PATOLOGIA DE PAVIMENTOS RIGIDOS

patologia de pavimento rigido

lAURA CAMILA JIMéNEZ MARTéNEZ JUAN DAVID GONZéLEZ BELTRáN YEINER Andrey gómez velázquez juan andrés gutiérrez gómez

Tabla de contenido

Introducción

5. Deterioros superficiales.

2. Causas de la patología

6. Otro tipo de deterioros.

3. Grietas.

7. Bibliografia

4. Daños en juntas.

01

Introducción

Se presenta una descripción de los diferentes tipos de daños que puede presentar un pavimento rígido, los cuales fueron agrupados en cuatro categorías generales: • Grietas • Deterioro de las juntas • Deterioro superficial • Otros deterioros Cada uno de los daños correspondientes a cada categoría se describirá, presentando su definición, nivel de severidad, la forma de medición, sus posibles causas, su evolución probable y reparaciones que pueden realizarse. Las fotografías relacionadas con cada tipo de daño se presentan a medida que se describe cada uno de ellos.

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2. Causas de la patología

Esta patología se suele producir por una combinación de baja resistencia o capacidad de deformarse a esfuerzos de tracción de la mezcla bituminosa de la capa de rodadura y por la aparición de esfuerzos de tracción en la superficie del firme. La falta de resistencia a tracción o la excesiva rigidez de la mezcla bituminosa pueden producirse por alguna de las causas siguientes: •Baja cohesión interna de la mezcla bituminosa por segregación y heterogeneidad del árido grueso y escasez de mastico en algunas zonas. • Bajo contenido de ligante. • Mezcla con mayor contenido de huecos (por mal diseño o por deficiente compactación). • Bajas temperaturas en la superficie del pavimento (especialmente en época invernal). • Envejecimiento de la mezcla bituminosa, que la vuelve más frágil.

3. Grietas

Este grupo de deterioros incluye todas las discontinuidades y fracturas que afectan las losa de concreto. Las grietas de ancho menor a 0,03 mm se denominan fisuras.

Tipo de grietas

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3.1 Grietas de esquina (GE).

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3.2 Grieta Longitudinales(GL).

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3.3 Grietas transversales (GT).

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3.4 Grietas en los extremos de los pasadores (GP) .

3.5 Grietas en bloque o Fracturación múltiple (GB).

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3.6 Grietas en pozos y sumideros (GA).

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3.1 Grietas de esquina (ge)

Este tipo de deterioro genera un bloque de forma triangular en la losa; se presenta generalmente al interceptar las juntas transversal y longitudinal, describiendo un ángulo mayor que 45°, con respecto a la dirección del tránsito. La longitud de los lados del triangulo sobre la junta de la losa varía entre 0,3 m y la mitad del ancho de la losa. Este tipo de daño se presenta en placas de concreto simple y en placas de concreto reforzado.

1. Niveles de severidad

3. Evolución

2. Posibles causas

niveles de severidad

• Baja: grietas selladas o con abertura menor a 0,003 m (3 mm.). Escalonamiento imperceptible. • Media: Abertura entre 0,003 m y 0,01 m (3 – 10 mm). • Alta: > Aberturas mayores a 0,01m (10 mm). Se presenta escalonamiento mucho mayor a 0,015 m (15 mm). Medición del Deterioro: Se debe medir la longitud de la grieta en metros, reportando la cantidad de grietas longitudinales presentes en cada losa para cada nivel de severidad. Si existen grietas selladas también deben ser medidas, estas siempre serán reportadas y tendrán algún nivel de severidad.

posibles causas

MEDICIÓN DEL DETERIORO:

• Asentamiento de la base o la subrasante. • Falta de apoyo de la losa, originado por erosión de la base. • Alabeo térmico. • Losa de ancho excesivo. • Carencia de una junta longitudinal. • Mal posicionamiento de las dovelas y/o barras de anclaje. • Aserrado tardío de la junta. • Contracción del concreto • Evolución probable Los deterioros con mayor probabilidad de ocurrencia como consecuencia de la evolución de las grietas longitudinales, son: • Incremento de los escalonamientos. • Fracturas múltiples en las losas.

Se debe medir la longitud de la grieta en metros y el ancho de su abertura, reportando la cantidad de grietas de esquina presentes en cada losa para cada nivel de severidad. Si existen grietas selladas también deben ser medidas, estas siempre serán reportadas y tendrán un nivel de severidad bajo.

3.2 Grietas longitudinales (GL)

Grietas predominantemente paralelas al eje de la calzada o que se extienden desde una junta transversal hasta el borde de la losa, pero la intersección se produce a una distancia (L) mucho mayor que la mitad de la longitud de la losa. Este tipo de daño se presenta en todos los tipos de pavimento rígido.

Posibles Causas:

Niveles de Severidad:

• Asentamiento de la base o la subrasante. • Falta de apoyo de la losa, originado por erosión de la base. • Alabeo térmico. • Losa de ancho excesivo. • Carencia de una junta longitudinal. • Mal posicionamiento de las dovelas y/o barras de anclaje. • Aserrado tardío de la junta. • Contracción del concreto • Evolución probable Los deterioros con mayor probabilidad de ocurrencia como consecuencia de la evolución de las grietas longitudinales, son: • Incremento de los escalonamientos. • Fracturas múltiples en las losas.

• Baja: grietas selladas o con abertura menor a 0,003 m (3 mm.). Escalonamiento imperceptible. • Media: Abertura entre 0,003 m y 0,01 m (3 – 10 mm). • Alta: > Aberturas mayores a 0,01m (10 mm). Se presenta escalonamiento mucho mayor a 0,015 m (15 mm).

Medición del Deterioro:

Se debe medir la longitud de la grieta en metros, reportando la cantidad de grietas longitudinales presentes en cada losa para cada nivel de severidad. Si existen grietas selladas también deben ser medidas, estas siempre serán reportadas y tendrán algún nivel de severidad.

3.3 Grietas transversales (GT)

Grietas que se presentan perpendiculares al eje de circulación de la vía. Pueden extenderse desde la junta transversal hasta la junta longitudinal, siempre que la intersección con la junta transversal esté a una distancia del borde (T) mayor que la mitad del ancho de la losa y la intersección con la junta longitudinal se encuentra a una distancia inferior que la mitad del largo de la losa (L). Este tipo de daño se presenta en todos los tipos de pavimento rígido.

Niveles de Severidad:

Medición del Deterioro:

• Baja: Grietas selladas o con abertura menor a 0,003 m (3 mm.). Escalonamiento imperceptible. • Media: Abertura entre 0,003 m y 0,01 m (3 – 10 mm). • Alta: > Aberturas mayores a 0,01m (10 mm). Se presenta escalonamiento mucho mayor a 0,006 m (6 mm)

Medición del Deterioro: Se debe medir la longitud de la grieta en metros, reportando la cantidad de grietas transversales presentes en cada losa para cada nivel de severidad. Si existen grietas selladas también deben ser medidas, estas siempre serán reportadas y tendrán algún nivel de severidad.

Posibles Causas:

• Asentamiento de la base o la subrasante. • Losas de longitud excesiva. • Junta de contracción aserrada o formada tardíamente. • Espesor de la losa insuficiente para soportar las solicitaciones. • Gradiente térmico que origina alabeos. • Problemas de drenaje. • Cargas excesivas

Evolución probable:

El daño con mayor probabilidad de aparición, como consecuencia de la evolución de las grietas transversales son las grietas en bloque, también puede haber escalonamiento por la entrada de agua.

3.4 Grietas en los extremos de los pasadores (GP)

Cercanas al extremo de los pasadores o dovelas. Pueden ser ocasionadas por la mala ubicación de los pasadores o por su movimiento durante el proceso constructivo. Este tipo de daño se presenta en placas de concreto simple y en placas de concreto reforzado.

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Niveles de Severidad:

• Baja: Grietas selladas o con abertura menor a 0,003 m (3 mm.). Escalonamiento imperceptible. • Media: Abertura entre 0,003 m y 0.01 m (3 – 10 mm). • Alta: > Aberturas mayores a 0,01m (10 mm). Se presenta escalonamiento mucho mayor a 0,006 m (6 mm).

Medición del deterioro :

Se debe medir la longitud de la grieta en metros, reportando la cantidad de grietas presentes en cada losa para cada nivel de severidad. Si existen grietas selladas también deben ser medidas, estas siempre serán reportadas y tendrán algún nivel de severidad.

Posibles Causas:

• Mala ubicación de los pasadores • Corrosión o des alineamiento de los pasadores • Movimiento durante el proceso constructivo • Diámetros de barras muy pequeños y cargas de tráfico muy altas.

Evolución probable:

•Se puede generar escalonamiento de las grietas y/o agrietamiento en bloque.

3.5 Grietas en bloque o Fracturación múltiple (GB)

Aparecen por la unión de grietas longitudinales y transversales formando bloques a lo largo de la placa. Este grupo también comprende las grietas en “Y”. Aunque se presenta en todos los tipos de pavimentos rígidos, es más frecuente que se presente en placas de concreto simple y en placas de concreto reforzado.

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Posibles Causas: :

La fracturación múltiple, puede ser causada por la repetición de cargas pesadas (fatiga de concreto), el equivocado diseño estructural y las condiciones de soporte deficiente. Es la evolución final del proceso de figuración, que comienza formando una malla más o menos cerrada; el tránsito y la continua flexión de las losas aceleran la subdivisión en bloques más pequeños, favoreciendo el desportilla miento de sus bordes. Pueden presentar diversas formas y aspectos, pero con mayor frecuencia son delimitados por una junta y una fisura.

Evolución probable:

Medición del deterioro :

La evolución más probable de las grietas en bloque es el deterioro total de la estructura y/o hundimientos.

Se mide el área afectada en metros cuadrados de cada placa y por severidad.

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3.6 Grietas en pozos y sumideros (GA)

Se presentan como una clasificación independiente, debido a que son grietas que están directamente relacionadas con la presencia del pozo o del sumidero. Este tipo de deterioro se presenta en todos los tipos de pavimento rígido.

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Niveles de Severidad:

Posibles Causas:

• Asentamiento de la base o la subrasante. • Falta de apoyo de la losa, originado por erosión de la base. • Alabeo térmico. • Baja: Grietas selladas o con abertura menor a 0,003 m (3 mm.). Escalonamiento imperceptible. • Media: Abertura entre 0,003 m y 0,01 m (3 – 10 mm). • Alta: > Aberturas mayores a 0,01m (10 mm). Se presenta escalonamiento mucho mayor a 0,006 m (6 mm) Medición del deterioro El área afectada se mide en metros cuadrados por placa.

Se atribuye a la variación en la distribución de esfuerzos debida a la presencia de pozos o sumideros, éstos se convierten en una zona vulnerable a la aparición de grietas derivadas de la geometría irregular de la zona adyacente al pozo que no permite una buena distribución de esfuerzos (de acuerdo con las reglas para modulación de losas, éstas deben ser lo más regulares posible, cuando hay formas irregulares, las placas se deben reforzar).

Evolución probable :

Los deterioros con mayor probabilidad de ocurrencia como consecuencia de este daño son el Bombeo y el deterioro total de la losa.

4. DAÑOS EN JUNTAS

El diseño de juntas en los pavimentos de concreto es el responsable del control delagrietamiento, así como de mantener la capacidad estructural del pavimento y sucalidad de servicio en los más altos niveles al menor costo anual

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4.1 Tipo de DAÑOS DE JUNTAS

A. SEPARACIÓN DE JUNTAS LONGITUDINALES (SJ).

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B. Deterioro del sello (DST - DSL).

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A. Separación de Juntas Longitudinales (SJ)

Corresponde a una abertura en la junta longitudinal del pavimento. Este tipo de daño se presenta en todos los tipos de pavimento rígido

Niveles de Severidad:

Posibles Causas:

Teniendo en cuenta la abertura de la junta inducida por corte que es de 6 mm, los niveles de severidad en la separación de juntas se dan por las aberturas extras a la abertura normal de la junta y se clasifican en: • Baja: Abertura menor a 0,003 m (3 mm.). Levantamiento imperceptible, desportillamiento mínimo. • Media: Abertura entre 0,003 m y 0,025 m (3 – 25 mm). • Alta: Aberturas mayores a 0,025m (10 mm). Se presenta diferencia de nivel entre losas adyacentes o altura sobre el nivel medio de la vía mucho mayor a 0,01 m (10 mm)

• Contracción o expansión diferencial de losas debido a la ausencia de barras de anclaje entre carriles adyacentes. • Desplazamiento lateral de las losas motivado por un asentamiento diferencial en la subrasante. • Ausencia de bermas. • Asentamiento diferencial de la subrasante.

Medición del Deterioro:

Se tomará la longitud en metros de la junta afectada por plac

B. Deterioro del sello (DST - DSL)

Desprendimiento o rompimiento del sello de las juntas longitudinales o transversales, que permite la entrada de materiales incompresibles e infiltración de agua superficial.

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Niveles de Severidad:

Posibles Causas:

Teniendo en cuenta la longitud de la junta que se encuentra con un sellado deficiente, se clasifica de la siguiente forma: • Baja: Longitud con deficiencia de sellado menor al 5% de la longitud de la junta y no existe riesgo de entrada de agua y/o material incompresible. •Medio: Longitud con deficiencia de sellado entre 5 y el 25% de la longitud de la junta, y el resto del material sellante se encuentra en condición regular. • Alto: Longitud con deficiencia de sellado mayor al 25% de la longitud de la junta, entrada de agua y/o material incompresible, el cambio y resellado debe ser inmediato.

• Endurecimiento del sello: producto de mala calidad, envejecimiento. • Perdida de adherencia entre el sello y la placa: producto de mala calidad, sellado mal colocado, caja mal diseñada, paredes sucias en el momento de aplicar el sello • Incrustación de material incompresible: ocasionada por la cercanía de bermas no pavimentadas o la caída de materiales de vehículos que transitan por la vía. • Crecimiento de la vegetación: humedad en la junta.

Medición del Deterioro:

Se tomará la longitud en metros de la junta afectada por placa, especificando el nivel de severidad del daño. Se anotará la presencia de material incompresible, vegetación o entrada de agua.

5. DETERIOROS SUPERFICIALES

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5.1 Desportillamientos de juntas

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5.2 Descascaramiento

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5.3 Desintegracion

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5.4 Baches

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5.5 Parches

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5.6 Hundimientos o Asentamientos

5.1 desportillamiento de juntas

severidad

causas

• Baja: Pequeños fracturamientos, que no se extienden más de 0,08 m (80 mm) a cada lado de la junta • Media: Las fracturas se extienden a lo largo de la junta en más de 0,08 m (80 mm) a cada lado de la misma Alta: las piezas o trozos han sido removidos por el tránsito y tienen una profundidad mayor de 0,025 m (25 mm).

• Debilitamiento de los bordes de la junta debido a defectos constructivos. • Desintegración del concreto, por mala calidad del material. • Presencia de material incompresible en la junta, el cual al expandirse genera concentración de esfuerzos y la posterior falla ante el paso de vehículos. • Mal procedimiento de corte de la junta.

que es ?

Desintegración de las aristas de una junta , con pérdida de trozos, que puede afectar hasta 0,15 m a lado y lado de la junta.

5.2 Descascaramiento (DE)

Descascar amiento es la rotura de la superficie de la losa hasta una profundidad del orden de 5 a 15 mm, por desprendimiento de pequeños trozos de concreto.

Niveles de Severidad:

Posibles Causas:

• Baja: Pérdida de material superficial a una profundidad menos a 0,005 m (5 mm). • Media: Pérdida de material superficial a una profundidad de entre 0,005 m y 0.015 m (5 - 15 mm). • Alta: Perdida de material superficial a una profundidad mayor a 0,015 m (15 mm).

Los descascaramientos generalmente son consecuencia de un exceso de acabado del concreto fresco colocado, produciendo la exudación del mortero y agua, dando lugar a que la superficie del concreto resulte muy débil frente a la retracción.

5.3 desintegracion

niveles de severidad :

• Baja: Pequeños desprendimientos muy superficiales, puntuales o concentrados en pequeñas áreas, como remiendos. • Media: Peladuras generalizadas, se extienden en la superficie dando lugar a una textura abierta, pero los desprendimientos se limitan a material fino, solo superficialmente. • Alta: Peladuras generalizadas, se extienden en la superficie dando lugar a una superficie rugosa, con desprendimiento de agregado grueso formando cavidades.

Consiste en pérdida constante de agregado grueso en la superficie, debido a la progresiva desintegración de la superficie del pavimento por pérdida de material fino desprendido de matriz arena-cemento del concreto, provocando una superficie con pequeñas cavidades.

causas :

• Material inapropiado en el interior del hormigón tal como terrones de arcilla ó cal viva. • Mortero poco homogéneo. • Deficiente calidad de los materiales. • Agregados expansivos o de baja durabilidad. • Reparaciones hechas sin seguir recomendaciones técnicas

5.4 Baches (BCH)

severidad

causas

• Baja: Profundidad de afectación menor o igual que 25 mm. • Media: Profundidad de afectación entre 25 mm y 50 mm. • Alta: Profundidad de afectación mayor que 50 mm.

• Fundaciones y capas inferiores inestables. • Espesores del pavimento estructuralmente insuficientes. • Retención de agua en zonas hundidas y/o fisuradas. • Acción abrasiva del tránsito sobre sectores localizados de mayor debilidad del pavimento o sobre áreas en las que se han desarrollado fisuras en bloque, que han alcanzado un alto nivel de severidad, provoca la desintegración y posterior remoción de parte de la superficie del pavimento.

que es ?

Desintegración de la losa de concreto y la remoción en una cierta área, formando una cavidad de bordes irregulares que incluso puede dejar expuesto el material de base.

5.5 Parches (PCHA - PCHC)

severidad

causas

• Baja: El parche está en muy buena condición y se desempeña satisfactoriamente. • Media: El parche presenta daños de severidad baja o media y deficiencias en los bordes. • Alta: El parche está gravemente deteriorado, presentan daños de severidad alta y requiere ser reparado pronto.

• En parches asfálticos, la capacidad estructural del parche es insuficiente o se practicó un deficiente proceso constructivo.
• En parches de concreto de pequeñas dimensiones, la retracción por fraguado puede separar el parche del concreto antiguo, si no se utiliza un epóxico como material de adhesión.
• En el caso de parches de concreto, si hubo reemplazo de por lo menos la mitad de una losa de concreto, el traspaso de carga entre el parche y la losa es insuficiente por falta de dovelas o barras de amarre y/o por defectos en el proceso constructivo.

que es ?

Un parche es un área donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado, ya sea con un material similar o eventualmente diferente, para reparar el pavimento existente.

5.6 Hundimientos o Asentamientos (HU)

severidad

• Baja: Profundidad menor que 20 mm, causa poca vibración al vehículo, sin generar incomodidad al conductor • Media: Profundidad entre 20 mm y 40 mm, causa mayor vibración al vehículo generando incomodidad al conductor. • Alta: Profundidad mayor que 40 mm, causa vibración excesiva que puede generar un alto grado de incomodidad, haciendo necesario reducir la velocidad por seguridad.

causas

Este tipo de deformación permanente del pavimento, con o sin agrietamiento puede ocurrir cuando se produce asentamiento o consolidación en la subrasante, por ejemplo, en zonas contiguas a una estructura de drenaje o de retención donde puede ocurrir el asentamiento del material de relleno por deficiente compactación inicial o bien por movimiento de la propia estructura. También pueden ser originadas por deficiencias durante el proceso de construcción de losas.

que es ?

Depresión o descenso de la superficie del pavimento en un área localizada; puede estar acompañado de agrietamiento significativo, debido al asentamiento de las losas.

5.7 Levantamiento Localizado (LET, LEL)

Sobreelevación abrupta de la superficie del pavimento, localizada generalmente en zonas contiguas a una junta o una grieta, habitualmente el concreto afectado se quiebra en varios trozos.

NIVELES DE SEVERIDAD

• Baja: Baja incidencia en la comodidad de manejo, apenas perceptible a velocidad de operación promedio. Elevación entre los bordes de la losa menor a 0,005 m (5 mm.) • Media: Moderada incidencia en la comodidad de manejo genera incomodidad y obliga a disminuir velocidad de circulación. Elevación entre bordes de la losa entre 0,005 m (5 mm) y 0,010 m (10 mm). • Alta: El levantamiento causa un excesivo salto del vehículo, generando la pérdida de control del mismo, una sustancial incomodidad, y/o riesgo para la seguridad y/o daños al vehículo, siendo necesario reducir drásticamente la velocidad. Separación entre bordes de la losa mayor a 0,010 m (10 mm)

causas deL LEVANTAMIENTO LOCALIZADO

EVOLUCIÓN PROBABLE

Son causadas por falta de libertad de movimiento de las losas de concreto. La restricción a la expansión de las losas puede originar fuerzas de compresión considerables sobre el plano de la junta. Cuando estas fuerzas no son completamente perpendiculares al plano de la junta o son excéntricas a la sección de la misma, pueden ocasionar el levantamiento de las losas contiguas a las juntas, acompañados generalmente por la rotura de estas losas. Otras causas pueden ser mala colocación de barras de transferencia, presencia de un estrato de suelos expansivos a poca profundidad, variaciones térmicas cuando la longitud de las losas es excesiva y no cuenta con juntas de expansión o presentarse por la evolución de destornillamientos.

El levantamiento localizado puede ocasionar grietas en bloque. Este daño también puede llegar a afectar la junta (producir pérdidas de sello, desprendimiento, etc.)

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6. otros tipos de deterioro

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6.1 Fisuras ligeras de aparicion temprana

6.2 Bombeo sobre la junta la junta transversal

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6.3 Descenso de la berma

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6.1 fisuras ligeras de aparicion temprana

nivel de severidad

• Baja: Sin descascaramiento. • Media: Descascaramiento menor al 10% de la losa. • Alta: Descascaramiento mayor al 10% de la losa.

Fisuras delgadas, que afectan únicamente la superficie de la losa, de longitud de 0.2 m a 1 m., la mayoría de las veces adquieren tendencia a ser paralelas entre sí y eventualmente con 45° de orientación con respecto al eje de la vía.

medicion del deterioro

aparecen en la superficie del concreto generalmente por contracción plástica del concreto, que aparece antes del fraguado final, por secado prematuro.

6.3 Bombeo sobre la junta transversal Bombeo sobre la junta transversal q

El bombeo es la expulsión de finos a través de las juntas o fisuras, ésta expulsión (en presencia de agua) se presenta por la deflexión que sufre la losa ante el paso de cargas.Al expulsar agua esta arrastra partículas de grava, arena, arcilla o limos generando la pérdida del soporte de las losas de concreto

NIVELES DE SEVERIDAD

• Bajo: La diferencia de alturas entre el pavimento y el nivel de referencia es menor a 0,050 m (50 mm) • Medio: La diferencia de alturas entre el pavimento y el nivel de referencia esta entre 0,050 m (50 mm) y 0,150 m (150 mm). • Alto: La diferencia de alturas entre el pavimento y el nivel de referencia es mayor a 0,150 m (150 mm)

causas

• Presencia de agua superficial que penetra entre la base y la losa de concreto. • Material erodable en la base. • Tráfico de vehículos pesados frecuente. • Transmisión inadecuada de cargas entre losas.

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6.4 decenso de la berma

severidad

causas

• Bajo: La diferencia de alturas entre la losa y la berma es menor a 0,010 m (10 mm). • Medio: La diferencia de alturas entre la losa y la berma está entre 0,010 m (10 mm) y 0,030 m (30 mm). • Alto: La diferencia de alturas entre la losa y la berma es mayor a 0,030 m (30 mm).

que es ?

• Asentamiento de la berma por compactación insuficiente. • En bermas no revestidas: por la acción del tráfico o erosión de la capa superficial por agua que escurre desde el pavimento hacia el borde externo de la losa. • Inestabilidad de la banca.

Diferencia de nivel entre la superficie de la losa respecto a la superficie de la berma, ocurre cuando alguna de las bermas sufre asentamientosDiferencia de nivel entre la superficie de la losa respecto a la superficie de la berma, ocurre cuando alguna de las bermas sufre asentamientos

BIBLIOGRAFIA

• https://prezi.com/xk5rtbmhvv43/patologias-de-pavimentos-rigidos/

• https://www.invias.gov.co/index.php/archivo-y-documentos/documentos-tecnicos/manuales-de-inspeccion-de-obras/664-manual-para-la-inspeccion-visual-de-pavimentos-rigidos/file