UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA.

FACULTAD DE INGENIERÍA.

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL.

Proyecto de investigación para obtener calificación en el curso de Introducción a la

Investigación I ciclo.

AUTOR: CASTILLO LI GABRIEL OMAR

ASESOR: JOSÉ CERNA MONTOYA

NUEVO CHIMBOTE – PERÚ

2015

TIPOS DE DETERIOROS DE LA CAPA ASFÁLTICA A LO

LARGO DE TODA LA AVENIDA AGRARIA - NUEVO

CHIMBOTE - 2015

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

I. GENERALIDADES:

1.1. Título:

Tipos de deterioros de la capa asfáltica a lo largo de toda la av. Agraria-

Nuevo Chimbote - 2015.

1.2. Autor:

Castillo Li, Gabriel Omar.

1.3. Nivel y/o exigencia académica:

Pre grado Ingeniería Civil I Ciclo.

1.4. Tipo de investigación:

Descriptiva.

Explicativa.

1.5. El régimen: Libre.

1.6. Ubicación del PIC.:

1.6.1. Región natural: Costa.

1.6.2. Departamento: Ancash.

1.6.3. Provincia: Santa.

1.6.4. Distrito: Nuevo Chimbote.

1.6.5. Unidad de Análisis: Urb. Bellamar.

1.7. Duración del trabajo de la investigación:

1.7.1. Fecha de inicio: Abril del 2015.

1.7.2. Fecha de término: Agosto del 2015.

1.8. Cronograma de actividades:

Meses

Actividades

ABRIL MAYO JUNIO JULIO

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Elaboración del PIC

X X X X

Elaboración de

instrumento

X X

Recolección de datos

X X

Tratamiento estadístico

X X

Elaboración de informe

X X X X

Presentación de informe

X

Sustentación

X

II. PLAN DE INVESTIGACIÓN:

2.1. FUNDAMENTACIÓN:

2.1.1. Conceptualización:

a. Universal.

Una carpeta asfáltica está constituida por un conjunto de capas superpuestas,

relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales

apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se

apoyan sobre la subrasante de una vía obtenida por el moviente de tierra en el

proceso de exploración y que han de resistir adecuadamente los esfuerzos que las

cargas repetidas del tránsito le trasmiten durante el periodo para el cual fue diseñada

la estructura del pavimento.

Características que debe reunir una carpeta asfáltica.- Una carpeta asfáltica

para cumplir adecuadamente sus funciones debe reunir los siguientes requisitos:

Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.

Ser resiste ante los agentes de intemperismo.

Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de

circulación de los vehículos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en la

seguridad vial. Además, debe ser resistente al desgaste producido por el efecto

abrasivo de las llantas de los vehículos.

Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como

longitudinal, que permita una adecuada comodidad a los usuarios en función de las

longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad de circulación.

Debe ser durable.

Presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje.

El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afecta al usuario, asi

como en el exterior que influye en el entorno, debe ser adecuadamente moderado

Debe ser económico

Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, y

ofrecer una adecuada seguridad al tránsito.

Los materiales pétreos para construir carpeta asfáltica son suelos inertes,

provenientes de playones de ríos o de arroyos de depósitos naturales denominados

minas o de tocas, los cuales por lo general requieren cribado y triturado para

utilizarse.

b.Nacional

En el Perú, debido a su diversidad climática requiere de diseños de

pavimentos y mezclas asfálticas con propiedades específicas, para atender las

necesidades de cada región. El conocimiento de las causas que originan la

deformación permanente y de las condiciones climáticas en el Perú, permitirá

anticiparse a un deterioro prematuro de la carpeta asfáltica, lo que incidirá en la

economía del país.

Como es sabido, la degradación de la calidad de la carpeta asfáltica, que se

traduce por irregularidades en los perfiles longitudinales y transversales del

pavimento, generalmente ocurre por los mecanismos que producen deformación

permanente tanto en la mezcla asfáltica que conforma la carpeta de rodadura, así

como también en las diferentes capas de la estructura del pavimento.

El problema del deterioro de la infraestructura vial en la ciudad de Piura y las

consecuencias que este ha provocado son tan notorias que no se puede dejar pasar

más tiempo. Más del 60% de las pistas en la ciudad de Piura se encuentran

deterioradas. El 90% de las calles rehabilitadas por la Municipalidad de Piura han

presentado deterioros en menos de cinco meses de haberse efectuado la

rehabilitación.

En Lima el problema de deterioro en algunos distritos como La Victoria,

Lince, Villa María del Triunfo, San Juan de Lurigancho y Comas la Defensoría del

Pueblo identificó que las pistas se encontraban en mal estado, situación que pone en

riesgo la integridad de los transeúntes así como de los conductores. Al respecto, la

Jefa de la Oficina Defensorial de Lima, Eliana RevollarAñaños, precisó que se trata

de la avenida “26 de Noviembre” en la urbanización Nueva Esperanza en Villa María

del Triunfo, cerca de la cual se ubica el Centro de Salud de la zona. En San Juan de

Lurigancho, se verificaron las malas condiciones en las que se encuentran las

cuadras 4, 5, 6, 7 y 8 de la avenida “09 de Octubre”, así como de la avenida

“Francisco Lazo” en Lince. En La Victoria se corroboró el deterioro de las pistas en

las avenidas “México” y “Nicolás Ayllón”. Mientras que en Comas, se encontró la

misma situación en la avenida “Metropolitana”.

c. Regional

En nuestra región se puede verificar que la mayor parte de las carpetas

asfálticas no se encuentran asfaltadas y si lo están; no llegan a soportar todo el

tránsito que circula por ellas, reflejando así que no se están realizando buenos

diseños estructurales en lo que concierna a la carpeta asfáltica, no se toma en

referencia el tipo de suelo en el que se trabaja, ya que los suelos de la sierra son

más abrasivos que de nuestra misma ciudad urbana, la cual consta de suelos

granulares, gravas, etc. Además de eso se puede notar que el clima varía mucho,

mientras que en la ciudad de Huaraz y alrededores, el clima llega a ser tan frío que

desciende a cero grados, en la costa el clima no es igual, esto interviene en el

deterioro del pavimento. También se puede verificar que los vehículos no respetan

los límites de carga que tiene cada pavimento, llegando a transportar cargas que

superan su propio peso y fisuran las carreteras, provocan hundimientos, etc.

d. Local

En Chimbote, la población incrementa cada día, así como también el parque

automotor, es por ello que es necesario determinar, evaluar y reparar la carpeta

asfáltica, para así dar mejor calidad de vida a la población y al parque automotor.

Actualmente en la carpeta asfáltica del jirón Ladislao Espinar, se puede

observar que existe un deterioro muy severo en algunas zonas, como por ejemplo en

las esquinas de cada cuadra se presentan agujeres y hundimientos en la carpeta

asfáltica, y esto es producto del tránsito de vehículos con el peso inapropiado para

estas calles.

En la Av. Universitaria se llega a presenciar hundimientos y áreas en la que

hubo exudación del asfalto, dejando a la intemperie el agregado. Esto provoca daños

y molestias al tránsito vehicular y a la población que delimita esta área. En esta

avenida, que comprende también a la Urb. Garatea, es visible el deterioroy a la vez

detectable, pues cuando las personas viajan en automóviles por esta zona, sienten

cómo rebotan losneumáticos; esto es porque hay partes hundidas en el pavimentado

y no está nivelado. Por esto es que se debe verificar en qué tipo y nivel de deterioro

se encuentra nuestras pistas, para poder darles una rehabilitación y corregir el daño

presente.

e. Unidad de Análisis.

La avenida Agraria está ubicada en el distrito de Nuevo Chimbote, provincia de

Santa, departamento de Áncash. Es una de las avenidas con mayor extensión dentro

de la urbanización Bellamar más largas en todo Bellamar y Garatea, esta es una

avenida comercial, puesto que está llena de restaurantes, panaderías, boticas,

ferreterías, e incluso un mercado. Pero a pesar de ser una avenida comercial nos

damos cuenta de que la carpeta asfáltica se encuentra deteriorada, con diferentes

magnitudes, tales como o en donde podemos observar: huecos, grietas, y en casi

todo el pavimento de la zona está la piel de cocodrilo, que también es un tipo de

deterioro.

Para Montejo (2006), los materiales disponibles son determinantes para la

selección de la estructura de pavimento más adecuada técnica y económicamente.

Por una parte, se consideran los agregados disponibles en canteras y depósitos

aluviales del área. Además de la calidad requerida, en la que se incluye la deseada

homogeneidad, hay que atender al volumen disponible aprovechable a las facilidades

de explotación y al precio, condicionando en buena medida por la distancia de

acarreo. Por otra parte, se deben considerar los materiales básicos de mayor costo:

ligantes conglomerantes, especialmente

De la calidad de la subrasante depende en gran parte el espeso que debe tener

un pavimento, sea éste flexible o rígido. Como parámetro de evaluación de esta capa

se emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por esfuerzo

cortante bajo las cargas de tránsito. Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del

selo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales

variaciones de volumen (hinchamiento-retracción). Los cambios de volumen de un

suelo de subrasante de tipo expansivo pueden ocasionar graves daños en las

estructuras, que se apoyen sobre este, por esta razón cuando se construya un

pavimento sobre este tipo de suelos deberá tomarse la precaución de impedir las

variaciones de humedad del suelo para lo cual habrá que pensar en la

impermeabilización de la estructura. Otra forma de enfrentar este problema es

mediante la estabilización de este tipo de suelo con algún aditivo, en nuestro medio

los mejores resultados se han logrado mediante la estabilización de suelos con cal.

(Montero, 2006).

Esta carpeta asfáltica ha sido construida encima de un arenal como se es

sabido, la arena nunca se lograra compactar si es que esta no tiene una base de

rocas u algún tipo de tierra con mayor densidad. Con el paso del tiempo la arena ha

ido cediendo y el hundimiento de la carpeta asfáltica de esta avenida ha sido

inevitable.

Según Montejo (2006), los factores que en nuestro medio más afectan a un

pavimento son las lluvias y los cambios de temperatura.Las lluvias por su acción

directa en la elevación del nivel freático influyen en la resistencia, la comprensibilidad

y los cambios volumétricos de los suelos de subrasante especialmente. Este

parámetro también influye en algunas actividades de construcción tales como el

movimiento de tierra y la colocación y compactación de captas granulares y

asfálticas.

Es un factor importante dentro del deterioro, puesto el calor o el frio excesivo

daña la contextura de la carpeta asfáltica.

Otro causante del deterioro de la carpeta asfáltica es la brisa del mar, puesto

que por lo que ya se sabe que el salitre afecta toda construcción echa por el hombre

sea del material que sea.

Montejo (2006) sostiene que para el dimensionamiento de los pavimentos

interesan las cargas más pesadas por ejes (simple, tándem, trídem) esperadas en el

carril de diseño (el más solicitado, que determinara la estructura del pavimento de la

carretera) durante el periodo de diseño adoptado. La repetición de las cargas de

tránsito y la consecuente acumulación de deformaciones sobre el pavimento (fatiga)

son fundamentales para el cálculo. Además, se deben tener en cuenta las máximas

presiones de contacto, las solicitaciones tangenciales en tramos especiales (curvas,

zonas de frenado y aceleración, etc.), las velocidades de operación de los vehículos

(en especial las lentas en zonas de estacionamiento de vehículos pesados), la

canalización del tránsito, etc.

También tenemos al tránsito de vehículos con el peso inapropiado, como uno

de los principales causantes del daño de esta carpeta asfáltica.

2.1.2 Antecedentes:

a. Universal

Título:

Análisis de falla prematura de carpeta asfáltica construida sobre pavimento

existente.

Autor:

BRICE-MANUEL CATALA.

Muestra:

Calles por las que transita el Transantiago (Chile).

Metodología:

Para lograr los objetivos se aplicará el método siguiente: - En el capítulo 2 se

revisará los antecedentes básicos del proyecto inicial de repavimentación. - Después

en el capítulo 3 se hará una investigación previa sobre el fallo, haciendo un

levantamiento de los deterioros, describiéndolos y destacando los principales

orígenes posibles de falla. - Luego se tomará cada origen posible de deterioro y se lo

analizará metódicamente, comparándolo con las referencias y los requisitos. Los

puntos que se analizarán son la mezcla asfáltica colocada en el capítulo 4; las capas

estructurales del pavimento en el capítulo 5; y los otros orígenes posibles como el

diseño estructural, el tránsito y el agua a través del sistema de drenaje en el capítulo

6. Para cada punto se concluirá si cumple con los requisitos y si es una de las causa

del fallo. - Finalmente, en el capítulo 7, se hará una discusión de los resultados

obtenidos, antes de presentar las conclusiones finales del trabajo. En todo el

desarrollo, se tratará de mantener una orientación metódica, organizando la

importante cantidad de datos, comparando sistemáticamente con los documentos de

referencias y especificaciones, analizando los resultados y a partir de este análisis,

elaborar las conclusiones que en estricto rigor de ahí derivan.

Conclusiones:

En conclusión, el estudio que se presenta en esta memoria, permitió saber

por qué ocurrió este deterioro prematuro. El resultado del análisis mostró que el fallo

se atribuye a un conjunto de factores que desencadenaron el deterioro progresivo y

acelerado. Mostró igualmente que tiene como causa basal algunas deficiencias en la

concepción del proyecto. Este estudio permitió también proponer un método

aplicable a otras calles similares para conocer las razones de un deterioro. En este

sentido, puede ser interesante dado la cantidad de calle en Santiago que presentan

deterioros prematuros.

Por fin, este estudio buscó de manera sistemática las deficiencias que

impidieron un buen desempeño del proyecto de repavimentación. Esto, para que no

se vuelva a cometer los mismos errores. De un punto de vista personal, este trabajo

me permitió ver cómo funciona el mundo de la construcción vial urbana en Chile. Me

impactó la complejidad del entorno de las obras viales urbanas, y los conflictos de

tipo económico, políticas públicas o estratégicos que existen. Ojala los intereses

propios de cada uno de los actores de este mercado podrán un día converger para

dar a Santiago y a su ciudadanos las calles y avenidas que merecen.

b. Nacional.

Título:

La deformación permanente en las mezclas asfálticas y el consecuente

deterioro de los pavimentos asfálticos en el Perú.

Autor:

Néstor W. Huamán Guerrero.

Muestra:

Territorio Peruano.

Metodología:

Se presenta una investigación bibliográfica general de todos los conceptos

referidos a la deformación permanente, orientándolos a las posibilidades de

aplicación en el territorio peruano. Es así que se efectúa un estudio minucioso de los

que es la reología del asfalto y su consecuente comportamiento como parte

constituyente de las mezclas asfálticas, donde interactúa con los demás materiales

como son los agregados, filler y otros componentes de la misma. Asimismo se

presenta toda la información referida a la deformación permanente, determinando los

ensayos de laboratorio y de campo más usados en el mundo para profundizar el

conocimiento de esta falla y de esta manera lograr una mayor durabilidad de los

pavimentos asfálticos en el Perú.

Conclusiones:

Por la geografía que presenta el territorio peruano, existen altas temperaturas

en diversas zonas como son en la selva alta y baja; así como en la franja costera de

aproximadamente 3,000 kms. a lo largo del Océano Pacífico, especialmente en la

estación del verano, alcanzando temperaturas que inclusive alcanzan los 40°C bajo

sombra. Estas altas temperaturas originan por lo tanto que las carpetas asfálticas

sean sometidas a temperaturas muy altas, haciéndolas proclives a la falla por

deformación permanente, como consecuencia de la susceptibilidad térmica que por

constitución química está presente en el asfalto.

Cuando se evalúan las causas de deformación permanente, las propiedades

volumétricas de la mezcla asfálticas tienen un rol fundamental. Dentro de los

parámetros volumétricos, en ocasiones se recomienda disminuir el contenido de

asfalto de las mezclas, mediante el manejo de la granulometría del agregado y

valores bajos en el contenido de vacíos.

c. Regional.

Título:

Aplicación de la tecnología de pavimento TCP en las calles 56 y 78 de la

habilitación urbana paseo del mar – nuevo Chimbote – Ancash – Perú.

Autor:

Valverde Baltazar, Osmar David - Estación Casanova, Oscar Eduardo.

Muestra:

Calles 56 y 78 de la Habilitación urbana paseo del Mar.

Metodología:

Para lograr demostrar que la alternativa de aplicación de la nueva tecnología

de pavimento a ser empleadas en las calles 56 y 78 de la Habilitación Urbana Paseo

del Mar, cumple con las expectativas técnicas y económicas a comparación de los

pavimentos convencionales; primero se realizó y recolectó ensayos aplicados al

concreto empleado en el pavimento, posteriormente se realizó una comparación

económica entre los pavimentos convencionales y el propuesto en el presente

trabajo.

Paralelamente se realizó la descripción de las consideraciones en campo a

tener en cuenta durante su construcción.

Pre – Procesamiento

Se recolectó datos de la Habilitación Urbana Paseo del Mar, tales como

geometría de la vía a pavimentarse.

Identificar puntos específicos en la Habilitación Urbana Paseo del Mar-Nuevo

Chimbote-Ancash-Perú.

Se realizó los estudios de suelo de fundación y material afirmado, como datos

indispensables para realizar el diseño estructural.

Se determinó los parámetros para el diseño de las calles analizadas en el

proyecto con el programa OptiPave..

Se Realizó el diseño de losa optimizada de concreto.

Se Comparó económicamente el pavimento tipo TCP y el pavimento de

concreto tradicional.

Conclusiones:

La tecnología de pavimentación TCP en el diseño presente, cumple con las

características necesarias para la duración planteada (20 años) y resistencia ante los

EE (160,000), en cuanto al precio se presenta una reducción en el costo del

pavimento TCP frente al pavimento rígido tradicional, del 21.43 %, por lo tanto la

hipótesis es aceptada.

La tecnología de pavimento TCP, cumple con los requerimiento técnicos

mínimos y económicamente muestra un ahorro, en cuanto a la duración por ser un

concreto de f’c=330 kg/cm2, tendrá mayor duración.

Se realizó el estudio de suelos del terreno natural obteniendo un CBR mínimo

de 18.56% a 0.1” de penetración al 95% de la MDS.

Se realizó el estudio de suelos del material de afirmado obteniendo un CBR

mínimo de 86.54% a 0.1” de penetración al 95% de la MDS.

2.1.3. Justificación:

Esta investigación ha sido realizada con la finalidad de conocer y determinar

los tipos de deterioro de la carpeta asfáltica que tiene la Avenida Agraria en el Distrito

de Nuevo Chimbote. Donde se realizará un análisis a lo largo de toda su extensión,

en función de las deficiencias del pavimentos; para así, en base a la información

obtenida, se pueda conocer de manera más exacta el grado de afectación y nivel de

severidad en la que se encuentra dicha avenida, las cuales permitirán tomar

decisiones pertinentes para mejorar las condiciones y hacer posible una

reconstrucción de los pavimentos por parte de la Municipalidad Distrital de Nuevo

Chimbote.

2.1.4. Delimitación:

La siguiente investigación se realizara en la Ur. Bellamar en la que se

analizara la infraestructura de la carpeta asfáltica, para el análisis se observara toda

la Av. Agraria.

Se explicara los tipos de deterioros presentes en la carpeta asfáltica en la

Av. Agraria.

2.2. Enunciado de problema:

¿Cuáles son los tipos de deterioro capa asfáltica a lo largo de toda la av.

Agraria-Nuevo Chimbote en el año 2015?

.

2.3. Hipótesis:

Si existe la capa asfáltica a lo largo de toda la av. Agraria, entonces sus tipos

de deterioro serán, piel de cocodrilo, grietas, hundimiento.

2.4. Objetivos:

2.4.1. Objetivo general:

Identificar cuáles son los tipos de deterioro en la carpeta asfáltica a lo largo de

toda la av. Agraria-Nuevo Chimbote - 2015.

2.4.2. Objeticos específicos:

a)Efectuar un estudio bibliográfico extensivo sobre los factores relevantes

ymecanismos que originan el deterioro en la carpeta asfáltica.

b) En función al logro de los dos objetivos específicos mencionados anteriormente,

presentar conclusiones y recomendaciones para evitar el deterioro del asfalto en la

Av. Agraria.

2.5. Las Variables:

2.5.1 Operacionalización de variables

Variable Definición

conceptual

Definición

operacional

Dimensiones Indicadores Escala de

medición

Tipos de

deterioro

de la

carpeta

asfáltica

Disminución

con el

tiempo de la

vida útil de

la carpeta

asfáltica por

razones de

uso o

efectos

ambientales.

Conjunto de

características

que permitan

identificar los

tipos de

deterioro en la

carpeta

asfáltica, sus

características

y sus

causantes.

Calidad de

la carpeta

asfáltica

Longitud

Grosor del

asfalto

Tiempo de

construcción

Cuestionario

III. METODOLOGÍA:

3.1. Metodología:

Método descriptivo: Ya que nos ayuda a describir sistemáticamente lo que

existe con respecto a las variaciones o las condiciones de una situación, y de

acuerdo al problema planteado, esto se adecua a nuestro proyecto ya que como

investigador debo describir los tipos de deterioro de la carpeta asfáltica, esto a su vez

relacionado con el causante principal de deterioros, y el perjuicio que genera en la

sociedad.

3.2. Tipos de Estudio:

En el siguiente estudio se realiza una investigación explicativa (se explicaran

los motivos por los cuales se deteriora la carpeta asfáltica de la avenida Agraria.) y

descriptiva (ya que solo se presentarán las características de la realidad como

producto de la investigación. Se buscará y recogerá la información para poder dar las

conclusiones del tema.)

3.3. Diseño:

Para Hernández (2010), el presente proyecto de investigación será de tipo de

diseño no experimental. Es no experimental porque las variables no serán

manipuladas durante la investigación, ya que solo se realizaran observaciones de la

muestra para que luego sean analizados.

El diseño de la investigación responderá al siguiente esquema:

M: Representa muestra empleada en la Investigación (Urb. Bellamar)

I: Descripción de los tipos de deterioro.

3.4. Población y muestra:

M I

3.4.1. Población

Para la siguiente investigación la población estará dada por la delimitación

geográfica de las Urbanizaciones Bellamar y Garatea

3.4.2. Muestra:

La muestra estará constituida por la Avenida Agraria, ubicada en la

urbanización Bellamar – Nuevo Chimbote

.