavimento a analizar se mantuvo en forma similar a la planilla utilizada del método de cálculo del P.C.I. Se adoptaron las condiciones que utiliza el manual de PCI como son las diferentes tipos de fallas encontradas en el pavimento, el valor del área de la falla a estudiar y su ubicación en la planilla. De igual forma se mantuvo el mismo concepto para la introducción de los datos obtenidos en campo. Para el diseño de una serie de fórmulas la cual nos permitieran obtener una solución entre los porcentajes de densidad y valores de deducción de cada una de las diez y nueve fallas se estudiaron las gráficas y se obtuvieron valores de x, y, los cuales nos permiten obtener de esta manera una correlación entre valores, y que a su vez nos permite el diseño de las diferentes ecuaciones con cada severidad y falla existente en la gráficas respectivas. Esto fue posible gracias al uso de programas de interpolación de curva que se encuentra dentro de las herramientas implementadas por la investigación citando alguno (Interpolación de curvas de Excel). Dentro de la sección de anexo en el punto, (Anexo N° 5) se podrá observar un ejemplo de ilustración del proceso de obtención de ecuaciones para las curvas. Al igual que las fallas de pavimento, el ajuste del valor total de deducción el cual se determina como una sumatoria de los valores de deducción de cada falla, se estableció un procedimiento sencillo de promedio para lo cual el programa lo analiza e interpreta automáticamente. El valor de deducción corregido el cual en el método tradicional también se determinan por medio de una gráfica que relaciona el valor de deducción total y el número “q” para determinar el valor de deducción corregido, también se hizo con el mismo procedimiento de las fallas expuesto con anterioridad y el cual permite diseñar ecuaciones que interpreten cada una de las curvas necesarias y utilizadas en la gráfica. DERECHOS RESERVADOS
  • 40. Para el diseño de la tabla de resultado se hizo por medio de una hoja de resultados en Excel, la cual permite una mejor visualización y entendimiento para el usuario. Esta permite que los resultados de cada unidad de área estudiada junto con los resultados del estudio de la misma se puedan observar para la selección de todas o una determinada tabla que el usuario desee. En la hoja de Excel o tabla de resultados como se denominó en este caso, también se le colocó una identificación de la unidad, la cual permite que en el momento de la impresión del documento este se diferencie de otras con su número, identificación, nombre del usuario, y toda la información requerida para iniciar el cálculo del Sistema Automatizado de Índice de condición de pavimento. (S.A.P.C.I.), la cual se encuentra ubicada en la pantalla principal del programa. Al programa en un aspecto complementario se le colocó la función de calcular un área de bacheo sugerida la cual se estableció su proceso de cálculo por normas documentadas y como porcentaje de mayoración se le adiciono un 36% de incremento al área para contemplar así el área que por corte se genera en la falla. (Este porcentaje de mayoración es a criterio del usuario, quedando en libertad de incrementarlo o disminuirlo según su condición.) Como complemento del programa, se creo una ayuda que permite conocer la definición de los términos, conceptos básicos del cálculo, ejemplos del cálculo ilustrados, etc. De esta manera la ayuda nos permite conocer la información documentada del método de cálculo del P.C.I. El sistema utilizado para el diseño de la ayuda fue creado bajo un ambiente de página Web, para facilitar con esto el uso y entendimiento para la persona que lo requiera. Todos los puntos mencionados en este capítulo los cuales pertenecen al diseño del programa denominado S.A.P.C.I por sus siglas y cuyo significado es Sistema Automatizado del Índice de Condición del Pavimento, son realizados por medio del uso de lenguaje de programación Visual Basic 6.0 que fue nombrado con anterioridad en el inicio de esta capitulo. Si se requiere DERECHOS RESERVADOS
  • 41. mayor ilustración del método de programación dirigirse a la documentación expuesta en el Manual de uso del programa de lenguaje Visual Basic 6.0. DERECHOS RESERVADOS
  • 42. CONCLUSIONES En el diseño de un Sistema Automatizado para el cálculo del Índice de condición del pavimento se determinó que: 1) La información obtenida para la elaboración del programa automatizado de cálculo del PCI se utilizó para la documentación de dicho estudio. 2) Se creó un programa de computación bajo ambiente Windows, con Visual Basic para la aplicación, ésta permite realizar el análisis y cálculo del índice de un pavimento con un fácil manejo y documentado según la norma. 3) Se le determinaron correlaciones en las gráficas del PCI que permitieron determinar una ecuación para las curvas y severidades de cada falla. 4) Se pudo obtener el sistema de ecuaciones que permitió automatizar el cálculo de Valor de Deducción y Valor de Deducción Corregido. 5) Con los resultados obtenidos del programa pudo realizarse un análisis a la condición de un tramo de vía. 6) Con los porcentajes de densidad obtenidos por el programa se logró obtener un área de bacheo sugerida. 7) Se logró culminar con éxito la investigación. DERECHOS RESERVADOS
  • 43. RECOMENDACIONES 1. Al elaborar un estudio de condición de pavimento deben tenerse en cuenta: Información de la vía del sitio, código y nombre. Determinar el tamaño de la vía a estudiar en metros cuadrados. Se debe obtener información del tránsito vehícular de la zona. Información del ingeniero y empresa que realizó la última pavimentación para poder determinar posibles causas. 2. Para el buen funcionamiento del programa y su fácil manejo debe ser leído previamente el manual del usuario. 3. Incorporar dentro del Pensum de la Escuela de Ing. Civil de la Universidad Rafael Urdaneta (URU), La cátedra de “Programación” como materia electiva. DERECHOS RESERVADOS
  • 44. BIBLIOGRAFIA - Balena Fancesco, Programación Avanzada Con Microsoft Visual Basic, Editorial McGraw-Hill. - Blatner Patrick Funciones con Microsoft Excel 2000, Prentice Hall 2000. Tesis de Grado. - Diseño Estructural de Puente Vehicular Isostatico Metálico Aplicando Las Normas AASHTO, Asistido por Medio del Computador Bajo Ambiente Windows (Excel) .Septiembre de 2002. Manuales. - Método de Evaluación de Pavimento PCI Cuerpo de Infantería de la Armada de E.U.A. Reporte Técnico M-268 (1978), Versión en Español por el Ing. Augusto Jugo B. Caracas 1987 DERECHOS RESERVADOS