diagnÓstico del desempeÑo del pavimento rÍgido en la

DIAGNÓSTICO DEL DESEMPEÑO DEL PAVIMENTO RÍGIDO EN LA AUTOPISTA NORTE Y TRANSMILENIO

CARLOS ENRIQUE AGUDELO SISTIVA

Tesis

Asesora SILVIA CARO SPINEL

Ingeniera Civil

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL AREA DE PAVIMENTOS

BOGOTA, D.C. 2003

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INDICE

Página. 1. INTRODUCCIÓN. 4 2. AUTOPISTA NORTE. 7

2.1. Generalidades. 7 2.2. Diseño. 8 2.3. Materiales. 9 2.4. Método Constructivo. 9 2.5. Datos Generales del Proyecto. 9

3. OBJETIVOS GENERALES. 14 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 15 5. METODOLOGÍA DE ESTUDIO. 16 6. MARCO TEÓRICO. 18

6.1. Ventajas. 18 6.2. Efectividad. 20 6.3. Consideraciones de Diseño. 20

6.3.1. Espesores Mínimos de losa. 21 6.3.2. Sobrecapas Ultradelgadas. 21 6.3.3. Soporte Característico. 21 6.3.4. Aplicación del Kst. 22

6.4. Preparación Preliminar. 22 6.4.1. Colocación Directa. 22 6.4.2. Fresado del asfalto existente. 23

6.4.2.1. Sobrecapa. 24 6.4.3. Capa Niveladora. 24

6.5. Consideraciones del sitio de construcción. 24 6.5.1. Estructuras elevadas y a nivel. 24 6.5.2. Bermas. 25 6.5.2. Relleno para tendido de pendientes. 26

6.6. Tipos de Daños. 26 6.6.1. Bombeo. 26 6.6.2. Fisuras de Esquina. 26 6.6.3. Fisuras Transversales. 27 6.6.4. Fisuras Longitudinales. 27 6.6.5. Placas Rotas. 27 6.6.6. Desportillamiento en las juntas y 27

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desbordamiento en las esquinas de las placas. 6.6.7. Fallamiento en las juntas. 28 6.6.8. Condición sellantes en las juntas. 28

6.7. Resumen. 28

7. ANÁLISIS DE RESULTADOS. 30 7.1. Daños por carril sentido N-S. 30

7.1.1. Carril Derecho. 30 7.1.2. Carril Central. 31 7.1.3. Carril Izquierdo. 32

7.2. Daños por carril sentido S-N. 34 7.2.1. Carril Derecho. 34 7.2.2. Carril Central. 34 7.2.3. Carril Izquierdo. 36

7.3. Total daños sentido N-S. 38 7.4. Total daños sentido S-N. 39

8. CONCLUSIONES. 41 9. BIBLIOGRAFÍA. 45 10. ANEXOS. 46

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DIAGNÓSTICO DEL DESEMPEÑO DEL PAVIMENTO RÍGIDO EN LA AUTOPISTA NORTE Y TRANSMILENIO. 1. INTRODUCCIÓN. Desde siempre, el hombre ha sentido la necesidad de desplazarse a diferentes lugares y a su vez, de transportar cargas, obligándolo a superar condiciones naturales como la lluvia, ríos, valles, montañas, etc. Sintió la necesidad de buscar vados en los ríos y de recorrer la periferia de los valles antes de construir puentes y túneles. Cada vez que el peso y la velocidad aumentaban, se hizo necesario reducir las pendientes y prolongar las secciones de las curvas teniendo en cuenta la resistencia de los suelos. De la tierra o del pavimento de arcilla, se pasó a la vía reforzada con un empedrado para evitar contactos directos rueda-suelo. Los romanos construyeron excelentes soluciones con el empedrado o el adoquinado, puesto sobre un pavimento de cal, que hoy en día no se ajustan a las especificaciones de comodidad y seguridad, pero aún persisten después de un largo tiempo. El empedrado resistió hasta la aparición de la circulación automovilística y del neumático. El arranque genera fuerzas horizontales, así como la aceleración, el frenado de vehículos y el fenómeno succión degradan rápidamente las superficies de las vías. Los vehículos de transporte aumentaron sus cargas al mismo tiempo que la potencia de los motores y la técnica de calzadas construidas sobre bloques de rocas colocados a mano fue rápidamente sobrepasada. Los principales defectos que sufrió el pavimento después de la primera guerra mundial fueron las fallas superficiales y en las bases, afectados también por el barro del invierno y el polvo del verano. Así fue como apareció el alquitrán de hulla obtenido del coque de las fábricas de gas. Este material fue utilizado desde el principio de la fabricación de las carpetas de rodadura logrando así, la unión y ligazón de los materiales esperando que se diera una semi-penetración para asegurar una mejor unión entre los materiales. Se comprobó que si la capa evitaba el polvo en las épocas secas, ésta se volvía muy lisa para los tiempos de lluvia, viéndose la necesidad de asegurar una rugosidad suficiente por medio de una adecuada exposición de los agregados.

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Posteriormente el petróleo reemplazó al carbón, el asfalto sustituyó el alquitrán y los revestimientos sucedieron a las capas. Al seguir los vehículos aumentando en cantidad, peso y velocidad se pudo comprobar que no solamente los revestimientos se deterioraban, sino que la estructura de los pavimentos no era suficientemente resistente para ese tipo de solicitación, que los materiales no se unían muy bien entre sí, y que no podían repartir adecuadamente las cargas sobre el suelo. Por otro lado, el desarrollo de los pavimentos de concreto de cemento Pórtland se inició en 1865 en Inverness (Escocia), cuyas experiencias fueron hechas en Edimburgo en 1866 y 1872. La primera experiencia en América se remonta a 1891 cuando en Bellfontaine (Ohio – Estados Unidos), se construyó una franja de 80m de largo y 2,4 m de ancho, que aún hoy persiste. En el mismo lugar, dos años después, se construyó el primer pavimento con el ancho de una vía se construyó siendo la primera muestra de un pavimento de concreto como se conoce hoy en día. A partir de 1930, se empezó a tratar el suelo natural con cemento (suelo-cemento). Se construyeron bases mejoradas en estados Unidos, poco sensibles a las condiciones climáticas que facilitaban la construcción de las capas superiores de las vías de alto tráfico o también servían de base para los pavimentos de tráfico menos fuertes. A partir de 1933, comienza la gran era industrial de los pavimentos de concreto, primero en Alemania, como lucha contra el desempleo e igualmente para permitir el rápido desplazamiento de las unidades militares. En esta época también se implementaron los separadores de carriles de sentido contrario y pararon temporalmente los grandes crecimientos del parque automotor. La estructura que se empleó, consistía en una capa de 24 cm de los cuales 5 cm correspondían a la capa de rodadura y su fundación se redujo a una capa delgada de arena compactada y nivelada, recubierta de papel kraft el cual aseguraba el desplazamiento de las losas. Un factor importante que produjo la construcción de pavimentos de concreto es que ha generado el diseño y la construcción de equipos capaces de distribuir, colocar, compactar y nivelar el concreto en una sola pasada, además de nuevos estudios científicos, ensayos físicos, optimización en las mezclas de concreto, eficientes sistemas de curado y diferentes estudios para que el pavimento cumpla cada vez más un mejor servicio. [COLECCIÓN BÁSICA DEL CONCRETO 5. Construcción de pavimentos. Bogotá : ASOCRETO, 2001.]

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Los pavimentos de concreto, desde su construcción, han tenido un excelente desempeño y una larga vida útil. Su tecnología y construcción ha estado en una constante evolución, desarrollando nuevos materiales, nuevos elementos de soporte y nuevos sistemas constructivos. Uno de los más destacados es la rehabilitación de pavimentos flexibles existentes mediante el uso de sobrelosas de concreto, recuperando el índice de servicio de la vía a un bajo costo y en un tiempo reducido. Esta técnica conocida como Whitetopping se inició en Colombia en el año de 1998 con el diseño y construcción de la vía Caracolito – Buenos Aires en el departamento del Tolima , la posterior rehabilitación de 6 Kilómetros de la vía a La Calera en Bogotá, y así se ha venido utilizando en vías de barrios y varios proyectos de infraestructura. Esta técnica se refiere a la construcción de capas de concreto sobre pavimentos de asfalto la cual incluye la reparación del pavimento antes de aplicar la capa, la recolección de las principales deformaciones en el perfil de la vía y la colocación de la capa de concreto que se construye directamente sobre la superficie de asfalto. El concreto ofrece una superficie más fuerte y durable que la del pavimento flexible, mejorando las características de drenaje al eliminar, por ejemplo, los ahuellamientos y desplazamientos , defectos de típicos de dicho pavimento, produciendo una superficie segura y durable con un bajo costo de mantenimiento. La implementación de avanzadas metodologías ha garantizado la calidad, el confort y la durabilidad en las diferentes vías. Gracias a ello, hoy en día se sabe que la construcción de un pavimento implica un Desarrollo Integral del Proyecto donde no solo se diseña y se construye la estructura, sino también, los elementos necesarios que garantizan el adecuado funcionamiento de la vía. Esta tesis pretende realizar un diagnóstico de los daños prematuros en la troncal de la Autopista Norte y Transmilenio en Bogotá. El trabajo incluye el desempeño de estas estructuras ante la aplicación carga / eje del tráfico vehicular del sistema, auscultaciones visuales, verificaciones de diseño e investigaciones sobre los equipos y la técnica constructiva general.

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2. AUTOPISTA NORTE. 2.1. Generalidades. La troncal de la Autopista Norte, es una de las vías más importantes de Bogotá y del país, ya que a ella confluyen parte del tránsito de la Av. Caracas, que cruza la ciudad de sur a norte, parte que viene de las afueras de la ciudad, y de las calles 80, 100, 127, 170 las cuales traen un importante volumen de tránsito pesado de occidente a oriente, que luego tiene salida hacia el norte o sur del país. La vía de 9.6Km fue construida en concreto en el año 1954, conformada por dos calzadas con dos carriles cada una y un separador central. Su configuración inicial era de losas de concreto de 20cm. de espesor sobre una base granular de 190cm. de espesor. Más tarde esta vía fue ampliada y cubierta de asfalto, que con el tiempo se fue deteriorando presentando las típicas fallas del pavimento flexible : fatiga y presencia masiva de piel de cocodrilo. Este deterioro se vio agravado debido a la presencia de un canal lateral que permitía la filtración del agua al interior del pavimento. Estos daños puntuales se originaron debido a la falta de drenaje y a que los árboles contribuían con la desecación del suelo, lo que conllevó a realizar la rehabilitación de la vía, después de 48 años de uso, aprovechando el hecho que debía ser adecuada para el rodamiento del Sistema de Transporte Masivo-Transmilenio en la ciudad. En el año 2000 el pavimento en asfalto deteriorado fue cubierto con un pavimento compuesto por una base en relleno fluido y una superficie en concreto. El diseño del nuevo pavimento tomó como partida el paso de 12.5 Ton. y una carga máxima de 32.5 Ton. por bus. El proyecto exigía en su infraestructura calidad, durabilidad y funcionalidad, premisas por las cuales se decidió tomar la alternativa Whitetopping para la rehabilitación de gran parte de la malla vial de la ciudad, teniendo en cuenta la experiencia adquirida con la vía La Calera, fundamentándose su diseño en lo siguiente: • Realizar la obra en el menor tiempo posible. • Aprovechar la estructura existente. • Poseer, durante la vida útil, una superficie de rodadura estable y uniforme. • Resistir durante 20 años el paso de aproximadamente 150 millones de ejes

equivalentes de 8.2 toneladas. • Poco mantenimiento. • Poca intervención durante las rehabilitaciones. • Durante la vida útil, mantener el nivel de la rasante superficial.

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• Eliminar ondulaciones y ahuellamientos en cruces o estaciones. La operación se realizó bastante rápido debido a que el sistema no exigió el levantamiento de la superficie ya existente y se adecuó la nueva geometría, utilizando relleno fluido como material de nivelación. El relleno fluido utilizado, según el diseño geométrico, tiene una resistencia a la compresión de 30kg/cm 2 y espesor variable, y el concreto de la losa es de MR 50kg/cm 2 con un espesor de 20cm para la Avenida Caracas y 21cm para la Autopista Norte. También se utilizó relleno fluido el la parte donde las estaciones debían estar a un nivel superior de la vía, y en el paso bajo puentes el diseño geométrico tuvo que adecuarse para mantener la altura mínima necesaria. Para mantener la exclusividad del carril, se construyó un sardinel para ser separado de los carriles mixtos, utilizando para su construcción un sistema industrializado con una máquina especializada para este proceso y que garantiza el perfecto terminado y alineamiento. 2.2. Diseño. Se construyeron tres carriles de tráfico y un carril para uso exclusivo de buses de Transmilenio, en cada dirección de la Autopista Norte. En los sitios de paraderos y en los sitios de conectantes se construyeron carriles adicionales. El pavimento está compuesto por una capa de 21 cm de pavimento en concreto, la cual esta colocada en una base de Relleno Fluido cuyo espesor varía entre 5 y 30 cm. Este sistema de pavimento fue colocado como Whitetopping en el pavimento en asfalto existente. El pavimento en concreto solo esta reforzado en el carril para los buses más no para los tres carriles de tráfico. Las juntas entre las placas están espaciadas cada 4.6 m. Las transversales están amarradas usando dovelas de hierro liso en canastas para la transferencia de cargas. Los carriles van unidos longitudinalmente con refuerzo corrugado entre carriles 1 y 2 y entre carriles 3 y 4; entre los carriles 2 y 3 se utilizó refuerzo liso. Las juntas de las placas son menores de 6mm y están selladas con sellantes de silicona. La pendiente transversal del pavimento es del 2% la cual no tenía drenajes laterales para inducir el agua fuera del pavimento. En cambio, una capa de 10 cm de asfalto está colocada a lo largo de los lados del pavimento y un canal de 2 metros corre a lo largo de los lados del pavimento para recoger el agua superficial y mantener un nivel freático bajo debajo del pavimento. [ARMAGHANI, Jamshid. Reporte presentado al Instituto de Desarrollo Urbano. Investigación de daños prematuros en la Autopista Norte. Bogotá, 2002.]

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2.3. Materiales. Con respecto a las propiedades de los materiales, la mezcla del concreto fue diseñada de acuerdo con las debidas especificaciones del IDU. El requerimiento para la resistencia mínima a la compresión fue de 310 kg/cm 2 . La calidad de la mezcla del concreto, la calidad de los agregados y el pegamento en los núcleos fueron los adecuados para las especificaciones requeridas. Como base del pavimento se utilizó un material llamado Relleno Fluido (R.F.), el cual es conocido en USA como Flowable Fill y en el ACI 229R-99 como Controlled Low-Strength Materiales (CLSM). La mezcla de dicho material (R.F.) incluyó agua, cemento y arena fina. Para ayudar el flujo y colocación de la mezcla de R.F se incorporó aire mediante el uso de aditivos. La resistencia del relleno fluido bajo los carriles de tráfico era 30 kg/cm 2 , y 85 kg/cm 2 bajo el carril del bus. [ARMAGHANI, Jamshid. Reporte presentado al Instituto de Desarrollo Urbano. Investigación de daños prematuros en la Autopista Norte. Bogotá, 2002.] 2.4. Método constructivo. En la construcción, la base de Relleno Fluido (R.F.) fue transportada por medio de mixers y puesta in-situ directamente en la superficie del asfalto y regada manualmente entre formaletas laterales. La superficie fue curada usando componentes de curado. El pavimento en concreto fue colocado directamente en la base y las dovelas fueron puestas en la base de R.F. Según el Dr. Armaghani en su reporte al IDU, durante sus observaciones al pavimento, ningún intento fue hecho para prevenir cualquier unión entre las dos capas, además se reportaron que las dos capas fueron unidas en algunas secciones, pero no estaban unidas en otras. Las juntas eran cortadas y luego selladas usando backer rod y sellantes de silicona. [ARMAGHANI, Jamshid. Reporte presentado al Instituto de Desarrollo Urbano. Investigación de daños prematuros en la Autopista Norte. Bogotá, 2002.] 2.5. Datos generales del proyecto : Incluyó la vía y las ampliaciones de paraderos :

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• Longitud de la proyecto = 9600m • Área aproximada = 281000m 2 • Espesor de losa en los carriles de sobrelosas = 21cm • Espesor de losas en los carriles externos (antigua berma) = 25cm • Tipo de pavimento = Whitetopping convencional no adherido • Resistencia del concreto = 50 kg/cm 2 (MR-50) • Transferencia de carga = Pasadores de carga • Nivelación = Relleno fluido • Concreto = 60000 m 3 • Losas de concreto teniendo en cuenta la vía y las ampliaciones de paraderos =

19760 Un • Juntas transversales y longitudinales = 153600 m CONTRATACIÓN TRANSMILENIO FASE 1 : CASO – AUTOPISTA NORTE Estudios y diseños : STEER DAVES AND GLEAVE. ( Dic de 1998 – Nov de 1999) Construcción : CONCIVILES S.A. Inicio contrato : 21 de julio de 2000 Valor inicial : $ 38185 millones Valor final : $ 59000 millones Duración inicial : 8 meses Duración final : 20 meses Acta de liquidación : 23 de agosto 2002 FICHA TÉCNICA ADICIONES Y PRORROGAS EN CONTRATO DE CONSTRUCCIÓN Adición y prórroga No. 1 Fecha : 30 de noviembre de 2000 Valor : $ 4000 millones Prórroga : 6 meses (Estudios y diseños : 2 meses, construcción : 4 meses) Actualización y complemento de estudios y diseños de la Estación Cabecera y construcción de las obras viales de la Estación. Adición y prórroga No. 2 Fecha : 21 de febrero de 2001

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Valor : $ 5300 millones Prórroga : 4 meses Incluyó entre otros el cambio de especificación del relleno fluido y ajustes a los diseños del sistema de drenajes por vallados. Adición y prórroga No. 3 Fecha : 16 de mayo de 2001 Valor : $ 9400 millones Prórroga : 4 meses Construcción de los carriles de tráfico mixto y de Transmilenio entre la calle 170 y la calle 134. Adición y prórroga No. 4 Fecha : 4 de octubre de 2001 Valor : $ 1600 millones Prórroga : 1 mes Obras civiles de iluminación. Subterranización de redes. Construcción de retorno. Adición y prórroga No. 5 Fecha : 15 de noviembre de 2001 Valor : $ 693 millones Prórroga : 28 días Acabados de los túneles peatonales en Estación Cabecera. Construcción casetas de la subestación. Adición y prórroga No. 6 Fecha : 19 de noviembre de 2001 Prórroga : 1 mes Mayor permanencia del contratista en obra. Interventoría : CONSORCIO INTEGRAL S.A. – SILVA CARREÑO Y

ASOCIADOS S.A. – SILVA FAJARDO Y CIA. LTDA. Duración : 12 meses Valor Inicial : $ 1624 millones Valor final : $ 3395 millones Inicio : 17 de abril de 2000 Finalización : Abril de 2001 Acta de terminación : 20 de febrero de 2002 Adiciones y prórrogas en contrato de interventoría

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Adición No. 1 : Valor : $ 266 millones Prórroga No. 1 : 3 meses y 24 días Adición No. 2 : Valor : $ 409 millones Adición No. 3 y prórroga No. 2 : $ 712 millones y 3 meses y 11 días Adición No. 4 y prórroga No. 3 : $ 155 millones y 1 mes Prórroga No. 4 : 28 días Adición No. 5 y prórroga No. 5 : $ 227 millones y mes pasivo y 28 días activos Una vez concluido el proyecto, se encontraron, a comienzos del año 2001, daños puntuales tales como : Fisuras de esquina, fisuras transversales en bloques de losas, desportillamiento en un tramo del carril norte-sur pegado al separador, sello de juntas en mal estado, salida de material por algunas juntas transversales y longitudinales, y mala modulación de juntas induciendo fisuración; esta reparación le costará a la ciudad cerca de 1500 millones de pesos, según un artículo publicado por el periódico El Tiempo el 27 de septiembre de 2002. El periódico afirma que la falla es un peligro para aquellos usuarios de la vía y un serio problema para la troncal por donde a diario se movilizan cerca de 300 mil bogotanos – 180 mil de ellos en Transmilenio –. El viernes 25 de abril de 2003, el periódico El Tiempo publicó otro artículo haciendo referencia al tema, donde se menciona que el distrito invertirá 14 mil millones de pesos en el mantenimiento de la Autopista Norte, la calle 80 y la troncal caracas. El periódico afirma que el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) destinará 5200 millones de pesos para el mantenimiento de las losas de concreto de la Autopista Norte. En este corredor se instalaron 24753 losas de las cuales 6588 presentan algún tipo de daño (27%) y 435 (1.8%) presentan un alto daño. Según la actual directora del IDU, María Isabel Patiño, ya comenzó la recuperación de 55 de dichas losas, asegurando que los trabajos durarán cerca de dos meses, y empezando por donde se encuentran los daños más graves como lo es el sector comprendido entre la calle 170 a la 122. Según los requerimientos del IDU, Conciviles, constructor de la troncal, deberá colocar nuevamente el sello de juntas en el 51% de la vía, haciendo caso a la póliza de estabilidad realizado por la Universidad Nacional de Colombia.

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Debido a los daños prematuros de la vía, a los grandes costos que generará la reparación de los mismos y a la peligrosidad que ofrece a sus múltiples usuarios, es importante hacer una evaluación del desempeño ante la aplicación de las cargas / eje del tráfico vehicular del sistema y realizar un diagnóstico de lo que realmente está pasando con estas estructuras.

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3. OBJETIVOS GENERALES. El objetivo general es realizar un diagnóstico de los daños prematuros en la troncal de la Autopista Norte y Transmilenio en Bogotá. El trabajo incluye evaluar el desempeño de estas estructuras ante la aplicación carga / eje del tráfico vehicular del sistema, realizar auscultaciones visuales, hacer verificaciones de diseño e investigar sobre los equipos y la técnica constructiva general. El alcance del proyecto es definir claramente las causas de daño en la troncal de la Autopista Norte, hacer un diagnóstico específico de su situación actual y averiguar las diferentes medidas que se están tomando al respecto por las partes involucradas. Se debe alcanzar un óptimo desarrollo al respecto teniendo en cuenta las diferentes pautas que se han tomado como base para la elaboración del proyecto en su totalidad. Se debe revisar bibliografía, reportes existentes, planos de diseño, hacer auscultaciones visuales para análisis estadísticos, investigar sobre los equipos utilizados, averiguar la técnica constructiva general, hacer diferentes reuniones con las partes involucradas en diseño, construcción y evaluación, hacer una evaluación de los tipos de daños del pavimento a lo largo de toda la vía, inspeccionar sobre los materiales seleccionados para el diseño, y todo lo que sea necesario para poder dar un diagnóstico completo de las causas de los prematuros daños de la troncal de la Autopista Norte y Transmilenio. El proyecto no incluirá soluciones al problema.

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4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

• Hacer una evaluación de los tipos de daños del pavimento para realizar análisis estadísticos de los mismos a lo largo del tramo de vía seleccionado en la troncal de la Autopista Norte.

• Averiguar si los materiales seleccionados y utilizados fueron los adecuados

para el diseño del pavimento y verificar si los daños encontrados son producto de los mismos.

• Investigar las características del relleno fluido en especial, utilizado en el

diseño, ya que es un material de muy baja resistencia y alta permeabilidad y pudo haber sido factor importante en los daños prematuros.

• Una de las causas de daño con más valor parece ser que es el no prever

un drenaje lateral a lo largo del pavimento en concreto. Uno de los objetivos primordiales es averiguar la veracidad de esto y hasta qué punto está involucrado en las daños de la vía.

• Averiguar si el sellante en las juntas trabajó como se esperaba, ya que el

agua, principal enemigo del pavimento, pudo haberse filtrado y quedado en la interfase provocando daños.

• Verificar las causas de bombeo en ciertos puntos de la Autopista

observados en la dirección norte de la vía, además de fisuras, roturas y asentamientos de placas.

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5. METODOLOGÍA DE ESTUDIO. La recolección de información es un factor primordial en el desarrollo de este proyecto y por eso se hizo necesario empezar la investigación acudiendo a las diferentes fuentes por las que se podría obtener información al respecto. Se contactó al autor de varios artículos concernientes al tema en estudio publicados en el periódico El Tiempo, quién aportó sustancialmente con información muy precisa y bastante detallada, y quien a su vez, me contactó con funcionarios del IDU (Instituto de Desarrollo Urbano), quienes también colaboraron con el desarrollo de esta tesis. Allí se obtuvo información con respecto a reportes existentes, diseños y especificaciones, que fueron de total ayuda para encontrar las fallas y así poder diagnosticar. Entre otros, se destaca el reporte presentado al IDU por el señor Jamshid Armaghani, Ph.D, P.E, “Investigación de daños prematuros en la Autopista Norte”, referente muy importante para el desarrollo de esta tesis. En ASOCRETO (Asociación Colombiana de productores de Concreto), se recolectó bibliografía acerca de la técnica constructiva general con la que fue diseñada la troncal de la Autopista Norte, además de una serie de artículos publicados en su revista Noticreto donde se destacan temas como la rehabilitación de la troncal de la Autopista Norte, entre otros. Ingenieros de esta misma asociación, colaboraron con esta tesis, mencionando su posición con respecto a los daños prematuros de la Autopista Norte y Transmilenio. Otra fuente de información fueron las memorias del II congreso Internacional y XIII Congreso Nacional de estudiantes de Ingeniería Civil “Ingeniería con bases sólidas” realizado en Medellín Colombia en marzo del 2002. Se visitó el proyecto, inspeccionando el problema en que se encuentra la troncal de la Autopista Norte, donde se definió un tramo específico de investigación y auscultación. Este tramo se adoptó para dicho fin, realizando visitas repetidas al proyecto y definiendo las zonas más afectadas, concluyendo que el tramo desde la calle 170 hasta la calle 127, en ambos sentidos, es el más representativo en daños sobre la totalidad de la troncal. A este tramo se le hizo un seguimiento detallado al estado del pavimento, teniendo en cuenta algunas recomendaciones hechas por el señor Jamshid Armaghani, especificados en su reporte. El trabajo de campo fue fundamental. Las auscultaciones visuales fueron de total ayuda para el óptimo desarrollo de la etapa de análisis; en este proceso se realizó

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un video previo de donde fueron tomados algunos resultados como la calidad de confort de la vía, y así mismo, con ayuda de las continuas visitas rápidas por dicho tramo, se generó un panorama muy general sobre el estado de la vía. Se tomaron fotografías a cada tipo de falla encontrada sobre el tramo definido y con esto, se estableció una idea más específica sobre el estado del mismo. Cada paso mencionado fue fundamental para el desarrollo de esta tesis, teniendo en cuenta que la información teórica encontrada debía corroborarse y complementarse con el análisis respectivo del trabajo de campo, haciendo de su conjunto un todo muy fuerte para diagnosticar el estado actual de la troncal de la Autopista Norte y Transmilenio.

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6. MARCO TEORICO. La técnica Whitetopping es conocida por la construcción de capas de concreto sobre pavimentos de asfalto, la cual incluye la preparación del pavimento antes de ser aplicada la capa, la corrección en el perfil de la vía de las principales deformaciones y la colocación de la capa de concreto, que se construye directamente sobre la superficie de asfalto. Para diseñar la sobrecapa de concreto, se deben tener en cuenta las características estructurales y geométricas, la capacidad de soporte de la vía existente, y se debe realizar un nuevo estudio de tráfico actual y futuro. Cuando este sea el caso, se vuelve a diseñar la vida útil de la vía. Este tipo de rehabilitación se utiliza cuando la vía existente presente un nivel de deterioro medio, con presencia de algunos huecos, donde se vea afectada la carpeta de rodadura. 6.1. Ventajas. La superficie de concreto reduce considerablemente el tiempo y las demoras causadas por el mantenimiento de una superficie de asfalto y sus sobrecapas ofrecen beneficios a largo plazo para las entidades encargadas de los aeropuertos y las carreteras. Los ahuellamientos, los desplazamientos, las grietas causadas por temperatura, la piel de cocodrilo (fatiga) y los daños generados por el ambiente en las losas, exigen labores de mantenimiento como los sellados de grietas y tratamientos superficiales sobre estas. Una superficie de concreto es duradera y requiere mucho menos tiempo y dinero para su mantenimiento. Donde las restricciones presupuestales y los altos niveles de tránsito hacen que las interrupciones en el tráfico y las actividades de mantenimiento frecuentes sean intolerables, las sobrecapas de concreto son particularmente efectivas. También se pueden utilizar para mejorar la seguridad de la superficie de un pavimento. Es de gran peligro para el usuario los desplazamiento y ahuellamientos en el asfalto causadas por las cargas pesadas, siendo este un problema serio en los sitos en donde los vehículos frenan y arrancan frecuentemente como las intersecciones, las rampas, los peajes y áreas de estacionamiento en los aeropuertos. Cuando los ahuellamientos se llenan con agua, se causa deslizamiento o pérdida de control de los vehículos, lo cual puede generar accidentes y lesiones personales. En las vías con ahuellamientos, el hidroplaneo

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es también un problema serio particularmente en las vías principales. Por estudios realizados, se ha determinado que las distancias de frenado en las superficies de concreto son muchos menores que para las superficies de asfalto, especialmente cuando está húmedo y ahuellado. Las sobrecapas de concreto no desarrollan las fallas encontradas en las de asfalto. Con la colocación de una sobrecapa de asfalto, la experiencia ha demostrado que cuando ocurre el ahuellamiento este no se elimina, reaparece por la incapacidad del concreto asfáltico de alcanzar la compactación adecuada en las huellas de las ruedas de soportar las presiones y cargas del tráfico de hoy en día. El concreto puede rellenar uniformemente las huellas existentes en el asfalto y así corregir el perfil de la superficie. Se disminuye considerablemente la vida útil de la sobrecapa de asfalto debido al reflejo de las grietas, que es otra de las faltas que puede ocurrir. Esto no ocurre en las losas de concreto por la facilidad de atender los problemas existentes en la capa inferior. Han sido utilizadas como reemplazo de la “construcción por etapas” de los pavimentos flexibles las sobrecapas de concreto sobre pavimentos de asfalto. La primera capa se deteriora antes de lo previsto por haber sido subdiseñada, en la mayoría de los casos; lo cual genera que las siguientes capas de asfalto no tengan un buen comportamiento debido a que los problemas de la capa original se reflejan rápidamente a través de las nuevas, inclusive, si se especifica una capa de asfalto más gruesa, los resultados no son mucho mejores. Un análisis a largo plazo de la rehabilitación y de los costos de mantenimiento de la “construcción por etapas” comparado con la sobrecapa de concreto revela que ésta última es la solución de menor riesgo, además de ser la más duradera. Otra de las ventajas de las sobrecapas de concreto es que se evitan los posibles problemas de construcción que pueden ocurrir al reconstruir un pavimento En algunos sitios los pavimentos se construyeron sobre subrasantes muy pobres, o en subrasantes saturadas, que incrementan el tiempo necesario para terminar el proyecto y causan dificultades en el proceso constructivo. Si existen suelos pobres bajo el pavimento fallado o el nivel freático es alto, es necesario excavar y luego hacer un relleno considerable para la construcción. Se puede construir una sobrecapa de concreto directamente sobre la superficie del pavimento flexible, sin tener que retirar o reparar la subbase o la subrasante a lo largo de la vía. Es necesario fresar el asfalto hasta un nivel apropiado, para mantener los niveles de la rasante de la sobrecapa en las transiciones, antes de los puentes y en las estructuras en la vía. Para ahorrar costos de construcción causados por el mal tiempo, es posible pavimentar con una sobrecapa de concreto directamente sobre el asfalto

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existente. La construcción de un pavimento nuevo se puede suspender por varios días, después de una lluvia fuerte, mientras que la rasante llega a un nivel aceptable de humedad. El constructor puede quitar el exceso de agua de las huellas con facilidad, con las sobrecapas de concreto. Por lo tanto, la construcción del pavimento de concreto sobre el de asfalto puede seguir inmediatamente cese la lluvia en la mayoría de los casos . 6.2. Efectividad. Durante su ciclo de vida, las sobrecapas de concreto ofrecen un alto nivel de servicio, el cual es la medida de la capacidad del pavimento para servir al tráfico, y es función de la integridad estructural y de la comodidad de manejo. Esta funciona estructuralmente como si estuviera construida sobre una base fuerte, lo que impide fallas como bombeo, la pérdida de soporte, escalonamiento y grietas de esquina en las losas. En un estudio reciente de la ACPA acerca de las sobrecapas de concreto en seis estados no se encontraron señales de fallas estructurales. Esta sobrecapa, cubre problemas aislados que se reflejarían a través de una capa flexible. Es necesario reparar el pavimento existente antes de colocar una sobrecapa de asfalto, porque en cualquier sistema flexible las capas subyacentes necesitan distribuir una porción considerable de la carga; la sobrecapa de concreto reemplaza las capas de asfalto al soportar la carga sobre el asfalto deteriorado y por lo tanto necesita menos reparación. 6.3. Consideraciones de diseño. Las sobrecapas de concreto sobre asfalto pueden ser simples con juntas (Pueden o no tener barras de transferencia de carga), reforzadas con juntas o continuamente reforzadas. La mayoría han sido simple con juntas. Se debe seguir un método de diseño confiable para calcular el espesor de las losas, en cualquier caso, este debe ser capaz de caracterizar el soporte estructural que le dará a la nueva capa el pavimento existente. Se requiere que la separación entre las juntas, al igual que con todos los pavimentos de concreto, la transferencia de cargas, la estimación del tránsito y el drenaje sean los adecuados para asegurar la larga vida del pavimento. Un diseño confiable que incluya esos factores provee excelente servicio durante el período de diseño, de 20 a 30 años o más aproximadamente.

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6.3.1. Espesores mínimos de losa. El nivel de tráfico esperado incluye en el espesor de diseño de las losas, puede ser determinado utilizando los mismos procedimientos usados para los pavimentos nuevos. El espesor varía típicamente entre 20 y 30 cm para vías principales y autopistas. Para vías secundarias la mayoría de los diseños varían entre 13 y 18 cm, aunque hay proyectos que se han construido con 10 cm de espesor. Típicamente la corona el pavimento de asfalto excede la corona necesaria para la sobrecapa el borde con espesor mayor mejora la capacidad de soporte de cara del pavimento, duplicándola al aumentar el espesor 2.5 cm. Es muy común encontrar bordes con espesor mayor que el resto de la sobrecapa de concreto en vías secundarias. 6.3.2. Sobrecapas ultradelgadas. Las sobrecapas ultradelgadas, son capas delgadas de concreto de alta resistencia y rápido fraguado que se aplica sobre el pavimento de asfalto; se emplea principalmente en parqueaderos, calles residenciales, urbanas y vías de bajo volumen. Se ha considerado utilizar fibras de refuerzo para darle monolitismo y solidez. Las losas tienen menos de 10 cm de espesor y tienen juntas cada 1.80 metros o menos. Estas sobrecapas, son una combinación de las aplicaciones de las sobrecapas de concreto con las técnicas de pavimentos de concreto de rápida puesta en servicio (Fast Track). Se está investigando más sobre ésta prometedora innovación que puede revolucionar la construcción de sobrecapas en el futuro. 6.3.3. Soporte característico. Determinar el soporte que las capas existentes proveen a la nueva, es un requisito adicional para diseñar sobrecapas de concreto. La mejor manera de hacerlo es con pruebas de deflexión no destructivas. La resistencia (módulo de elasticidad) de cada capa del pavimento se estima usando los datos de la deflexión. Un deflectómetro de impacto de masas (FWD) mide la deflexión característica de las capas existentes. Estos valores se toman en cuenta para el proceso de diseño.

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A cambio de realizar el ensayo anterior, se puede determinar el “módulo de soporte de la fundación” (ksf) el cual es un valor del módulo efectivo de reacción de la subrasante (k) para varias capas de base y es particularmente útil en donde las medidas del FWD son muy costosas o simplemente son imposibles de hacer. El “módulo de soporte de la fundación “(Ksf) se estima usando una combinación de gráficas. En el estudio de suelos, se puede encontrar la información del suelo de la subrasante original de la vía o puede estimarse a partir de perforaciones. [INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO. Aplicación de capas de concreto sobre pavimentos de asfalto ( Whitetopping ). Notas Técnicas Pavimentos de Concreto. Bogotá : ICPC.] 6.3.4. Aplicación del Kst. Como un procedimiento estándar de diseño se usa el módulo de soporte de la fundación, en lugar de módulo de reacción de la subrasante. Todos los otros valores de entrada se determinan de la misma manera que para pavimentos nuevos. 6.4. Preparación preliminar. En las áreas en que la subrasante haya fallado, y no proporcione soporte uniforme a las sobrecapa, debe retirarse y reemplazarse. Sólo es necesario reparar problemas serios del pavimento existente como ahuellamientos severos, desplazamientos o huecos. Después de hacer las reparaciones del caso, se debe decidir cómo se va a tratar la superficie deformada antes de colocar la sobrecapa. Se han utilizado varios métodos como los siguientes: 1) Barrer y colocar directamente, 2) Fresar para nivelar la superficie, Y 3) Colocar una capa niveladora. 6.4.1. Colocación directa. La superficie no se trata y las huellas se llenan con el concreto de la nueva capa, al utilizar la colocación directa, no es necesario fresar, hacer gradación de finos ni otra actividad. La colocación directa se recomienda para todos los casos en los que el ahuellamiento no supere los 5 cm.

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Una cuadrilla de topografía debe hacer el levantamiento de varias secciones transversales del perfil deformado, para determinar el volumen de concreto necesario. Generalmente, se levantan secciones en cada estación (30 metros) a lo largo de las tangentes verticales y curvas de radio grande. Se necesitan secciones a intervalos más próximos (7.5 metros) en las curvas de poco radio. Las secciones transversales permiten estimar el área de la sobrecapa en cada sección. Los volúmenes se estiman con las áreas de las secciones transversales a lo largo del proyecto y proporcionan un sistema preciso para que la entidad y el contratista estimen las cantidades de concreto. La distancia entre cada sección se debe determinar por el ingeniero. Se toman elevaciones donde la cuadrilla de topografía determine que la sección está deformada, para cada sección transversal. Son muy frecuentes las medidas en los bordes del pavimento, línea central, huellas y puntos en la mitad de cada carril. Se determina la sección transversal usando las elevaciones medidas y una elevación de superficie propuesta, que debe incluir los requisitos de espesor, incluso sobre elevaciones altas de la superficie existente. El cálculo de las áreas transversales es similar al usado para las cantidades de obra. Algunos equipos automáticos de topografía también pueden determinar el perfil de la superficie: frecuentemente lo usan los departamentos viales para el control de pavimentos, pero se pueden usar también para el cálculo de volúmenes. Como no se necesitan procedimientos constructivos previos, la construcción directa es muy efectiva desde el punto de vista de costos. Además, el costo del levantamiento de las secciones transversales es mucho menor que el de nivelar la superficie. [INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO. Aplicación de capas de concreto sobre pavimentos de asfalto ( Whitetopping ). Notas Técnicas Pavimentos de Concreto. Bogotá : ICPC.] 6.4.2. Fresado del asfalto existente. Al fresar el asfalto existente, las distorsiones de la superficie se pueden quitar. Usualmente se deben remover entre 2.5 y 7.5 cm de la superficie para que el perfil quede uniforme. El fresado establece la pendiente transversal de la vía y el acabado de la rasante según sea necesario. La sobrecapa se construye sobre una superficie pulida. Este método toma menos tiempo de topografía que la colocación directa y es menos costoso, aunque incurre en el costo del fresado y del manejo de los materiales removidos que pueden ser usados para la construcción de bermas.

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Al planear las sobrecapas de concreto, se debe considerar el costo del fresado y de la colocación directa. Incluso se pueden aprovechar las ventajas de cada técnica; por ejemplo, se pueden fresar las elevaciones antes de comenzar a colocar la sobrecapa y dejar intacto el resto de la superficie. 6.4.2.1. Sobrecapa. A veces limitan la posibilidad de las sobrecapas debido a la geometría, el espacio libre y las restricciones en el derecho de vía. En estas ocasiones son muy adecuadas las sobrecapas de concreto. Para que se pueda colocar el pavimento de concreto dentro de las restricciones geométricas imperantes y prevalecen las ventajas de usar el pavimento excitante como plataforma, la superficie existente de asfalto se debe fresar suficientemente. Se fresan únicamente los carriles de asfalto y las bermas se dejan tal como estén para usarlas en la construcción de la sobrecapa, en la mayoría de las veces, la rasante final queda entre 4 y 5 cm sobre las bermas. Después de colocar la capa de concreto, se reafirman las bermas o se rellenan con material resultante del fresado. 6.4.3. Capa niveladora. Usualmente se necesitan entre 2.5 y 5 cm de capa niveladora, la cual puede crear una superficie de pavimento uniforme para quitar las distorsiones. Debido a su costo, no es recomendable utilizar ésta alternativa donde las deformaciones sean menos que 5 cm. Además, el tiempo y los requisitos de terminación son también factores que influyen, ya que, colocar una capa niveladora requiere otra operación en la ruta crítica para completar el proyecto. Se requiere menos tiempo para su colocación, debido a que el concreto llena las huellas existentes en el asfalto. Generalmente el fresado es también más económico que una gran capa niveladora, 6.5. Consideraciones del sitio de la construcción. 6.5.1. Estructuras elevadas y a nivel.

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La AASHTO recomienda un gálibo de por lo menos 4.30 metros sobre la vía. Debido al espesor de la losa, los proyectos de sobrecapa pueden necesitar que se reconstruya parte del pavimentos bajo las estructuras elevadas. El diseño de secciones adelgazadas paulatinamente entre la sobrecapa y secciones de reconstrucción completa puede mejorar la eficiencia de la construcción. Generalmente éstas secciones se construyen después de fresar la superficie de asfalto, entre 100 y 150 metros. 6.5.2. Bermas. Las sobrecapas de concreto sobre asfalto necesitan nuevas bermas así como sardineles y cunetas. Donde sean aceptables las bermas de agregado, pueden construirse con el material resultante del fresado, pero si se requiere de bermas de superficie dura, se debe considerar el concreto por su bajo costo, facilidad de construcción y ventajas que tiene sobre las bermas bituminosas. Las bermas de concreto reducen los esfuerzos estructurales y las deflexiones de las losas de la Sobrecapa y a la vez, incrementan la vida útil del pavimento. Si las bermas pueden estar en servicio por el mismo tiempo de las losas si son ligadas a la estructura del pavimento. Se deben ligar con barras deformadas para maximizar su beneficio estructural. La junta longitudinal entre la berma y el carril es segura y fácil de sellar, y proporciona la permeabilidad y vida útil del pavimento. Otro punto importante, es que se debe considerar la capacidad estructural de la berma manejando el mismo espesor en la interfase con la losa. La berma es adecuada para tomar parte del tráfico cuando sea necesario, lo que representa un beneficio en los periodos de mantenimiento, sellado de juntas, etc. Una berma bituminosa requiere operaciones adicionales, incluyendo materiales, equipo y mano de obra. Generalmente requiere una secuencia de construcción diferente y mayor tiempo para su terminación, lo que produce mayores costos, que posiblemente no se tengan al hacer las bermas en concreto. Las bermas de concreto se pueden pavimentar junto con la sobrecapa y se obtiene de las mismas plantas de mezclado que se usan para el resto del proyecto. A veces resulta más económico utilizar bermas de material bituminoso cuando en algunos proyectos se encuentre disponible el asfalto fresado después de hacerle correcciones a la superficie. Se necesitará transportar una menor cantidad de material granular al sitio de construcción.

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6.5.3. Relleno para tendido de pendientes. El análisis de las pendientes laterales para zanjas y terraplenes es muy importante. En terreno ondulado o plano la AASHTO recomienda pendientes 6:1 para terraplenes de menos de 1.20, y mayores para terreno empinado. Por el incremento en la elevación debido al espesor de la losa el relleno se hace necesario a lo largo de la sobrecapa. Una solución práctica para reducir el volumen de relleno es cambiar la pendiente del terraplén, lo que requiere menos material y tiempo de construcción y por lo tanto resulta menos costoso. 6.6. Tipos de daños. 6.6.1. Bombeo. El bombeo es causado por agua atrapada debajo del pavimento, la cual es forzada a salir a través de las juntas y fisuras bajo la presión de vehículos pesados. Este caso, puede ser observado como manchas a lo largo de las juntas o fisuras transversales o longitudinales debido a la salida del agua o en manchas mojadas y/o depósitos de una sustancia polvorienta blanca en o alrededor de las juntas donde el sellante de las juntas ha sido roto o no se encuentra. 6.6.2. Fisura de Esquina. Es una fisura diagonal que se encuentra localizada dentro de 1m de la esquina de una placa individual. Su causa se debe a la formación de vacíos debajo de las esquinas de la placa resultado del bombeo; también puede ser por el tráfico pesado cuando la esquina de la placa está flectada; con bajo tráfico se pueden generar cuando una barra de amarre o junta longitudinal está muy cerca de la esquina de la placa y está cruzando con la barra de dovela o junta transversal más cercana. 6.6.3. Fisuras transversales. Estas fisuras se extienden a lo largo de las placas y está normalmente localizada en el medio tercio de la longitud de la placa. Son causadas por el tráfico pesado

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frecuentemente, cuando hay placas largas mayores a 6 m, y una base débil o debilitada. Una fisura transversal dentro de los 50 cm de la junta está normalmente relacionada a la demora del cortado de la junta. 6.6.4. Fisuras longitudinales. Estas fisuras van paralelas a la dirección del tráfico. Las fisuras longitudinales son formadas bajo tráfico pesado por una base débil o debilitada, una compactación pobre del concreto durante su construcción, o demora durante el corte de la junta longitudinal. 6.6.5. Placas rotas. Una placa con una serie de combinaciones de fisuras, dividen la placa en tres o más segmentos. Las placas rotas son causadas por una falla estructural de una base débil o debilitada. También pueden crearse debido al agrupamiento entre fisuras individuales, o ramificaciones de fisuras sencillas en múltiples direcciones. 6.6.6. Despotillamiento en las juntas y desbordamiento de las esquinas de

las placas. El desportillamiento en las juntas son fisuras irregulares que empiezan y terminan en la misma junta. Pueden ser causados por falta de limpieza después de cortada la junta. El concreto puede ser desbordado fuera de las esquinas de las placas debido al bombeo o a un cortado muy temprano de las juntas. 6.6.7. Fallamiento en las juntas. Se refiere a fallamiento cuando hay diferencia en elevación de la superficie entre dos placas adyacentes a lo largo de las juntas transversales o longitudinales. Sus

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fuentes de causa pueden ser el bombeo, una base débil, o el asentamiento diferencial entre dos placas. 6.6.8. Condición sellantes en las juntas. Los sellantes se encargan de que no penetre el agua al pavimento desde la superficie. Esto depende de la calidad del sellante y del procedimiento de instalación. Pobre limpieza de las ranuras de las juntas antes de la instalación del sellante, provoca mala adhesión entre el material y las paredes de la junta. 6.7. Resumen. La técnica Whitetopping es un medio muy bueno para prolongar la vida de los pavimentos de asfalto sin que sea necesario reconstruir gran parte del pavimento. Investigaciones recientes han demostrado que las sobrecapas de concreto proveen más de 20 años de servicio. Esta técnica ha resultado ser muy eficiente porque se ha combinado larga vida de servicio con bajos costos de mantenimiento y un costo inicial muy competitivo. El costo anual es menor que el de las sobrecapas de asfalto, que requieren mantenimiento significativo y renovaciones de la superficie en el mismo periodo de análisis. Los beneficios de la sobrecapa de concreto se ven aumentados considerablemente, debido a las grandes ventajas de mantener un alto nivel del servicio y una mínima interrupción en el tráfico. Las sobrecapas de concreto son aplicables a cualquier pavimento flexible sin importar su estado ni su condición. Se deben considerar al hacer este tipo de recubrimientos los siguientes factores:

• Facilidad de diseño: Los métodos de diseño son los mismos que para un pavimento de concreto nuevo. Sólo se necesita determinar el módulo de soporte de fundación, Ksf, del pavimento de asfalto existente.

• Facilidad de preparación: Por lo general, las sobrecapas de concreto se pueden ser colocadas directamente sobre la superficie de asfalto sin necesidad de preparación.

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• Uso del soporte existente: Las sobrecapas de concreto son eficientes donde la reconstrucción implicaría daño o reparación de las subbases o subrasantes inestables. En estas situaciones, son mínimas las demoras en la construcción.

• Mínima reparación antes de la construcción: Sólo es necesario reparar las

áreas con daños considerables para garantizar el soporte uniforme de la nueva capa.

• Facilidad de construcción: No se necesitan, ni procedimientos de

construcción, ni materiales, ni equipos especiales. Se pueden emplear fácilmente los procedimientos y concretos de los métodos de pavimentación con concreto de alta resistencia inicial.

• Mínima demora de construcción: La construcción no se ve retrasada por la

lluvia intensa que normalmente interrumpe la construcción mientras los materiales granulares se secan. Se puede seguir con la pavimentación poco después de que acabe de llover.

Los siguientes son los detalles más importantes a considerar para diseñar y construir capas de concreto sobre pavimentos de asfalto: Al diseñar y construir una sobrecapa de concreto, se deben tener en cuenta los espesores mínimos recomendados acorde con los volúmenes de tráfico esperados. Se debe fresar la superficie, o construir una capa de nivelación; para eliminar el ahuellamiento se debe considerar solamente cuando éste sea mayor que 5 cm. Además, se recomiendan las juntas reforzadas cuando se trate de vías con un alto nivel de tráfico esperado. [INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO. Aplicación de capas de concreto sobre pavimentos de asfalto ( Whitetopping ). Notas Técnicas Pavimentos de Concreto. Bogotá : ICPC.]

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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS. Después de haber realizado los trabajos de campo sobre la Autopista Norte, las siguientes tablas con sus respectivas gráficas dan un panorama del estado de la vía, primero por carriles / sentido y luego por totales / sentido. Con esta información, se puede dar un diagnóstico de la Autopista Norte, teniendo en cuenta las variables utilizadas para investigar el problema. 7.1. Daños por carril sentido norte – sur. 7.1.1. Carril Derecho. El carril derecho presenta por el tramo definido un total de 5,93% de fallas, donde las fisuras de esquina son las que más alto porcentaje representan de este total, con un 1,76%. El número de placas rotas en este carril representa el más bajo porcentaje con el 0,08%. La calidad de confort es buena dándole una calificación bajo mi criterio de 4,5 sobre 5,0. Troncal Autopista Norte Sentido : Norte -Sur Tramo : Cll 170 - Cll127 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Carril : Derecho Porcentaje Número total de losas 1248 100 Total fallos 74 5,93 Bombeo 7 0,56 Fisuras de esquina 22 1,76 Fisuras Transversales 8 0,64 Fisuras Longitudinales 2 0,16 Placas Rotas 1 0,08 Desportillamiento de Juntas 12 0,96

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Desprendimiento de Material 17 1,36 Fallamiento en las juntas 5 0,40 Condición de Sellantes en las juntas 16 1,28 Calidad de Confort 8 0,64 Calificación Confort sobre 5.0 = 4,5

Gráfica 1. 7.1.2. Carril Central. El carril central presenta por el tramo definido un total de 38,78% de fallas, donde el desportillamiento de juntas y el desprendimiento de material son las que más alto porcentaje representan de este total, con un 10,98% y un 10,02% respectivamente. El número de placas con fisuras longitudinales en este carril representa el más bajo porcentaje con el 1,44%. La calidad de confort es muy regular, poniendo en peligro la integridad de sus usuarios, dándole una calificación bajo mi criterio de 2,5 sobre 5,0. Troncal Autopista Norte Sentido : Norte -Sur Tramo : Cll 170 - Cll127 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros

TOTAL DAÑOS CARRIL DERECHO

Sano (94.07%) Bombeo (0,56%)Fisuras de esquina (1,76%) Fisuras Transversales (0,64%)Fisuras Longitudinales (0,16%) Placas Rotas (0,08%)Desportillamiento de Juntas (0,96%) Desprendimiento de Material (1,36%)Fallamiento en las juntas (0,40%) Condición de Sellantes en las juntas (1,28%)

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Carril : Central

Porcentaje Número total de losas 1248 100 Total fallos 484 38,78 Bombeo 35 2,80 Fisuras de esquina 29 2,32 Fisuras Transversales 65 5,21 Fisuras Longitudinales 18 1,44 Placas Rotas 23 1,84 Desportillamiento de Juntas 137 10,98 Desprendimiento de Material 125 10,02 Fallamiento en las juntas 52 4,17 Condición de Sellantes en las juntas 106 8,49 Calidad de Confort 116 9,29 Calificación Confort sobre 5.0 = 2,5

TOTAL DAÑOS CARRIL CENTRAL

Sano (61,22%) Bombeo (2,80%)

Fisuras de esquina (2,32%) Fisuras Transversales (5,21%)

Fisuras Longitudinales (1,44%) Placas Rotas (1,84%)Desportillamiento de Juntas (10,98%) Desprendimiento de Material (10,02%)

Fallamiento en las juntas (4,17%) Condición de Sellantes en las juntas (8,49%)

Gráfica 2. 7.1.3. Carril Izquierdo. El carril izquierdo presenta por el tramo definido un total de 5,05% de fallas, donde el desportillamiento de juntas es la que más alto porcentaje representa de este

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total, con un 1,68%. No se encontraron placas rotas ni fisuras longitudinales en este carril. La calidad de confort es buena dándole una calificación bajo mi criterio de 4,0 sobre 5,0.

TOTAL DAÑOS CARRIL IZQUIERDO

Sano (94.95%) Bombeo (0%)Fisuras de esquina (0,40%) Fisuras Transversales (1,36%)Fisuras Longitudinales (0%) Placas Rotas (0%)Desportillamiento de Juntas (1,68%) Desprendimiento de Material (1,36%)Fallamiento en las juntas (0,24%) Condición de Sellantes en las juntas (0,16%)

Gráfica 3.

Troncal Autopista Norte Sentido : Norte -Sur Tramo : Cll 170 - Cll127 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Carril : Izquierdo Porcentaje Número total de losas 1248 100 Total fallos 63 5,05 Bombeo 0 0,00 Fisuras de esquina 5 0,40 Fisuras Transversales 17 1,36 Fisuras Longitudinales 0 0,00 Placas Rotas 0 0,00 Desportillamiento de Juntas 21 1,68 Desprendimiento de Material 17 1,36 Fallamiento en las juntas 3 0,24 Condición de Sellantes en las juntas 2 0,16 Calidad de Confort 21 1,68 Calificación Confort sobre 5.0 = 4,0

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7.2. Daños por carril sentido sur – norte. 7.2.1. Carril Derecho. El carril derecho presenta por el tramo definido un total de 1,36% de fallas, donde el desportillamiento de juntas es la que más alto porcentaje representa de este total, con un 0,58%. No se encontraron placas rotas ni fallamiento en las juntas en este carril. La calidad de confort es buena dándole una calificación bajo mi criterio de 4,5 sobre 5,0. Troncal Autopista Norte Sentido : Sur – Norte Tramo : Cll 127 - Cll170 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Carril : Derecho Porcentaje Número total de losas 1248 100 Total fallos 17 1,36 Bombeo 1 0,08 Fisuras de esquina 3 0,24 Fisuras Transversales 1 0,08 Fisuras Longitudinales 1 0,08 Placas Rotas 0 0,00 Desportillamiento de Juntas 7 0,56 Desprendimiento de Material 4 0,32 Fallamiento en las juntas 0 0,00 Condición de Sellantes en las juntas 6 0,48 Calidad de Confort 5 0,40 Calificación Confort sobre 5.0 = 4,5

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TOTAL DAÑOS CARRIL DERECHO

Sano (98,64%) Bombeo (0,08%)Fisuras de esquina (0,24%) Fisuras Transversales (0,08%)Fisuras Longitudinales (0,08%) Placas Rotas (0,00%)Desportillamiento de Juntas (0,56%) Desprendimiento de Material (0,32%)Fallamiento en las juntas (0,00%) Condición de Sellantes en las juntas (0,48%)

Gráfica 4.

7.2.2. Carril Central. El carril central presenta por el tramo definido un total de 11,06% de fallas, donde el desportillamiento de juntas y el desprendimiento de material son las que más alto porcentaje representan de este total, con un 3,45% y un 3,04% respectivamente. El número de placas rotas en este carril representa el más bajo porcentaje con el 0,08%. La calidad de confort es buena dándole una calificación bajo mi criterio de 4,0 sobre 5,0. Troncal Autopista Norte Sentido : Sur – Norte Tramo : Cll 127 - Cll170 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Carril : Central Porcentaje Número total de losas 1248 100 Total fallos 138 11,06 Bombeo 16 1,28 Fisuras de esquina 12 0,96 Fisuras Transversales 20 1,60

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Fisuras Longitudinales 4 0,32 Placas Rotas 1 0,08 Desportillamiento de Juntas 43 3,45 Desprendimiento de Material 38 3,04 Fallamiento en las juntas 4 0,32 Condición de Sellantes en las juntas 30 2,40 Calidad de Confort 27 2,16 Calificación Confort sobre 5.0 = 4,0

TOTAL DAÑOS CARRIL CENTRAL


Gráfica 5. 7.2.3. Carril Izquierdo. El carril izquierdo presenta por el tramo definido un total de 2,32% de fallas, donde las fisuras transversales y el desportillamiento de juntas son los que más alto porcentaje representan de este total, con un 0,72%. No se encontraron fisuras de esquina ni placas rotas en este carril. La calidad de confort es buena dándole una calificación bajo mi criterio de 4,5 sobre 5,0.

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TOTAL DAÑOS CARRIL IZQUIERDO


Gráfica 6.

Troncal Autopista Norte Sentido : Sur – Norte Tramo : Cll 127 - Cll170 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Carril : Izquierdo Porcentaje Número total de losas 1248 100 Total fallos 29 2,32 Bombeo 1 0,08 Fisuras de esquina 0 0,00 Fisuras Transversales 9 0,72 Fisuras Longitudinales 2 0,16 Placas Rotas 0 0,00 Desportillamiento de Juntas 9 0,72 Desprendimiento de Material 7 0,56 Fallamiento en las juntas 1 0,08 Condición de Sellantes en las juntas 3 0,24 Calidad de Confort 4 0,32 Calificación Confort sobre 5.0 = 4,5

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7.3. Total daños sentido N-S. En general, la vía en el sentido N-S presenta un total de daños sobre las 3744 losas aproximadamente de 16,59%, siendo el carril del centro el más afectado, seguido por el carril derecho y por último el carril izquierdo. El desportillamiento de juntas y el desprendimiento de material son las fallas más representativas, con un porcentaje de 4,54% y 4,25% respectivamente. El número de placas rotas representa el 0,64% siendo el porcentaje más bajo de todos los daños. La calidad de confort en la vía es relativamente buena, dándole una calificación bajo mi criterio de 3,66 sobre 5,0, obtenido del promedio aritmético del resultado de los tres carriles. Troncal Autopista Norte Sentido : Norte -Sur Tramo : Cll 170 - Cll127 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Porcentaje Número total de losas 3744 100 Total fallos 621 16,59 Bombeo 42 1,12 Fisuras de esquina 56 1,50 Fisuras Transversales 90 2,40 Fisuras Longitudinales 20 0,53 Placas Rotas 24 0,64 Desportillamiento de Juntas 170 4,54 Desprendimiento de Material 159 4,25 Fallamiento en las juntas 60 1,60 Condición de Sellantes en las juntas 124 3,31 Calidad de Confort 145 3,87 Calificación Confort sobre 5.0 = 3,66

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TOTAL DAÑOS SENTIDO (N-S)


Gráfica 7. 7.4. Total daños sentido S-N. En general, la vía en el sentido S-N presenta un total de daños sobre las 3744 losas, aproximadamente, de 4,91%, siendo el carril del centro el más afectado, seguido por el carril izquierdo y por último el carril derecho. El desportillamiento de juntas y el desprendimiento de material son las fallas más representativas, con un porcentaje de 1,58% y 1,31% respectivamente. El número de placas rotas representa el 0,03% siendo el porcentaje más bajo de todos los daños. La calidad de confort en la vía es buena, dándole una calificación bajo mi criterio de 4,33 sobre 5,0, obtenido del promedio aritmético del resultado de los tres carriles. Troncal Autopista Norte Sentido : Sur – Norte Tramo : Cll 127 - Cll170 K0 : Autopista Norte con Cll 170 Distancia Total : 5200 metros Porcentaje

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Número total de losas 3744 100

Total fallos 184 4,91 Bombeo 18 0,48 Fisuras de esquina 15 0,40 Fisuras Transversales 30 0,80 Fisuras Longitudinales 7 0,19 Placas Rotas 1 0,03 Desportillamiento de Juntas 59 1,58 Desprendimiento de Material 49 1,31 Fallamiento en las juntas 5 0,13 Condición de Sellantes en las juntas 39 1,04 Calidad de Confort 36 0,96 Calificación Confort sobre 5.0 = 4,33

TOTAL DAÑOS SENTIDO (S-N)


Gráfica 8.

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8. CONCLUSIONES. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos de la investigación de campo, se puede concluir que el separador central en ambos sentidos es el que se encuentra más afectado, poniendo en peligro la integridad de los usuarios. Claramente la vía en sentido norte-sur presenta más daños que la vía en el otro sentido. Hay losas que están completamente desintegradas, 0,64% en el sentido N-S y el 0,03% en el sentido S-N; no se encuentran claros los drenajes laterales por donde se pueda evacuar el agua junto con el material fino; los sellantes de las juntas se encuentran en muy mal estado permitiendo el paso de líquido y la salida del relleno fluido, el 3,31% (N-S) y el 1,04% (S-N); la salida de material o bombeo se encuentra en un porcentaje de 1,12% (N-S) y el 0,48% (S-N); fisuras de esquina en un 1,50% (N-S) y en un 0,40% (S-N); fisuras longitudinales en un 0,53% (N-S) y 0,19% (S-N); desportillamiento de juntas en un 4,54% (N-S) y 1,58% (S-N); fallamiento en las juntas del 1,60% (N-S) y del 0,13% (S-N); fisuras transversales del 2,40% (N-S) y del 0,80% (S-N); desprendimiento de material del 4,25% (N-S) y del 1,31% (S-N). La opinión de las partes involucradas en la construcción, inspección y consultorías llegaron a un a serie de conclusiones junto con personas del IDU y de Asocreto, entre las que se destacan: [ARMAGHANI, Jamshid. Reporte presentado al Instituto de Desarrollo Urbano. Investigación de daños prematuros en la Autopista Norte. Bogotá, 2002.] • Las juntas no fueron limpiadas apropiadamente. • El pegante y arena del cortado de las juntas causaron adhesión pobre al

sellante de la junta, dejando el agua penetrar y así causar el bombeo. • El bombeo causó la salida de escombros del corte de las juntas. La sustancia

blanca depositada a lo largo de las juntas y fisuras era en efecto escombro de las juntas y no Relleno Fluido (R.F.)

• El Relleno Fluido era muy poroso. Absorbió agua y llegó a ser débil estructuralmente.

• La baja resistencia del Relleno Fluido es muy susceptible a la erosión. • Las secciones del pavimento con relleno fluido de baja resistencia (30 kg/cm 2 )

se están comportando peor comparadas con las de relleno fluido de más resistencia (85 kg/cm 2 )

• La unión entre el pavimento en concreto y el relleno fluido existió en algunas

secciones y no existía en otras.

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• La inyección de fluido bituminoso debajo de las placas del pavimento parece haber detenido el bombeo en las secciones de prueba. El IDU podría querer continuar inyectando las juntas afectadas.

• Todas las juntas deben ser limpiadas y selladas. • Una investigación es necesaria para desarrollar Relleno Fluido más fuerte y

resistente a la erosión. Según el señor Armaghani, los problemas de bombeo y fisuramiento de la Autopista Norte, están relacionados al diseño, construcción y la selección de materiales. La causa de bombeo es producto del agua atrapada en la interfase entre el pavimento de concreto y el relleno de fluido . Este problema, contribuye al fisuramiento transversal y los asentamientos de las losas, al rompimiento de las losas y a los daños en las juntas. Con respecto a el factor relacionado al diseño el señor Armaghani concluyó que el pavimento fue diseñado usando una base en relleno fluido altamente impermeable. Aunque el diseño incluyó provisiones de drenajes laterales. Con el personal del IDU y los respectivos consultores, se llegó a la conclusión que el diseño del pavimento siguió los lineamientos vigentes practicados en Bogotá, de no incluir drenajes laterales a lo largo de pavimentos en concreto. Adicionalmente, se podría haber supuesto que los sellos de las juntas prevendrían la penetración del agua en las juntas, pero esta suposición no era correcta y la omisión en el diseño era costosa. La falta de drenajes laterales, permitió que el agua penetrara las junta o por otras partes en la interfase entre el pavimento y el Relleno Fluido para quedar atrapada dentro del primero. La única salida del agua era ser bombeada hacia fuera a través de las juntas bajo el impacto de cargas pesadas. Sobre el factor relacionado con la construcción, los sellos en las juntas en algunas secciones parecían haber perdido adhesión, ya que en algunos casos, la junta tenía sitios donde faltaba el sellante, esto es una indicación de una instalación impropia no uniforme de los sellantes en las junta. Los núcleos a través de algunas juntas indicaron que las estas no eran limpiadas apropiadamente, debido a esto, los escombros provenientes del cortado de las juntas era depositados en las grietas de las estas. Los depósitos secos de cemento y partículas de arena en la ranura de la junta, impedían una fuerte adhesión entre el sellante de la junta y las paredes de la misma. Una pobre adhesión contribuyó a un sellado inadecuado y dejo el agua superficial penetrar las juntas y empezar el mecanismo de bombeo. Lo relacionado con el material, muchas secciones del pavimento tenían base en Relleno Fluido de baja resistencia, impermeable, poroso y altamente susceptible a

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la erosión bajo la fuerza de agua en movimiento. Este dará una base rígida en condiciones secas. Sin embargo, cuando se expone al agua en periodos largos, tiene el potencial de debilitarse estructuralmente y desgastarse bajo la acción del bombeo. El Relleno Fluido, tuvo éxito en el proyecto realizado vía La Calera en Bogotá, sin drenaje, debido a que fue construido en un área con gran pendiente y el relleno fluido se ha comportado muy bien en condiciones secas. Por lo contrario, la carencia de drenaje en la Autopista Norte, y la penetración de agua en la interfase de la base y el pavimento crea una gran exposición al agua, lo cual causa erosión y debilitamiento de la estructura del relleno fluido y fricción pobre en la interfase del pavimento y la base. Esto podría conducir la formación de vacíos y asentamientos de placas como bien agrietamiento y rotura de las placas. Asocreto realizó ensayos de campo y laboratorio para determinar las causas de los daños prematuros en la troncal de la Autopista Norte, entre ellos se encuentra: extracción de núcleos de las estructura para verificar la procedencia de material que estaba saliendo por las juntas, verificación de juntas y sellos, ensayos de penetración de humedad lateral para verificar el posible alojamiento del agua después de lluvia en el separador central y la verificación de la estabilidad del relleno fluido en otros proyectos, entre otros. Teniendo en cuenta dichos resultados, Asocreto. llegó a las siguientes conclusiones:

• Comprobaron que el material duro alojado en la cavidad de la junta provenía de la lechada del corte inicial de 3mm que se rigidizó, ya que el corte inicial se realizó entre las 6 y 10 horas de colocación, tiempo en que todavía no se han hidratado algunas partículas de cemento. Se comprobó que no se realizó la limpieza de las cavidades con chorro de agua y aire que son importantes después del corte y antes del sellado de las juntas, problema de tipo netamente constructivo.

• Las fisuras transversales cercanas a las juntas se deben, según Asocreto,

al amarre ocasionado por pasadores de carga o canastillas que se corrieron o se desviaron durante el proceso constructivo.

• Antes de que las losas llegaran a su resistencia mínima para recibir cargas

pesadas, se permitió el tránsito de equipos de construcción, ocasionando esfuerzos que el concreto a esa temprana edad no pudo resistir, fisurando las losas.

• Se almacenó material granular destinados como base para las

ampliaciones y las estaciones sobre las losas recién construidas y sin

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sellos, material que posteriormente fue cargado y arrastrado ocasionando el desportillamiento de algunas losas.

• Debido a la deficiencia del sellado en las juntas, hubo penetración de agua

y material granular fino, comprobado en aquellos sellos inferiores a los 6mm especificados. Otra causa de penetración de agua a la estructura , según Asocreto, es la falta de protección lateral de las losas contra el separador.

• Con ensayos de petrografía y la verificación de juntas y sellos,

comprobaron que lo que está saliendo por las juntas es la lechada del corte de la junta y material granular, que no fueron retirados como estaba previsto en la especificación.

• Según Asocreto, algunos desportillamientos fueron ocasionados por falta de

atención del operario de la cortadora, que no aserró la junta longitudinal por la junta fría existente entre el concreto nuevo y el viejo.

[NOTICRETO LA REVISTA DE LA TÉCNICA Y LA CONSTRUCCIÓN. Rehabilitación de la autopista Norte de Bogotá. Bogotá : ASOCRETO, No. 64, p. 64-69]

Comparto plenamente la idea de que lo más importante de este análisis es que en un proyecto de tales magnitudes el hecho de verificar cada detalle en el proceso de diseño, construcción y operación, proporciona una concepción integral de un pavimento de concreto. [NOTICRETO LA REVISTA DE LA TÉCNICA Y LA CONSTRUCCIÓN. Rehabilitación de la autopista Norte de Bogotá. Bogotá : ASOCRETO, No. 64, p. 64-69]

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9. BIBLIOGRAFÍA.

(1) INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Tesis y otros trabajos de grado. Bogotá : ICONTEC., 1997. (2) COLECCIÓN BÁSICA DEL CONCRETO 5. Construcción de pavimentos. Bogotá : ASOCRETO, 2001. (3) ARMAGHANI, Jamshid. Reporte presentado al Instituto de Desarrollo Urbano. Investigación de daños prematuros en la Autopista Norte. Bogotá, 2002. (4) NOTICRETO LA REVISTA DE LA TÉCNICA Y LA CONSTRUCCIÓN. Rehabilitación de la autopista Norte de Bogotá. Bogotá : ASOCRETO, No. 64, p. 64-69 (5) INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO. Aplicación de capas de concreto sobre pavimentos de asfalto ( Whitetopping ). Notas Técnicas Pavimentos de Concreto. Bogotá : ICPC. (6) II CONGRESO INTERNACIONAL Y XIII CONGRESO NACIONAL DE ESTUDIANTES DE INGENIERÍA CIVIL. Ingeniería con bases sólidas. Medellín : ANEIC (Marzo 2002) (7) PERIODICO EL TIEMPO. Millonario error en troncal. Sección Bogotá. (sep.27, 2002) (8) PERIODICO EL TIEMPO. Nuevo episodio en la troncal de Autonorte. Sección Bogotá. (sep.28, 2002)

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10. ANEXOS

Construcción Pavimento

Relleno Fluido

A continuación se presentan tablas, gráficas y fotos del trabajo de campo hecho a la Troncal de la Autopista Norte y Transmilenio.

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Troncal Autopista Norte Ab. = Abscisado D.J. = Desportillamiento de juntas Sentido : Norte -Sur B. = Bombeo D.M. = Despredimiento Material Tramo : Cll 170 - Cll127 F.E. = Fisura Esquina F.J. = Fallamiento en las Juntas K0 : Autopista Norte con Cll 170 F.T. = Fisura Transv. C.S.J. = Condición de sellantes en las juntas Distancia Total : 5200 metros F.L. = Fisura Long. C.C. = Calidad de Confort Carril : Derecho P.R. = Placas Rotas TIPOS DE FALLA

Grupo Foto Ab. ( m ) B. F.E. F.T. F.L. P.R. D.J. D.M. F.J. C.S.J C.C.

1 4 K0+62 * 1 13 K0+239 * 1 18 K0+347 * * * * * 1 18 K0+347 * * * * 1 19 K0+363 * * * 1 20 K0+369 * 1 21 K0+373 * * * 1 25 K0+536 * * 1 26 K0+742 * * 1 27 K0+749 * * * * * 1 30 K0+769 * * * * 2 15 K1+459 * * * 2 17 K1+503 * * 2 27 K1+651 * * * * 2 31 K1+741 * * 2 36 K1+806 * * * 3 19 K2+122 * 3 20 K2+166 * * * * 3 21 K2+168 * * 3 22 K2+178 * * 3 22 K2+180 * * 4 3 K3+547 * * 4 3 K3+547 * * 4 4 K3+556 * * 4 34 K3+821 * * *

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Tabla 1.

4 40 K3+921 * 5 1 K4+71 * * * 5 5 K4+111 * * * * 5 21 K4+199 * * * 5 32 K4+252 * 6 2 K4+341 * 6 2 K4+342 * * 6 5 K4+360 * 6 7 K4+384 * * * * 6 9 K4+457 * * * 6 9 K4+459 * * * 6 12 K4+476 * * 6 23 K4+672 * * 6 23 K4+672 * * 6 29 K4+949 *

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Troncal Autopista Norte Ab. = Abscisado D.J. = Desportillamiento de juntas Sentido : Norte - Sur B. = Bombeo D.M. = Despredimiento Material Tramo : Cll 170 - Cll127 F.E. = Fisura Esquina F.J. = Fallamiento en las Juntas K0 : Autopista Norte con Cll 170 F.T. = Fisura Transv. C.S.J. = Condición de sellantes en las juntas Distancia Total : 5200 metros F.L. = Fisura Long. C.C. = Calidad de Confort Carril : Central P.R. = Placas Rotas TIPOS DE FALLA


1 1 K0+12 * * * * 1 2 K0+17 * * * * * 1 3 K0+62 * * * * * 1 5 K0+209 * * * * * * 1 5 K0+211 * * * 1 6 K0+205 * 1 7 K0+209 * * * * 1 8 K0+211 * * * 1 9 K0+212 * * * 1 10 K0+216 * * * * * 1 11 K0+221 * * 1 12 K0+237 * 1 14 K0+261 * * * 1 15 K0+262 * * * * 1 22 K0+461 * * * * * * 1 23 K0+466 * * * * * * 1 24 K0+473 * * * * * * 1 24 K0+475 * * * * * * 1 29 K0+763 * * * * 1 29 K0+770 * * * * * * * * 1 31 K0+776 * * * * * 1 32 K0+782 * * * * 1 33 K0+789 * * 1 34 K0+815 * * * * * 1 35 K0+823 * * * *

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1 36 K0+833 * 1 37 K0+843 * * * * * * * * 1 38 K0+857 * * * 1 39 K0+908 * * * * 1 39 K0+908 * * * * * 1 40 K0+916 * * * * 1 41 K0+922 * * * * * * 1 43 K0+954 * * 2 1 K0+962 * * * 2 2 K0+973 * * * 2 3 K1+82 * 2 4 K1+87 * 2 5 K1+279 * * 2 6 K1+290 * * * 2 7 K1+298 * * * 2 8 K1+306 * * * * 2 10 K1+371 * * * * 2 12 K1+391 * * 2 13 K1+406 * * * * 2 14 K1+451 * * 2 16 K1+467 * * * * 2 18 K1+514 * * * * 2 19 K1+525 * * * 2 20 K1+537 * * * * * 2 21 K1+551 * * * * 2 21 K1+551 * * * * 2 23 K1+572 * * 2 25 K1+631 * 2 28 K1+667 * * 2 29 K1+715 * * 2 30 K1+727 * * 2 31 K1+741 * * 2 33 K1+773 * * *

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2 34 K1+786 * * * 2 35 K1+798 * * * 3 1 K1+921 * * * 3 3 K1+946 * * * * * 3 4 K1+961 * * * * 3 5 K1+972 * * * * * 3 6 K1+984 * * * * * 3 7 K1+991 * * * 3 8 K2+11 * * 3 9 K2+23 * * * * * 3 9 K2+25 * * * * * * 3 11 K2+36 * * * 3 15 K2+80 * * 3 16 K2+101 * * * * 3 17 K2+113 * * 3 18 K2+117 * 3 23 K2+253 * * * * 3 24 K2+261 * 3 26 K2+462 * * * * * 3 27 K2+471 * * * * * * 3 28 K2+483 * * * * 3 29 K2+633 * * 3 30 K3+222 * * 3 31 K3+241 * * 3 32 K3+250 * * * * * * 3 33 K3+261 * * * * * 3 34 K3+268 * * * * 3 35 K3+298 * * * * * 3 36 K3+309 * * * * 4 1 K3+315 * 4 2 K3+538 * * * 4 10 K3+640 * * * 4 11 K3+645 * * 4 15 K3+678 * * * 4 16 K3+689 * * * 4 17 K3+694 * * * * * * 4 17 K3+696 * * * * * * 4 18 K3+703 * * 4 19 K3+710 * * 4 20 K3+716 * * * 4 21 K3+724 * * * 4 22 K3+733 * * *

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4 24 K3+747 * * * * 4 25 K3+754 * * * * * 4 26 K3+762 * * * * * 4 31 K3+793 * * * * 4 31 K3+793 * * * * 4 33 K3+807 * 4 34 K3+821 * * * 4 35 K3+834 * * * * * 4 36 K3+845 * * * * * 4 37 K3+852 * * * * 4 39 K3+913 * * * * 5 1 K4+71 * * 5 2 K4+79 * * * * * * 5 3 K4+92 * * * * * 5 4 K4+105 * * * * * * 5 4 K4+105 * * * * * * 5 6 K4+117 * * * * * * 5 7 K4+122 * * * * * * 5 8 K4+129 * * * * * * 5 9 K4+133 * * * * 5 10 K4+139 * * * * * 5 11 K4+146 * * * * * * 5 12 K4+151 * * * * * * 5 14 K4+164 * * * * * * 5 15 K4+170 * * * * * 5 16 K4+175 * * * * * * 5 16 K4+177 * * * * * * 5 17 K4+180 * * * * * 5 18 K4+184 * * * * * 5 19 K4+190 * * * * * 5 20 K4+195 * * * * * * * 5 22 K4+203 * * 5 23 K4+210 * * * * * * 5 23 K4+212 * * * * * * 5 24 K4+217 * * * * * * 5 25 K4+221 * * * * * * * 5 26 K4+224 * * * * 5 27 K4+229 * * * * * * 5 28 K4+231 * * * * * 5 29 K4+235 * * * * * *

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5 30 K4+241 * * * * * 5 31 K4+249 * * * * * 5 33 K4+258 * * * * * * 5 34 K4+263 * * * * 5 34 K4+263 * * * * * * 5 35 K4+271 * * * * * * 5 35 K4+272 * * * * * * 5 36 K4+277 * * * 5 36 K4+278 * * * * * * 5 37 K4+289 * * * * * 5 37 K4+289 * * * * * 5 38 K4+293 * * * * * * * * 5 39 K4+301 * * * * 5 40 K4+310 * * * * * 5 41 K4+314 * * * * 5 42 K4+322 * * * * * * 5 43 K4+326 * * * 6 1 K4+333 * * * * * * 6 3 K4+346 * * * * * 6 4 K4+352 * * * * 6 6 K4+377 * * * * * 6 6 K4+379 * * * * * * 6 8 K4+541 * * 6 10 K4+464 * * * * * 6 11 K4+470 * * 6 12 K4+476 * * * * 6 13 K4+481 * * * 6 24 K4+920 * * * * * 6 25 K4+925 * * * * * 6 26 K4+932 * * * * * 6 27 K4+937 * * * * * 6 28 K4+942 * * *

Tabla2.

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Tabla3.

Troncal Autopista Norte Ab. = Abscisado D.J. = Desportillamiento de juntas Sentido : Norte - Sur B. = Bombeo D.M. = Despredimiento Material Tramo : Cll 170 - Cll127 F.E. = Fisura Esquina F.J. = Fallamiento en las Juntas K0 : Autopista Norte con Cll 170 F.T. = Fisura Transv. C.S.J. = Condición de sellantes en las juntas Distancia Total : 5200 metros F.L. = Fisura Long. C.C. = Calidad de Confort Carril : Izquierdo P.R. = Placas Rotas TIPOS DE FALLA


1 16 K0+322 * * * 1 17 K0+324 * * 1 39 K0+908 * * * 1 42 K0+943 * * * * 1 42 K0+944 * 2 11 K1+382 * * * 2 22 K1+563 * * * * 2 24 K1+588 * * * 2 26 K1+643 * * * 2 32 K1+758 * * 3 2 K1+937 * * 3 14 K2+71 * * * 3 25 K2+270 * * * * 4 23 K3+741 * * * 4 23 K3+741 * * * 4 38 K3+860 * * * * 5 13 K4+156 * * * * 5 43 K4+326 * * * 6 14 K4+533 * * * * 6 15 K4+541 * * * * 6 16 K4+549 * * * * 6 17 K4+552 * * * * 6 18 K4+559 * * * * 6 19 K4+566 * * * * 6 20 K4+577 * * * * 6 21 K4+590 * * 6 22 K4+661 * *

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Troncal Autopista Norte Ab. = Abscisado D.J. = Desportillamiento de juntas Sentido : Sur - Norte B. = Bombeo D.M. = Despredimiento Material Tramo : Cll 127 - Cll170 F.E. = Fisura Esquina F.J. = Fallamiento en las Juntas K0 : Autopista Norte con Cll 170 F.T. = Fisura Transv. C.S.J. = Condición de sellantes en las juntas Distancia Total : 5200 metros F.L. = Fisura Long. C.C. = Calidad de Confort Carril : Derecho P.R. = Placas Rotas TIPOS DE FALLA

Grupo Foto Ab. (m ) B. F.E. F.T. F.L. P.R. D.J. D.M. F.J. C.S.J C.C.

7 2 K4+439 * * * * 7 2 K4+439 * * * 7 22 K3+558 * * 7 22 K3+558 * * * * 7 23 K3+551 * * * * * * 7 24 K3+544 * * * 7 30 K3+179 * * * * 7 32 K3+167 * *

Tabla 4.

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Troncal Autopista Norte Ab. = Abscisado D.J. = Desportillamiento de juntas Sentido : Sur - Norte B. = Bombeo D.M. = Despredimiento Material Tramo : Cll 127 - Cll170 F.E. = Fisura Esquina F.J. = Fallamiento en las Juntas K0 : Autopista Norte con Cll 170 F.T. = Fisura Transv. C.S.J. = Condición de sellantes en las juntas Distancia Total : 5200 metros F.L. = Fisura Long. C.C. = Calidad de Confort Carril : Central P.R. = Placas Rotas TIPOS DE FALLA


7 1 K4+448 * * * * 7 3 K4+163 * * * * * 7 4 K4+155 * * * * 7 5 K4+149 * * * * 7 6 K4+144 * * 7 9 K4+79 * * * 7 10 K3+937 * * 7 11 K3+859 * * * * * 7 12 K3+853 * * * 7 14 K3+838 * * * * 7 16 K3+780 * * * * * 7 18 K3+769 * * * * 7 19 K3+629 * * * * * 7 20 K3+625 * * * * 7 25 K3+539 * * * * 7 26 K3+537 * * * * * * 7 27 K3+218 * * 7 28 K3+211 * * * 7 29 K3+207 * * 7 30 K3+179 * * * * 7 31 K3+172 * * * * * 7 31 K3+172 * * * * * 7 33 K2+885 * * 7 34 K2+424 * *

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7 35 K2+419 * * * * *

7 38 K2+347 * * * * * * 7 39 K2+344 * * * * * * 7 39 K2+340 * * * * * * 7 40 K2+337 * * * * 7 41 K2+292 * * * * * 7 42 K2+283 * * * * * * * 7 43 K2+278 * * * * * * 8 1 K2+259 * * * * * * 8 2 K2+251 * * * * * * 8 3 K2+249 * * * * * * * * 8 4 K2+244 * * * * * 8 5 K2+239 * * * * * * 8 6 K2+232 * * * * * * * 8 7 K2+225 * * * 8 9 K2+180 * * * 8 13 K1+719 * * * 8 13 K1+719 * * * * 8 15 K1+80 * * * * * 8 16 K1+76 * *

8 17 K1+71 * * * Tabla 5.

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58

Tabla 6.

Troncal Autopista Norte Ab. = Abscisado D.J. = Desportillamiento de juntas Sentido : Sur - Norte B. = Bombeo D.M. = Despredimiento Material Tramo : Cll 127 - Cll170 F.E. = Fisura Esquina F.J. = Fallamiento en las Juntas K0 : Autopista Norte con Cll 170 F.T. = Fisura Transv. C.S.J. = Condición de sellantes en las juntas Distancia Total : 5200 metros F.L. = Fisura Long. C.C. = Calidad de Confort Carril : Izquierdo P.R. = Placas Rotas TIPOS DE FALLA


7 7 K4+87 * * 7 8 K4+84 * * 7 10 K3+937 * * 7 13 K3+847 * * * 7 17 K3+775 * 7 21 K3+619 * * * * 7 36 K2+414 * * * * * 7 36 K2+417 * * * * * 8 8 K2+185 * * 8 10 K2+149 * * * 8 11 K2+146 * * 8 12 K2+141 * * * 8 14 K1+385 * *

ICIV 2003-1 01

59

Daños carril derecho sentido N-S

% BOMBEO

0,56%

99,44%

% Losas sin Bombeo% Losas Afectadas

Gráfica 1.

% FISURAS DE ESQUINA

98,24%

1,76%

% Losas sin Fisuras deesquina

% Losas Afectadas

Gráfica 2.

ICIV 2003-1 01

60

% FISURAS TRANSVERSALES

99,36%

0,64%

% Losas sin FisurasTransversales

% Losas Afectadas

Gráfica 3.

% FISURAS LONGITUDINALES

99,84%

0,16%

% Losas sin FisurasLongitudinales

% Losas Afectadas

Gráfica 4.

ICIV 2003-1 01

61

% LOSAS ROTAS

99,92%

0,08%

% Losas en buen estado

% Losas Rotas

Gráfica 5.

% DESPORTILLAMIENTO DE JUNTAS

99,04%

0,96%% Losas sindesportillamiento deJuntas

% Losas Afectadas

Gráfica 6.

ICIV 2003-1 01

62

% DESPRENDIMIENTO DE MATERIAL

98,64%

1,36%% Losas sinDesprendimiento deMaterial

% Losas Afectadas

Gráfica 7.

% FALLAMIENTO EN LAS JUNTAS

99,6%

0,40%

% Losas sin Fallamientoen las juntas

% Losas Afectadas

Gráfica 8.

ICIV 2003-1 01

63

% MALA CONDICION DEL SELLANTE

98,72%

1,28%

% Losas con una buenacondición del sellante

% Losas Afectadas

Gráfica 9.

ICIV 2003-1 01

64

Daños carril central sentido N-

% BOMBEO

97,2%

2,8%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 10.


97,68%

2,32%


% Losas Afectadas

Gráfica 11.

ICIV 2003-1 01

65


94,79%

5,21%


% Losas Afectadas

Gráfica 12.


98,56%

1,44%


% Losas Afectadas

Gráfica 13.

ICIV 2003-1 01

66

% LOSAS ROTAS

98,16%

1,84%


% Losas Rotas

Gráfica 14.


89,02%

10,98%

% Losas sindesportillamiento deJuntas

% Losas Afectadas

Gráfica 15.

ICIV 2003-1 01

67


89,98%

10,02%

% Losas sinDesprendimiento deMaterial

% Losas Afectadas

Gráfica 16.

% FALLAMIENTO DE JUNTAS

9,83%

4,17%


% Losas Afectadas

Gráfica 17.

ICIV 2003-1 01

68


91,51%

8,49%


% Losas Afectadas

Gráfica 18.

ICIV 2003-1 01

69

Daños carril izquierdo sentido N-S

% BOMBEO

100%

0%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 19.


99,6%

0,40%


% Losas Afectadas

Gráfica 20.

ICIV 2003-1 01

70


98,64%

1,36%


% Losas Afectadas

Gráfica 21.


100%

0%


% Losas Afectadas

Gráfica 2

ICIV 2003-1 01

71

% LOSAS ROTAS

100%

0%


% Losas Rotas

Gráfica 23.


98,32%


% Losas Afectadas

Gráfica 24.

ICIV 2003-1 01

72


98,64%


% Losas Afectadas

Gráfica 25.


99,76%

0,24%


% Losas Afectadas

Gráfica 26.

ICIV 2003-1 01

73


99,84%

0,16%


% Losas Afectadas

Gráfica 27.

ICIV 2003-1 01

74

Daños carril derecho sentido S-N

% BOMBEO

99,92%

0,08%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 28.


99,76%

0,24%


% Losas Afectadas

Gráfica 29.

ICIV 2003-1 01

75


99,92%

0,08%


% Losas Afectadas

Gráfica 30.


99,92%

0,08%


% Losas Afectadas

Gráfica 31.

ICIV 2003-1 01

76

% LOSAS ROTAS

100%

0%


% Losas Rotas

Gráfica 32.


99,44%


% Losas Afectadas

Gráfica 33.

ICIV 2003-1 01

77


99,68%


% Losas Afectadas

Gráfica 34.


100%

0%


% Losas Afectadas

Gráfica 35.

ICIV 2003-1 01

78


99,52%

0,48%


% Losas Afectadas

Gráfica 36.

ICIV 2003-1 01

79

Daños carril central sentido S-N

% BOMBEO

98,72%

1,28%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 37.


99,04%

0,96%


% Losas Afectadas

Gráfica 38.

ICIV 2003-1 01

80


0,32%

1,60%


% Losas Afectadas

Gráfica 39.


99,68%

0,32%


% Losas Afectadas

Gráfica 40.

ICIV 2003-1 01

81

% LOSAS ROTAS

99,92%

0,08%


% Losas Rotas

Gráfica 41.


96,55%

3,45%


% Losas Afectadas

Gráfica 42.

ICIV 2003-1 01

82


96,96%


% Losas Afectadas

Gráfica 43.

% FALLAMIENTO DE JUNTAS

99,68%

0,32%


% Losas Afectadas

Gráfica 44.

ICIV 2003-1 01

83


97,60%

2,40%


% Losas Afectadas

Gráfica 45.

ICIV 2003-1 01

84

Daños carril izquierdo sentido S-N

% BOMBEO

99,92%

0,08%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 46.


100%

0%


% Losas Afectadas

Gráfica 47.

ICIV 2003-1 01

85

%FISURAS TRANSVERSALES

99,28%

0,72%


% Losas Afectadas

Gráfica 48.


99,84%

0,16%


% Losas Afectadas

Gráfica 49.

ICIV 2003-1 01

86

% LOSAS ROTAS

100%

0%


% Losas Rotas

Gráfica 50.


99,28%


% Losas Afectadas

Gráfica 51.

ICIV 2003-1 01

87


99,44%


% Losas Afectadas

Gráfica 52.


99,92%

0,08%


% Losas Afectadas

Gráfica 53.

ICIV 2003-1 01

88


99,76%

0,24%


% Losas Afectadas

Gráfica 54.

ICIV 2003-1 01

89

Daños total sentido N-S

% BOMBEO TOTAL

98,88%

1,12%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 55.

% FISURAS DE ESQUINA TOTALES

98,5%

1,5%


% Losas Afectadas

Gráfica 56.

ICIV 2003-1 01

90

% FISURAS TRANSVERSALES TOTALES

97,6%

2,4%


% Losas Afectadas

Gráfica 57.

% FISURAS LONGITUDINALES TOTALES

99,47%

0,53%


% Losas Afectadas

Gráfica 58

ICIV 2003-1 01

91

% LOSAS ROTAS TOTALES

99,36%

0,64%


% Losas Rotas

Gráfica 59.

% DESPORTILLAMIENTO DE JUNTAS TOTALES

95,46%

4,54%


% Losas Afectadas

Gráfica 60.

ICIV 2003-1 01

92

% DESPRENDIMIENTO DE MATERIAL TOTAL

95.75%


% Losas Afectadas

Gráfica 61.

% FALLAMIENTO DE JUNTAS TOTALES

98,4%

1,6%


% Losas Afectadas

Gráfica 62.

ICIV 2003-1 01

93

% MALA CONDICION DEL SELLANTE TOTAL

96,69%

3,31%


% Losas Afectadas

Gráfica 63.

ICIV 2003-1 01

94

Daños total sentido S-N

% BOMBEO TOTAL

99,52%

0,48%

% Losas sin Bombeo

% Losas Afectadas

Gráfica 64.

% FISURAS DE ESQUINA TOTALES

99,6%

0,4%


% Losas Afectadas

Gráfica 65.

ICIV 2003-1 01

95

% FISURAS TRANSVERSALES TOTALES

99,2%

0,8%


% Losas Afectadas

Gráfica 66.

% FISURAS LONGITUDINALES TOTALES

0,19%

99,81%


% Losas Afectadas

Gráfica 67.

ICIV 2003-1 01

96

% LOSAS ROTAS TOTALES

99,7%

0,03%


% Losas Rotas

Gráfica 68.

% DESPORTILLAMIENTO DE JUNTAS TOTALES

98,42%


% Losas Afectadas

Gráfica 69.

ICIV 2003-1 01

97

% DESPRENDIMIENTO DE MATERIAL TOTAL

1,31%

98,69%

% Losas sin Desprendimiento deMaterial

% Losas Afectadas

Gráfica 70.

FALLAMIENTO EN LAS JUNTAS TOTALES

99,87%

0,13%


% Losas Afectadas

Gráfica 71.

ICIV 2003-1 01

98

% MALA CONDICION DEL SELLANTE TOTAL

98,96%

1,04%


% Losas Afectadas

Gráfica 72.

ICIV 2003-1 01

99

Foto 3.

Foto 4.

ICIV 2003-1 01

100

Foto 5.

Foto 6.

ICIV 2003-1 01

101

Foto 7.

Foto 8.

ICIV 2003-1 01

102

Foto 9.

Foto 10.

ICIV 2003-1 01

103

Foto 11.

Foto 12.

ICIV 2003-1 01

104

Foto 13.

Foto 14.

ICIV 2003-1 01

105

Foto 15.

Foto 16.

ICIV 2003-1 01

106

Foto 17.

Foto 18.

ICIV 2003-1 01

107

Foto 19.

Foto 20.

ICIV 2003-1 01

diagnÓstico del desempeÑo del pavimento rÍgido en la

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