Evaluación de pavimentos de Aeropuertos

En los pavimentos de aeropuertos, a diferencia de los de carreteras, es posible encontrar situaciones estructurales diferentes en longitudes reducidas, correspondientes a distintas etapas de construcción, o ampliaciones por cambios en el tráfico de aeronaves, o debido a la operación de nuevas aeronaves de mayor peso.

Además de la medición de las características físicas y funcionales del pavimento, tales como la deflexión (deformaciones bajo carga), rugosidad dinámica y resistencia al deslizamiento, realizada mediante equipos especializados, tiene fundamental importancia la determinación de la condición del pavimento, a través de una evaluación visual de fallas o deterioros.

La metodología de evaluación de pavimentos de aeropuertos ha sido establecida por la norma ASTM D 5340 – 93.

La evaluación de pavimentos de areopuertos tiene dos componentes:

a. Evaluación Estructural
b. Evaluación Visual o Superficial

a. Evaluación estructural de pavimentos de aeropuertos

A través de la evaluación estructural se obtienen respuestas sobre el comportamiento del pavimento como estructura, sometida a las solicitaciones impuestas por las cargas generadas por el tráfico de aeronaves y la acción de los agentes ambientales, como temperatura, humedad, etc.

b. Evaluación superficial de pavimentos de aeropuertos

Con la evaluación superficial se busca reflejar el estado del pavimento a través de sus características superficiales, presentes en el momento de la evaluación.

Estos dos componentes se complementan mutuamente, para permitir la obtención de resultados, aplicables a la planificación de obras de mantenimiento, proyectos de mejoramiento, elección de técnicas de reparación, control de calidad de mantenimiento, y verificación de la capacidad portante de la estructura.

En la actualidad existen equipos de alta precisión, además de los métodos tradicionales, para la evaluación estructural y la superficial, que permiten obtener importantes datos referidos a la deformabilidad de la estructura bajo cargas (deflexiones), regularidad de los perfiles transversales y longitudinales (rugosidad y ahuellamiento), coeficiente de fricción, espesor y características de los materiales componentes (utilizando el Georadar), sin embargo esta información debe ser complementada con un relevamiento visual de fallas.

Para los pavimentos de aeropuertos es necesario precisar algunas particularidades en función de la magnitud de las cargas solicitantes, y la diversidad de soluciones estructurales que se pueden dar, para las diferentes fallas que presenta el pavimento en longitudes relativamente cortas, y los usos diferenciados que tienen las áreas pavimentadas de un aeropuerto.

El método de evaluación establecido por la norma ASTM 5340 – 93 permite determinar la condición de los pavimentos de aeropuertos a través de un relevamiento visual, siendo aplicable a pavimentos asfálticos, como a los de concreto de cemento Pórtland.

ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI)

El método se basa en la determinación del índice de Condición del Pavimento (PCI), que resulta ser un indicador numérico que califica la condición superficial del pavimento y da una medida de su estado actual sobre la base de las fallas y deterioros observados en la superficie. Si bien puede ser un indicador de la integridad estructural y de la condición operativa del pavimento, el PCI no da una medida directa de la capacidad estructural, ni de su resistencia.

El PCI establece una clasificación numérica de la condición del pavimento, que puede variar entre 0 (cero) y 100 (cien), correspondiendo cero a la peor condición y cien a la mejor. Los rangos de clasificación para el PCI se muestran en la Tabla 12.1 A esta clasificación numérica se asocia una calificación literal denominada RATING DE CONDICION DEL PAVIMENTO, que puede variar de "fallado" a "excelente", tal como se muestra en la tabla antes indicada.

Tabla 12.1 Índice de condición del pavimento y rating de condición del pavimento

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

DEFINICIÓN DE LOS SITIOS DE EVALUACIÓN

Un aspecto importante del método es el criterio con el cual se definen los sitios de evaluación. Para este fin la norma establece que el pavimento debe dividirse en "Áreas de Evaluación", las cuales deben subdividirse en "Secciones de Evaluación", las que a su vez se subdividirán en "Unidades de Evaluación".

Área de evaluación

Es un elemento, claramente identificable, de las áreas pavimentadas del aeropuerto, que tiene identidad propia y funciones específicas, por ejemplo Pista, Calles de Rodaje, Plataforma, etc.

Sección de evaluación

Es un área del pavimento con iguales características de construcción, mantenimiento, historia de uso y estado. Una sección debe tener además el mismo volumen de tráfico e igual intensidad de uso.

Unidad de evaluación

Es una parte de la Sección de Evaluación, que se conforma de la siguiente manera:

a. Para pavimentos asfálticos

450 m2 de superficie más 180 m2 de tolerancia, si la superficie de la sección no es divisible entre 450, o para acomodar condiciones especiales de campo.

b. Para pavimentos de hormigón

20 losas contiguas de hormigón, más 8 losas si el número total de losas de la sección no es divisible entre 20, o para acomodar condiciones especiales de campo.

Cada "Unidad de Evaluación" debe ser claramente identificada, para su fácil localización en el momento de efectuar el relevamiento y para su control y seguimiento a través del tiempo.

NÚMERO MÍNIMO DE UNIDADES DE EVALUACIÓN

Para obtener el PCI de la sección con un 95 % de confianza no es necesario realizar el relevamiento de todas sus unidades de evaluación (aunque sería lo deseable). El número mínimo de "unidades" de una "Sección de Evaluación", que deben relevarse se puede calcular utilizando la siguiente expresión:                             

Donde:

e = Error de estimación del PCI de la sección = +- 5 PCI

s = Desvío estándar del PCI de las unidades de una "Sección"
(Si no existe información de evaluaciones anteriores se adopta s = 10 Para pavimentos asfálticos y s = 15 para pavimentos de hormigón)

N = Número total de unidades de la sección.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Cada "Unidad de Evaluación debe ser recorrida a pie por el evaluador, quien anotará en una planilla el tipo de falla observada, la severidad de la misma y el número de repeticiones de esa falla, o la superficie afectada, según corresponda. Cada tipo de falla es identificada por un código numérico, en tanto que la severidad de la misma se identifica con una letra.

En cada planilla de relevamiento se debe registrar:

• Área
• Sección
• Tipo de superficie
• Unidad de evaluación y superficie, expresada en número de losas ó m2
• Tipo de deterioro
• Severidad
• Número de fallas
• Superficie afectada por cada deterioro

CÁLCULO DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI)

El cálculo del Índice de Condición del Pavimento es el mismo para pavimentos asfálticos y para pavimentos de hormigón de cemento Pórtland.

Una vez terminada la evaluación para todas las unidades de interés, se procesa por separado cada una de ellas, pudiendo determinarse luego un valor del PCI promedio, para el "Área" o la "Sección" de evaluación. El procedimiento consiste en calcular la incidencia porcentual de las fallas, con respecto a la superficie de la "unidad", o al número de losas de ésta, según corresponda, y aplicar estos valores porcentuales para cada tipo de falla en una serie de curvas (Ver Anexo III).

Utilizando estas curvas, para una densidad porcentual de repeticiones de un determinado tipo de falla y para cada grado de severidad, se obtiene un valor de descuento (VD). Este valor representa un coeficiente ponderado de cada tipo de deterioro, que se integra a una expresión que combina la influencia de todas las fallas observadas en esa "unidad de evaluación".

Finalmente se aplica un procedimiento iterativo, para obtener el máximo "Valor de Descuento Corregido" (VDC), el cual al restarlo de 100 determina el PCI de la "Unidad". Este procedimiento se repite para las restantes unidades de la "Sección". Sobre la base de los resultados obtenidos se puede calcular un PCI promedio para la "Sección".

CATÁLOGO DE FALLAS Y DETERIORO

El método de evaluación define como fallas a los indicadores externos del deterioro de los pavimentos, causados por la aplicación de cargas, por los factores ambientales, por deficiencias constructivas, o por la combinación de éstas. Las fallas típicas más representativas son: Fisuraciones, ahuellamiento, pérdida de la uniformidad superficial y desgaste de la superficie pavimentada.

Cada falla es identificada por un código numérico, acompañado de una letra indicativa de la severidad de la misma. Se definen tres niveles de severidad: (B) bajo, (M) moderado y (A) alto, asociadas en general a la magnitud de la falla o a la superficie afectada por la misma.

Las Tablas 12.2 y 12.3 muestran esquemáticamente la denominación, descripción y posibles niveles de severidad de las fallas consideradas, así como una referencia de la forma de cuantificar su afectación, para el caso de pavimentos asfálticos y pavimentos de hormigón respectivamente.

Muchos detalles que son comúnmente encontrados, están remarcados en la tabla 12.4, y el evaluador precisará tomar en cuenta estos detalles que aparecen frecuentemente, antes de comenzar la inspección de condición.

Tabla 12.2 Deterioros y fallas de pavimentos asfálticos

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

Tabla 12.3 Deterioros y fallas de pavimentos de hormigón

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

Tabla 12.4 Problemas de identificación que ocurren con más frecuencia al identificar las fallas en los pavimentos

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

PROBLEMAS EN PAVIMENTOS FLEXIBLES DE AEROPUERTOS

Fisuración por fatiga (Piel de Cocodrilo) – Problema Nº 1

Las rajaduras dentadas o por fatiga, son una serie de figuraciones interconectadas, causadas por fatiga de la superficie del concreto asfáltico (CA) bajo cargas de tráfico repetidas. La figuración se inicia en el fondo de la superficie de CA.

Donde las tensiones y las distensiones son mucho mas altas bajo una carga de rueda, las rajaduras se propagan a la superficie inicialmente con una serie de rajaduras paralelas después de la carga de tráfico repetido. Las rajaduras se conectan formando muchas piezas de muchos lados y de ángulos agudos que desarrollan un modelo recordando la piel de un cocodrilo. Las piezas son menores a 0.61 metros en el lado más largo.

Las rajaduras de cocodrilo ocurren en áreas que son sujetas a cargas de tráfico repetidas como ser las huellas de las ruedas, por lo tanto no ocurrirá sobre un área entera, a menos que el área entera sea sujeta a una carga de tráfico. La rajadura con un tipo de patrón que ocurre sobre un área entera que no es sujeta a la carga es clasificada como rajadura de bloque la cual no es una distensión asociada a la carga.

La rajadura con piel de cocodrilo es considerada una distensión estructural mayor.

Niveles de severidad

• Nivel de severidad bajo (B). Rajaduras de línea delgada longitudinal finas que corren paralelamente de una a otra con ninguna o solo unas rajaduras interconectadas. Las rajaduras no son astilladas.

• Nivel de severidad media (M). Desarrollo posterior de una leve rajadura de cocodrilo dentro de un pátron o red de rajaduras que pueden ser ligeramente estimada.

• Nivel de severidad alto (A). Una red de rajaduras en patron a progresado de tal forma que las piezas estan bien definidas y astilladas en los bordes.

Procedimiento de medición

Las rajaduras de cocodrilo es mensurado en metros cuadrados en área de superficie. La dificultad mayor es de mensurar ese tipo de distensiones que muchas veces dos ó tres niveles de severidad existen dentro de un área de distensión. En estas porciones puede ser facilmente distinguidas una de otra, ellas deben ser mensuradas separadamente sin embargo si los niveles diferentes de severidad no pueden ser divididos facilmente el área entera debe ser clasificada como el más alto presente nivel de severidad.

Sangrado – Problema Nº 2

El sangrado es una capa de material bituminoso en la superficie del pavimento que crea una superficie reflectante como el vidrio y muy pulida que usualmente se toma muy pegajosa. El sangrado es causado por cantidades excesivas de cemento asfáltico o alquitrán en la mezcla y bajo contenido de vacíos.

Esto ocurre cuando el asfaltó rellena los huecos de la mezcla durante el clima calido y cuando se expande sobre la superficie del pavimento. Debido a que el proceso del sangrado no es reversible durante el tiempo frió, el asfalto o alquitrán se acumulara sobre la superficie.

Nivel de severidad

Ningún grado de severidad está definido, el sangrado debe ser notado cuando es suficientemente extensivo que puede causar una reducción en la resistencia al patinaje.

Procedimiento de medición

El sangrado es medido en metros cuadrados en área sobre la superficie.

Fisuración en bloque – Problema Nº 3

Las fisuraciones en bloque son rajaduras interconectadas que dividen el pavimento en piezas rectangulares aproximadamente. Los bloques pueden tener un rango en tamaño de aproximadamente de 0.3 por 0.3 m (1x1 pie) a 3.05 por 3.05 m (10x10 pie) cuando los bloques son más grandes que 3.05 por 3.05 m (10x10 pie) ellos son clasificados como rajaduras transversales o longitudinales. La rajadura de bloque es causada principalmente por un encogimiento del concreto asfáltico y el ciclo de temperatura diaria (Que resulta en un ciclo de tensión, extensión diaria). No es asociada a la carga, la ocurrencia de fisuración en bloque, usualmente indica que el asfalto se ha endurecido significativamente.

La fisuración en bloque generalmente ocurre en una gran porción del área del pavimento pero algunas veces puede ocurrir solo en áreas donde no existe tráfico. Este tipo de distensión difiere de la rajadura del cocodrilo, en que la rajadura de cocodrilo forma piezas de muchos lados muy pequeñas con ángulos agudos. También al contrario que las rajaduras de bloque, las rajaduras de cocodrilo son causadas por cargas de tráfico repetidas y son por lo tanto localizadas en áreas de tráfico como por ejemplo en las huellas de las ruedas.

Niveles de severidad

• Nivel de severidad baja (B). Los bloques son definidas por rajaduras que no están astilladas, siendo algunas lados de !as rajaduras verticales o suavemente astilladas sin pérdida de partículas. No existen rajaduras no rellenadas de 0.64 cm (1/4") o menos en un ancho promedio y las rajaduras rellenadas tienen un relleno en condición satisfactoria.

• Nivel de severidad media (M)

a. Las rajaduras rellenadas o no rellenadas que son moderadamente astilladas con alguna pérdida de partículas.

b. Rajaduras no rellenadas que no son astilladas a tiene solo astilladuras menores con una pequeña pérdida de partículas pero tienen un ancho promedio mayor que aproximadamente de 0.64 cm (1/4").

c. Rajaduras rellenadas que no están astilladas o tiene solamente astilladuras menores con una pequeña pérdida de partículas o tiene un relleno en condición no satisfactoria.

• Nivel de severidad alta (A). Los bloques son bien definidos por rajaduras que son severamente astilladas con pérdida y partículas faltantes.

Procedimiento de medición

Las rajaduras de bloque son medidas en metros cuadrados del área de superficie y solamente ocurre en un nivel de severidad en sección de pavimento dada. Cualquier área de pavimento que tiene diferentes niveles de severidad, deben ser medidas y registradas en forma separada.

Corrugación u ondulación calaminado – Problema Nº 4

El calaminado es una serie de ondulaciones espaciadas muy unidas y pequeñas depresiones que ocurren en intervalos regulares usualmente menores a 1,52 m. (5 pies), a la largo del pavimento. Las monturas son perpendiculares a la dirección del tráfico. La acción del tráfico combinada con una superficie de pavimento inestable o base, usualmente causan este tipo de distensión.

Nivel de severidad

• Nivel de severidad bajo (B). El calaminado es menor y no afecta significativamente 1a calidad del rodado.

• Nivel de severidad media (M). Las ondulaciones son imperceptibles y afectan significativamente la calidad de la rodada.

• Nivel de severidad alta (A). El ondulado puede ser identificado fácilmente y afecta severamente la calidad del rodado.

Procedimiento de medida

El calaminado es medido en metros cuadrados del área de superficie. La diferencia de elevación media entre las crestas y depresiones de las ondulaciones indican el nivel de severidad. Para determinar la diferencia de elevación media una regla recta de 3.05 m. (10 pies) debe ser colocada en línea recta perpendicular a las ondulaciones de tal modo que la profundidad de los pequeños valles de las depresiones pueda ser medidas en metros. La profundidad media es calculada de 5 de tales medidas.

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

El calaminado no es comúnmente encontrado en pavimentos de aeropuertos.

Hundimiento o depresión – Problema Nº 5

Las depresiones son áreas de superficie de pavimento localizadas que tienen elevaciones un poco menores que aquellas del pavimento que se encuentra alrededor. Muchas veces depresiones ligeras no son perceptibles hasta el período de lluvia, cuando el agua que se detiene crea áreas llamadas baño de pajarito, pero las depresiones también pueden ser localizadas sin la presencia de la lluvia, por las manchas dejadas por el agua. Las depresiones pueden ser causadas por hundimiento del cimiento o fundación o pueden ser desarrolladas durante la construcción. Las depresiones causan una aspereza y cuando son llenadas con agua o son de una profundidad suficiente pueden causar el hidroplaneo del avión.

Niveles de severidad

Nivel de severidad bajo (B). Las depresiones pueden ser observadas o localizadas por áreas manchosas, afectan suavemente a la calidad del desplazamiento en el pavimento y pueden causar potencial de hidroplaneo en las fajas de las pistas.

• Nivel de severidad media (M). La depresión puede ser observada, afecta moderadamente a la calidad de desplazamiento del pavimento y causa hidroplaneo potencial en las pistas de despegue.

• Nivel de severidad alta (A). La depresión puede ser rápidamente observada, afecta severamente a la calidad de desplazamiento en el pavimento y causa potencial detenido de hidroplaneo.

Procedimiento de medición

Las depresiones son medidas en metros cuadrados de un área de superficie. La profundidad máxima de la depresión determina el nivel de severidad. Esta profundidad puede ser medida colocando un borde plano de unos 3.05 m. (10 pies) a través del área de depresión midiendo la profundidad máxima en metros, las depresiones mayores a los 3.05 m. (10 pies) deben ser medidas por estimación visual o estimación directa cuando se llenan con agua.

Profundidad máxima de la depresión

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

Erosión por chorro de jet – Problema Nº 6

La erosión por explosión de jet causa áreas oscurecidas en la superficie del pavimento cuando el pegamento bituminoso ha sido quemado o carbonizado. Áreas quemadas localizadas pueden variar en profundidad hasta aproximadamente 1.27 cm.

Nivel de severidad

No existen grados definidos del nivel de severidad. Es suficiente indicar que existe la erosión por explosión de jet.

Procedimiento de medida

La erosión de explosión de jet es medida en metros cuadrados del área de superficie.

Fisuración por reflejo de juntas – Problema Nº 7

Esta distensión ocurre solo en pavimentos que tienen una superficie de alquitrán sobre losas de concreto de cemento Pórtland. (PCC). Esta categoría no incluye las rajaduras de reflexión de algún otro tipo de base (por ejemplo cemento estabilizado, cascajo estabilizado, etc.). Tales rajaduras son listadas en longitudinales y transversales. En la rajadura de reflexión de unión es causada principalmente por los movimientos de la losa PCC, debajo del concreto asfáltico (CA) debido a cambios de humedad y térmicos. No está relacionado con el peso sin embargo la carga de tráfico puede causar una rotura del concreto asfáltico, cerca de la rajadura resultando en astillamiento. Si el pavimento es fragmentado a lo largo de la rajadura, la rajadura se dice que está astillada, un conocimiento de las dimensiones de la losa debajo de la superficie de concreto asfáltico ayudará a identificar a estas rajaduras.

Nivel de severidad

• Nivel de severidad bajo (B). Las rajaduras tienen solamente una muy pequeña o ninguna astilladura y pueden ser rellenadas o no rellenadas. Si no son rellenadas las rajaduras tienen un ancho medio de 0.64cm (1/4") o menos. Las rajaduras rellenadas son en promedio de 2.54 cm (1") pero el material de relleno está en condición satisfactoria.

• Nivel de severidad media (M). Existen algunas de las siguientes condiciones:

a. Las rajaduras son moderadamente astilladas con alguna pérdida de partículas y pueden ser rellenadas o no rellenadas y promedio de 0.64 cm. a 2.54 cm. (0.25" a 1").

b. Rajaduras rellenadas no son astilladas o están astilladas ligeramente pero el relleno está en condición no satisfactoria.

c. Rajaduras no rellenadas, no están astilladas o están ligeramente astilladas pero el ancho de la rajadura media es mayor que un cuarto de pulgada.

d. Rajaduras aleatorias ligeras, existen rajaduras ligeras cerca de la rajadura o en las esquinas de intersección de las rajaduras.

• Nivel de severidad Alto (A). Las rajaduras son severamente astilladas con pérdida de algunas partículas que pueden ser rellenas o no de cualquier ancho.

Procedimiento de medición

Las rajaduras de reflexión de uniones son medidas en metros lineales, la longitud y el nivel de severidad de cada rajadura debe ser identificado y registrado. Si la rajadura no tiene el mismo nivel de severidad a lo largo de su longitud total, cada porción debe ser registrada separadamente.

Por ejemplo una rajadura que es de 15,24 m. de largo puede tener 3.05 m. de una rajadura de alta severidad, 6.1 m. de una rajadura de severidad media y 6.1 m. de una rajadura de severidad ligera, esto debe ser registrado separadamente.

Fisuración lineal longitudinal transversal – Problema Nº 8

Las rajaduras longitudinales son paralelas al centro lineal del pavimento o de la dirección de tendido. Pueden ser causadas por (a) una unión de línea del pavimento construido muy pobre o (b) puede ser un encogimiento de la superficie de concreto asfáltico debido a la baja temperatura o endurecimiento del asfalto o (c) una rajadura reflectiva causada por rajaduras debajo de la capa de la superficie incluyendo las rajaduras en las losas del PCC (sin considerar las uniones). Las rajaduras transversales se extienden a través del pavimento en ángulos rectos aproximado a la línea central del pavimento en la dirección del tendido. Pueden ser causados por los niveles (b) o (c) de abajo. Esos tipos de rajaduras no son usualmente asociadas a la carga si el pavimento es fragmentado a lo largo de las rajaduras, la rajadura se dice que está astillada.

Nivel de severidad

Nivel de severidad bajo (B). Las rajaduras tienen muy paco o ninguna astilladura con pérdidas de partículas. Las rajaduras pueden ser llenadas o no llenadas. Las rajaduras no llenadas tienen un ancho medio de 0.6 cm. o menos. Las rajaduras llenadas no tiene ancho pero su material de rellenada está en condición satisfactoria.

• Nivel de severidad media (M). Existen algunas de las siguientes condiciones:

a. Las rajaduras son moderadamente astilladas con poca pérdida de partículas y pueden ser llenadas o no llenadas de cualquier ancho.

b. Rajaduras de llenado no son astilladas o tienen un astillado ligero pero el relleno está en condición no satisfactoria.

c. Rajaduras no llenadas no están astilladas o son ligeramente astilladas donde el ancha de la rajadura media es mayor a 0.63 centímetros.

d. Rajaduras aleatorias ligeras existen cerca de la rajadura o en las esquinas de la rajadura de intersección

Procedimiento de medición

Rajaduras longitudinales y transversales son medidas en metros lineales. La longitud y severidad de cada rajadura debe ser identificada y registrada. Si la rajadura no tiene el mismo nivel de severidad a lo largo de su longitud total cada porción de la rajadura que tiene diferente nivel de severidad debe ser registrada separadamente.

Por vertido de combustible – Problema Nº 9

Las manchas de petróleo son un deterioro o un ablandamiento de la superficie del pavimento causada por los derrames de petróleo u otro solvente.

Niveles de severidad

Ningún grado de severidad esta definido, es suficiente indicar que existe derrame de petróleo.

Procedimiento de medición

El derrame de petróleo es medido en metros cuadrados del área de superficie.

Bacheo – Problema Nº 10

Un parche es considerado un defecto, no importando que este bien ejecutado.

Niveles de severidad

• Niveles de severidad bajo (B). El parche está en buenas condiciones y es ejecutado de forma satisfactoria.

• Nivel de severidad media (M). El parche es de alguna forma deteriorada y afecta la calidad de desplazamiento en algún grado.

• Nivel de severidad alto (A). El parche está seriamente deteriorado y afecta la calidad de desplazamiento significativamente. El parche necesita un pronto reemplazo.

Procedimiento de medición

El parche es medido en metros cuadrados del área de superficie, sin embargo si un parche suelto tiene áreas de diferentes niveles de severidad, estas áreas deben ser medidas y registradas separadamente. Por ejemplo un parche de 7.63 m2puede tener 3.05 m2 de severidad media y 4.58 m2 de alta severidad. Estas áreas deben ser registradas en forma separada.

Áridos pulidos – Problema Nº 11

El agregado pulido es causado por aplicaciones de tráfico repetido. Se presenta cuando una examinación cercana del pavimento revela que la posición del agregado que se extiende sobre e1 asfalto es muy pequeña o no hay partículas de agregados angulares o ásperos que pueda proporcionar buena resistencia al patinaje.

Niveles de severidad

No existen gradas de severidad definidos sin embargo el grado del pulido debe ser significativo antes de ser incluido en el informe de condición y clasificada como defecto.

Procedimiento de medición

El agregado pulido es medido en metros cuadrados del área o superficie.

Desmoronamiento acción corrosiva de los elementos naturales (Peladuras) – Problema Nº 12

El desmoronamiento y acción corrosiva degradante de los elementos naturales es un deterioro de la superficie del pavimento causada por el descargado de partículas de agregado y pérdida del asfalto o del ligante de alquitrán, ello puede indicar que el asfalto o la sustancia aglutinante se ha endurecido en forma significativa.

Niveles de severidad

• Nivel de severidad bajo (B). El agregado o la sustancia aglutinante se han desgastado con poca cantidad de pérdida de partículas. La textura de 1a superficie es áspera y posee baches.

• Nivel de severidad media (M). El agregado o la sustancia aglutinante se han desgastado con alguna cantidad de pérdida de partículas. La textura de superficie es severamente áspera y llena de baches.

• Nivel de severidad alto (A). El agregado o la sustancia aglutinante se ha desgastado con gran cantidad de perdida de partículas. La textura de superficie es severamente áspera y llena de baches.

Procedimiento de medición

El desmoronamiento y la acción de deterioro de los elementos naturales son medidos en metros cuadrados del área de superficie.

Ahuellamiento – Problema Nº 13

Un surco es una depresión en la superficie de la trayectoria de las ruedas. Puede ocurrir una elevación del pavimento a lo largo de los lados del surco, sin embargo muchas veces los surcos no son percibidos hasta después de la caída de la lluvia cuando la trayectoria de la rueda se llena con agua. El surcado deriva de una deformación permanente en cualquiera de las capas de pavimento o de la rasante, usualmente causada por la consolidacion o el movimiento lateral de los materiales debido a las cargas de tráfico. En surcados significantes pueden conducir a una falla estructural mayor del pavimento.

Niveles de severidad

Criterio de profundidad media del surco

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

Procedimiento de medición

El surcado es medido en metros cuadrados de área de superficie y su severidad es determinada por la profundidad media del surco. Para determinar la profundidad media del surco se coloca una regla recta a través del surco y de la profundidad medida. La profundidad medida en metros debe ser computada de las medidas tomadas a lo largo de la longitud del surco.

Desplazamiento por crecimiento de las losas – Problema Nº 14

Los pavimentos PCC ocasionalmente incrementan en su longitud en la parte final donde ellos se adjuntan a los pavimentos flexibles comúnmente referidos como el crecimiento del pavimento. Este crecimiento empuja al asfalto o a los pavimentos de superficie de alquitrán causando que se hinchen y rajen. El crecimiento de las losas PCC es causado por una presión gradual de las juntas a la vez que son llenados con materiales incompresibles que previenen su resellado.

Niveles de severidad

• Nivel de severidad bajo (B). Una pequeña cantidad de empuje ha ocurrido con un efecto menor en la calidad del rodado y no existe un rompimiento del pavimento asfáltico.

• Nivel de severidad media (M). Una cantidad significativa de empuje a ocurrido causando un nivel de aspereza moderado con muy pequeña rotura del pavimento de asfalto.

• Nivel de severidad alta (A). Una gran cantidad de empuje ha ocurrido causando un deterioro severo del pavimento asfáltico.

Procedimiento de medición

El empuje es medido determinando el área en metros cuadrados de la hinchazón causada por el empuje.

Fisuración por deslizamiento – Problema Nº 15

Las rajaduras de desprendimiento, son rajaduras en forma de media luna creciente, que tienen las dos puntas apuntando hacia fuera en la dirección del trafico. Ellas son producidas por el frenado de las ruedas de dirección, causando que la superficie del pavimento resbale y se deforme. Esto usualmente ocurre cuando existe una mezcla de superficie de baja resistencia o una unión muy pobre entre la superficie y la próxima capa de la estructura del pavimento.

Niveles de severidad

No existen niveles de severidad definidos, es suficiente indicar que existe una rajadura de desprendimiento.

Procedimiento de medición

Las rajaduras de desprendimiento son medidas en metros cuadrados del área de superficie.

Levantamiento por hinchamiento o elevación – Problema Nº 16

Las protuberancias son caracterizadas por una hinchazón que se extiende hacia arriba en la superficie del pavimento. Una protuberancia o hinchazón puede ocurrir en forma aguda sobre una pequeña área o tan grande como una ola gradual. Cualquier tipo de hinchazón puede ser acompañada por una rajadura de superficie. Una hinchazón o protuberancia es normalmente causada por la acción del frío o la helada en la rasante, pero una protuberancia pequeña puede también ocurrir en la superficie del asfalto sobre PCC como el resultado de un estallido en la losa de PCC.

Niveles de severidad

Nivel de severidad bajo (B). La protuberancia es apenas visible y tiene un efecto menor en la calidad de desplazamiento del pavimento y es determinada a la velocidad normal de avión sobre la sección del pavimento que estaba en consideración.

Hinchazones de baja severidad podrían ser no siempre observables pero su existencia puede ser confirmada cuando se conduce un vehículo sobre la sección a la velocidad normal de un avión. Una aceleración hacia arriba puede ocurrir si la hinchazón está presente.

• Nivel de severidad media (M). La protuberancia puede ser observada sin dificultad y tiene un efecto significativo sobre la calidad de desplazamiento del pavimento como se determina en la velocidad normal de avión por la sección del pavimento en consideración.

• Nivel de severidad alta (A). La protuberancia puede ser rápidamente observable y afecta severamente a la calidad de desplazamiento del pavimento a la velocidad normal del avión para la sección del pavimento bajo consideración.

Procedimiento de medición

El área de superficie de la hinchazón o protuberancia es medida en metros cuadrados. La clasificación de severidad debe considerar el tipo de pavimento, la sección (ejemplo pista de aterrizaje o despegue, faja de aproximación o faja de estacionamiento). Por ejemplo una hinchazón de suficiente magnitud que cause una considerable aspereza en la pista de aterrizaje a altas velocidades debe ser clasificada como más severa que la misma hinchazón localizada en una faja de aproximación o en la faja de parqueo donde las velocidades de operación de los aviones son mucho más bajas.

Ref: Pavement management for Airports, roads and parking lots M.Y. Shahin 1994

CÁLCULO DEL ESTADO DEL PAVIMENTO

Metodología y movilización

Se realizo un análisis de itinerarios de las líneas aéreas que operan en Cochabamba para determinar los horarios de trabajo, posteriormente se consiguió la autorización de los administradores del aeropuerto para el ingreso a la pista en los horarios donde no existían operaciones. Fue necesario establecer comunicación con la torre de control a efecto de garantizar aeronáutica, personal y también de los equipos requeridos.

Inventariación de fallas y defectos

La fase de inventariación comprendió la evaluación visual del pavimento, del área de la pista, donde se observo detalladamente todos los deterioros y fallas que existen en la superficie transitable y visible del mismo, estableciendo así la ubicación, extensión y su magnitud.

Para la evaluación se dividió en tres secciones y a su vez se realizo un cuarteo o subdivisión de la pista en menores dimensiones que se da a conocer mas adelante.

El sistema de inventariación y evaluación de los pavimentos, ya sean rígidos o flexibles propuestos por 1a F.A.A. en su documento especifico, es un sistema de evaluación que contempla todos los tipos de fallas que pueden tener estos pavimentos, desde el punto de vista superficial, pero que da todas las pautas necesarias para definir las zonas que estarían en proceso de deterioro o con problemas que deban ser solucionados a corto plazo. Asimismo se detecto las zonas en progresivo deterioro, pudiendo de esta manera prever los estudios y soluciones definitivas a largo plazo, sin causar mayores perjuicios a las operaciones aéreas.

Los resultados de inventariacion fueran procesados con la finalidad de tablecer los lugares de mayor deterioro. El informe incluye las planillas de registro de las condiciones superficiales del pavimento flexible de la pista donde operan las aeronaves.

Conteo de fallas y evaluación de la zona

Iniciándose el conteo del tipo de fallas por zona, donde se tiene un cuadro e evaluación de la unidad relevada, de esta manera sé tuvo una visión general de los resultados de la zona, pero aun no se tiene la condición que representa estas fallas en el total relevado.

Con estos resultados se calculó la densidad de éstas con relación a toda la pista de aterrizaje estudiada, posteriormente con estos valores se ingreso a los gráficos de evaluación presentados por la FAA. Hallándose así los valores de deducción para cada tipo de falla.

De estos valores de disminución, afectados por un coeficiente de incidencia que sirve de parámetro para cada tipo de fallas, se tuvo como resultado final el valor corregido.

Estos valores de deducciones disminuidos de 100, corresponden al índice de condición del pavimento (PCI) que es el índice resultado de la evaluación.

A este índice calculado le corresponde una calificación visual de la zona que va desde excelente hasta zona fallada, estableciéndose en total siete calificaciones del sistema.

Una vez corregidos los valores parciales se evaluó la condición de las partes deseadas del área estudiada, calculando el promedio aritmético de los PCI. de cada zona con este resultado se ingreso nuevamente en el cuadro de calificación visual.

Obteniéndose así como resultado final, el estado en que se encuentran las áreas que fueron estudiadas y así dar recomendaciones de cómo deben ser tratadas estas fallas.

EJERCICIOS RESUELTOS Y PROPUESTOS

Ejercicio Resuelto 12.1.

Ubicada el ÁREA A EVALUAR, en este caso la pista 04 – 22, que fue dividida en tres secciones longitudinales de 15 m cada una teniendo un ancho total de 45 m que corresponde al ancho de pista y se denominaron como sector: "A", "B", "C". respectivamente.

Unidades de evaluación, para encontrar las unidades de evaluación se procedieron. según normas de la F.A.A. en pavimentos asfálticos donde se especifica que cada unidad debe ser de 450 m2 ± 180 m2 de tolerancia o por acomodación de condiciones especiales de campo, de este ultimo se considero secciones de 750 m2 con dimensiones de 15 x 50 esto para un mejor aprovechamiento del tiempo disponible, a su vez se sub dividió en secciones de 10 x 3 para tener una mejor evaluación.

Se saca él número mínimo de unidades a evaluar utilizando la siguiente fórmula:

Remplazando:

Número total de unidades de la sección: N = 53

Desvío estándar del PCI en unidades de una sección para pavimentos asfálticos: s = 10 Error de estimación del PCI ± 5 PCI: e = 5

Se obtuvo un valor de n = 13, unidades a ser evaluadas por cada sección dando un total de 39 unidades a evaluar para toda la pista.

Procedimientos, para realizar la evaluación de cada unidad se comenzaron con una inspección visual a pie, contando con los respectivos manuales para la ubicación y verificación de las distintas fallas, y con los respectivos materiales de medición tales como: winchas, metros, reglas, taquímetros, choclas, las respectivas planillas, que se fueron codificando al mismo tiempo según la severídad, tipo, número de repeticiones, etc. Se tomaron fotografías, y filmaciones para respaldo del estudio realizado. Una vez obtenidos todos estos datos, se procedió al trabajo de gabinete según normas, utilizando planillas y monogramas de evaluación de pavimentos que se muestran en el Anexo III.

Se obtuvo un estudio según el método de número mínimo de secciones a evaluar que da el resultado de 39 secciones para ser evaluadas y que se muestran según la tabla:

Evaluación según fórmula

PCI promedio de 39 secciones del elemento PISTA 04 – 22 = 36 condición estimada POBRE.

Fisuración en bloque o cuarteamiento que se nota en gran parte de la capa de rodadura el cual esta leve o intensamente cuarteada (piel de cocodrilo) aparentando ser un signo de mala calidad del concreto asfáltico utilizado en esta capa, donde se encuentran una baja adherencia entre árido y betún.

Fisuraciones longitudinales, transversales y de construcción, cuyo factor principal para este tipo de fallas es causado por efectos climáticos, endurecimiento significativo del asfalto, envejecimiento y oxidación del asfalto, fallas constructivas y falta de mantenimiento adecuado.

Los sectores más deteriorados son:

o Longitudinalmente el sector B