Un ejemplo de rehabilitación en la UE por consolidación de la base (INYECCIÓN-II)

Rehabilitación estructural de un pavimento de hormigón articulado en Valencia

Anexo 1.-La tecnología utilizada para la evaluación estructural de las superficies de las carreteras con hormigón  del pavimento:

Introducción:

Inspección y comprobación de superficies de carreteras es de importancia vital, ya que es la principal fuente de información para  el conocimiento actualizado.
Pruebas de inspecciones sistemáticas y esporádicos u ocasionales se llevan a cabo.
Las inspecciones sistemáticas están organizados como los procedimientos dentro del sistema de control de calidad de Administación y  se programan con regularidad siguiendo las directrices establecidas en el procedimiento. Tal regularidad puede  materializarse en una periodicidad fija y predeterminada, o en una periodicidad que varía de acuerdo con los resultados  obtenidos en la inspección anterior.
Pruebas ocasionales responden a razones excepcionales, tales como fuertes lluvias o la comprobación de los resultados de alguna prueba  cuya fiabilidad está bajo duda, o mediciones esporádicas de fricción, mediciones topográficas,  la extracción de muestras para determinar la extensión del daño específico, etc
Básicamente están diferenciados entre Inspección Visual y Análisis de los instrumentos de alto rendimiento.

A1.1 Inspección visual de la superficie de la carretera :
Esto se lleva a cabo por operadores especializados que viajan la superficie de la carretera, ya sea a pie o en un vehículo en  movimiento muy lento, la identificación de todos los daños en su punto kilométrico exacto, y la grabación de una alta precisión  catálogo que hace referencia al tipo de defecto, su gravedad y la otra datos tales como su ubicación dentro de la  losa de hormigón en el caso de superficies rígidas, o dentro de la calzada por la distancia con respecto a la  derecha de color blanco marcado en el caso de superficies de carretera semi-rígidos.

El programa está programado anualmente, y se lleva a cabo en el primer trimestre del año, excepto en los casos de los  revestimientos de la superficie de concreto con mezclas de asfalto, que se realiza cada seis meses durante los dos  primeros años de operación, y posteriormente de forma anual como el resto.
Un sistema de inspección visual con la cámara de vídeo se ha implementado en la actualidad, que consiste en la  visualización de la superficie con un vehículo provisto de una grabadora digital, moviéndose a una velocidad de 20 km / h  a lo largo del centro del carril derecho.
Los defectos se clasifican en función de la catalogación a continuación, y se introducen en una base de datos mediante un  programa informático diseñado para tal fin ..... etc etc ...

A1.2 Pruebas estructural de la superficie de la carretera:

A1.2.1 Problemas a resolver. -
Como hemos visto, la inspección visual nos permite evaluar la superficie y confirmar el estado real de  la evolución y detectamos tendencias. Sin embargo, esto no determinar las causas del deterioro producido.
En términos estructurales, la superficie de hormigón en general se deteriora debido a los problemas asociados con el  apoyo de las losas en su sub-base. El deterioro es generalmente causada por una pérdida de más bajo grado  de agregado de partida en las articulaciones y que se desarrolla hacia el centro de la losa. La medida de la  pérdida se puede determinar mediante la evaluación de la brecha existente entre la losa y sus sub-base de soporte
(Grava-cemento en este caso). Este agujero se mide, y tiene dos componentes: uno de un origen térmico  debido a la curvatura de las losas resultantes de la diferencia de temperaturas entre sus superiores y  superficies inferiores; y el otro es causado por la pérdida de material debido al efecto combinado de las cargas de tráfico,  la infiltración del agua y el propio gradiente térmico.

Los agujeros existentes debajo de la losa se ​​definen por un número de mediciones directas, llevado a cabo mediante la perforación  en las losas y medir el espacio libre entre la base de la losa y la superficie de la  base de soporte, y a continuación, en relación esas mediciones con los parámetros resultantes de la prueba,  la búsqueda de la mejor relación a través de la carga crítica (ver definición más abajo).
La relación encontrada es:
Hu = 0.03xPcr + 0.012x Pcr ^ 2
Cuando Hu es la profundidad del agujero expresado en milímetros, y la PCR la carga crítica en toneladas.
A1.2.2 Prueba de la metodología
Los cálculos realizados con el fin de determinar los parámetros fundamentales que rigen el funcionamiento de la  losa se ​​basan en los datos medidos con el deflectómetro de impacto FWD.
Los problemas de la degradación de vez en cuando aparecen en superficies semirrígidos y rígidos de carretera debido a la discontinua  naturaleza del pavimento, ya sea debido a las juntas transversales (las superficies de concreto) o fisuras de retracción (semirrígidos).
Estas discontinuidades son un signo de la fatiga del pavimento como consecuencia de las cargas de tráfico en combinación con  los agentes ambientales, con una intensidad mucho mayor que otros.
La evolución de la degeneración localizada puede causar el daño a la superficie, y es necesario para   determinar el alcance de las discontinuidades y el momento en que es ventajoso para actuar.
Una explicación detallada del modelo excedería los límites de este informe. Sin embargo, para resumir, que  podríamos decir que se basa en la interpretación de la deformación de la base rígida cuando las cargas de 7,10 y  se aplican 13 toneladas en posiciones definidas.
Para cada carga y cada posición, la deformación vertical del pavimento se mide en siete sensores  colocados a distancias que pueden ser configurados en función del tipo de estudio que efectuar. Los sensores están  situados a 30 cm uno de otro.
Cuando la evaluación de las mediciones realizadas con el deflectómetro de impacto es importante destacar  dos puntos:
1) La distancia desde el eje de los sensores para el borde derecho del carril.
El total del agujero existente se calcula en base a la carga crítica.
(Mínimo necesario la carga de manera que la losa apoya completamente en la base)
EROSIÓN DEL AGUJERO  DE COMPONENTES
HOLE (mm)  diferentes  losa  longitudes  Estudio del agujero debajo de la losa y sus componentes
(agujeros térmicas y erosión)
Carga crítica (t)  Thermal  gradiente
HOLE térmico  COMPONENTE
Por un lado, la deformación en el borde exterior de la losa más cerca del arcén está relacionada con la  deformación producida en el centro de la losa utilizando la ecuación:
Db = Dc x (1.8 a 1.3 x Pcr / Dr) (por deformación medida en la articulación)
Db = DC X (2.2 hasta 2.2 x PCR / Dr) (para la deflexión en el centro de la losa)
Siendo:
Db = deflexión en el borde exterior
Dc = Desviación con un eje que pasa por el centro de la losa
Pcr = carga crítica
Dr = deformación residual
2) La condición térmica del pavimento en el momento de la medición de la deformación en la articulación de un  gradiente térmico específico, es relacionada con la deflexión en gradiente de cero, usando la ecuación:
Dg = D0 x EXP (-Kt x G)
Donde: T = gradiente térmico = diferencia entre las temperaturas medidas a 3 cm de la superposición y  en la parte inferior de la losa, dividido por el espesor de la losa (º C / cm)
Dg deflexión correspondiente a G gradiente
D0 deflexión en gradiente de cero
KT un coeficiente que, en nuestro caso, varía desde 6,5 hasta 7,8, dependiendo de las zonas.
Como se puede ver, la información sobre la condición térmica de la superficie rígida es importante para evitar llegar a  conclusiones falsas acerca de la importancia del agujero debajo de la losa.

A1.2.3 parámetros más significativos deducen:
Los parámetros más importantes que se deducen y teniendo una fuerte relación con la condición estructural del  pavimento, se incluyen:
La carga crítica (PCR): se define como la carga bajo la cual la deformación de la superficie no se
corresponden a el comportamiento elástico de la base, sino a la existencia de orificios debajo de la superficie  y / o entre la losa de hormigón y la sub-base en el caso de pavimento rígido, o en otras palabras: la  carga bajo la cual la superficie o la losa no está completamente soportado en la sub-base.  deflexión residual (Dr): se define como la deformación vertical de la superficie correspondiente a la crítica  de la carga.
Estos dos parámetros se evalúan la correlación de las deflexiones medidos en cada sensor para cada aplicado  carga. Estas deflexiones varían linealmente con la carga, la definición de una ley determinada de las cuales una desviación en cero  de carga se deduce.  Cuando esto sucede, la interpretación dada es que existe un intervalo de carga, en el que la desviación no  crecer linealmente, pero aumenta de cero a un cierto valor a raíz de una ley que, de acuerdo con lo que hemos  podido comprobar a través de mediciones lleva a cabo la aplicación de cargas bajas, es casi parabólica.
El punto de tangencia de esta ley con la línea deducida a partir de la aplicación de cargas de 7,10 y 13 toneladas,  determina la carga crítica antes mencionada y la flexión residual.

Dada la estrecha relación entre la carga crítica y la flexión residual, calculado para cada uno de los 7 sensores de medición, se puede estimar la profundidad del agujero por la distancia existente entre la articulación y  el punto de la losa en la que se annulated deformación residual (por efectos prácticos, hemos utilizado la  distancia hasta el punto de que la desviación residual es 5 mm/100).
Zona J, Zona Ce: Valor de las zonas deformadas que determinan las desviaciones en los siete sensores (mm2). El  estudio de esos valores, y su relación con la deflexión máxima nos informa sobre la capacidad de la  superficie para transmitir fuerzas tangenciales, para que la relación es una indicación de la forma en que la energía  es absorbida transmitida por el deflectómetro.
Módulo de J.mod y C.mod = pavimento en las articulaciones o en el centro de la losa:  Medido en toneladas por milímetro, que representa la carga necesaria en toneladas para la producción de un 1  . deflexión milímetro con la losa de trabajo elásticamente Este parámetro es medido a través de las inclinaciones de las líneas que definen la condición residuales (véase el  gráfico anterior).
SCP = índice de capacidad estructural:
Los módulos descritos anteriormente son realmente limitadas por la capacidad de soporte de la sub-base. Sin embargo,  cuando la base rígida está funcionando correctamente (ausencia de agujeros), estos módulos deben estar relacionados con el valor  de la deformación medida.
Después de un número de estudios que hemos sido capaces de concluir que, con el fin de obtener una respuesta elástica de la  superficie a la deformación producida por las cargas de tráfico, la inclinación de las líneas de regresión deducidas  a partir del estudio residual de la losa y la deflexión para una carga de 13 t, debe estar entre los valores  establecidos por las siguientes expresiones:

M = k11 X D13 ^ (k12) y M = k21 X D13 ^ (k22)
Donde M = J.mod, D13 = deflexión de 13 t
K11 = 16000, K12 = -0,953
K21 = 12.000, K22 = -1.013.
Puesto que la relación entre el módulo estimado y la deflexión máxima se eliminan  desde el cabezal definido por las dos funciones anteriores, la respuesta elástica de la losa se ​​agravará, y  dependiendo de la zona de la curva (véase el gráfico anterior) en el que el punto definido por Módulo - se carga  encontrado, el análisis a ser realizado variará (en el caso de superficies semi-rígidos, que es diferente a la de la rígida,  incluso si es conceptualmente exactamente de la misma). Una de las primeras consecuencias de este parámetro es que es un  excelente indicador de la calidad de las inyecciones.
LTC = Coeficiente de transmisión de carga:
Este parámetro establece una forma de evaluar el grado de continuidad estructural existente en ambos lados de una  junta o grieta.
Su estimación se basa en la idea de la comparación de la deformación en el centro y conjunta de la losa. Si el  no existiera conjunta, la aplicación de la carga en un punto daría lugar a una deformación por debajo de ella, y para  otra deformación 30 cm (D1CE y D2ce en gráfico siguiente). Este es el caso de la deformación en el  centro de la losa. La relación entre estas deflexiones será diferente en la articulación.
La relación entre los dos coeficientes anteriores (D2ce/D1ce) / (D2j/D1j) define los diferentes comportamientos  que llamamos coeficiente de transmisión de cargas.

Este parámetro en  un cierto conjunta, a menudo muestra diferentes valores dependiendo de qué lado de la carga es. Un análisis de esta  diferencia puede guardar relación con el corte inicial de la articulación, o con la condición térmica en el momento de
de medición. La variación del coeficiente en función de la carga ha sido estudiado para cada una de las   secciones (ver gráfico adjunto), la determinación de las leyes de la variación y la influencia de la no-verticalidad de  las articulaciones a través de la paralelismo de las líneas que definen la carga - coeficiente de relación.
IE2 = Índice de Condición de la estructura como se define a través de pruebas deflectometric:
Este índice estructural se obtiene mediante la asociación de los valores deducidos a partir de la estimación con los reales  condiciones observadas en la losa y el grupo de losas bajo evaluación.
Esta asociación de valores deflectometric - condición de la superficie y su evolución, es el resultado de los  esfuerzos encaminados a hacer una evaluación para el futuro sobre la base de mediciones de corriente.
Para lograr que, aparte de la observación visual, que también llevó a cabo pruebas, tomó muestras, una exhaustiva  observación de la condición de la base y el contorno de las losas de retirarse para ser sustituido, observaciones de la  apariencia de bombeo, su ubicación y el progreso, acerca de la condición del drenaje lateral colocado en el  trabajo y más tarde, las mediciones en los módulos, un estudio de los "sistemas hidráulicos" de la lechada de presión bajo las  losas, etc
Los resultados de estas experiencias y observaciones expuestas en correlación con el resultado del modelo de  cálculo, se pueden resumir en la siguiente tabla, en la que Kr representa el módulo de reacción de  referencia para la base de la losa. Ese módulo debe ser determinada por las hipótesis de diseño  adoptadas en el proyecto, o por las consideraciones basadas en observaciones de la conducta (en nuestro caso Kr = 120  t / mm).
Kj y KC (previamente definido J.mod y C.mod) representan el valor estimado para el módulo de la sub-base,  respectivamente a nivel de la articulación una vez que el efecto de la co-acción térmica ha sido eliminado, y en  el centro de la losa. PCR es la carga crítica se ha mencionado anteriormente-.

IE2	Kc / Kr	Kj / Kc	PCR (T)	EVALUACION
1	> = 1	> = 1	<= Pr / 2	Muy buena Estabilidad y Capacidad de Carga
2	> = 1	<1	<= Pr / 2	Buena Estabilidad, Desviaciones Térmicas
3	> = 1	> = 1	> Pr / 2, <= Pr	Fase de Aparición de Agujeros en el Ámbito de esquina
4	> = 1	<1	> Pr / 2, <= Pr	Los Agujeros pequeños, en algunos points en Progresión
5	> = 1	> = 1	> Pr	Efecto térmico agudo. No en sí erosión
6	> = 1	<1	> Pr	Efecto térmico Con La erosión en Las articulaciones
7	< 1	> = 1	<Pr	Baja Capacidad de rodamiento. Riesgo de erosión de la base en la
8	< 1	<1	<Pr	Baja Capacidad de rodamiento. Las erosiones. Mala Estabilidad
9	< 1	> 1	> Pr	Baja Capacidad de rodamiento. Erosiones y Bombeo
10	< 1	<1	> Pr	Agujeros erosión Fuerte Con Una. De Bombeo. Para Estudiar la Relación Kj / Kc

Pr representa la carga crítica de referencia, y se corresponde con las observaciones realizadas. En el caso de las secciones establecidas para el Proyecto de formato, el valor adoptado ha sido 5 t.

El gráfico adjunto refleja el resultado de la evaluación de la sección 2.
En la parte superior derecha, podemos ver la situación antes de la inyección, a través de puntos rojos (uno por losa), que representa  los valores de Kc y PCR. El círculo rojo representa el valor medio de todas las losas.
Inmediatamente por debajo de ella, vemos la situación después de la inyección, con todos los puntos colocados (excepto para uno), en una  zona correspondiente a una carga crítica virtualmente cero, y a un módulo relativamente bajo en el centro de la losa,  por lo tanto, alcanzar el valor 4 para la IE2. El módulo de la sub-base es difícil de sustituir por inyección.

4.5 Conclusión

Las operaciones de consolidación a través de la técnica de inyección losa demuestran claramente la

existencia de una mejora sustancial de las condiciones de trabajo superficie de la carretera.

Esta operación es rentable en un tiempo muy corto, y puede ser cuantificada en alrededor de 22% (véase

el apartado 4.4.3.1). Los movimientos de la losa se redujeron a cero y funcionan conjuntamente de nuevo, con un

restitución prácticamente total de las condiciones de trabajo elásticos para losas de hormigón (ver sección 4.4.3.2, gráficos de 14 a 16).

Eso significa que el pavimento ha sido estructuralmente regenerado, y dada la experiencia de

otras áreas ya 11 años, el porcentaje de fracasos es seguro que será insignificante. El costo de

la operación de inyección es de alrededor de € 37.000 / Km; el levantamiento y reposición de una sola losa (5m

longitud media) cuesta alrededor de € 2.500, y la inyección de alrededor de € 185, es decir, un precio prácticamente

insignificante en relación con la regeneración total de la superficie de la carretera, con la ventaja añadida

de una acción preventiva significativa en el caso de losas no dañadas.

La obra significó el cierre de un carril y reducir el tráfico. En el caso de las áreas involucradas en este

proyecto, los estudios llevados a cabo por el grupo WP4 han demostrado un mínimo de interferencia.

Cuando las condiciones del tráfico son más duras, las obras se llevan a cabo en la noche, con un aumento del 10% en el  costo de la inyección, pero que no supone un problema para el tráfico. Estudios de ajuste se han hecho, la medición de  las desviaciones antes de la inyección, y después de abrir al tráfico después de 2, 4 y 8 horas, se establece un  tipo mínimo del tiempo de apertura después de 2 horas, a condición de que se inyecta con el ajuste  del acelerador.

Resistencia a la regularidad de la superficie, y Skid mejorar significativamente después de la difusión de los agregados  capas. La mejora depende de la calidad del trabajo llevado a cabo y de las características de  la fórmula de trabajo del agregado (calidad de los materiales y la cantidad de betún secos).  En lo que se refiere a la variación de la condición estructural después de la difusión de las capas de asfalto  ( véanse los gráficos 8 a 10, y 13), se puede afirmar que la solución en la sección 1 sin geotextil, tiene una  mayor capacidad para absorber cargas; transmite menos tensión sobre el pavimento de concreto, pero esto se  logra a través de más trabajo en la capa de asfalto en sí. Por el contrario, la solución para la sección 2  (con geotextil), muestra un mayor poder para contener el reflejo de las fisuras inducidas por las articulaciones  y las grietas ya existentes, que la solución sin geotextil. Esto parece ser el resultado de  su menor capacidad para mejorar los coeficientes de transmisión de carga.

Todas las secciones han mejorado el índice estructural IE2, desplazamiento, tras la inyección de 10 (el peor

valor) a 4, debido a la limitación impuesta por la capacidad de soporte de la sub-base (relativamente baja

módulos)

En la actualidad, y después de la inspección visual llevada a cabo en agosto de 2004, no podemos añadir nada

más sobre el reflejo de fisuras, con un comportamiento normal detectada después de una comparación con  otras secciones realizadas en otros ámbitos en los otros años.

Las nuevas pruebas están previstas para finales de 2004.

Sus resultados nos permitirá establecer una conclusión más fiable en cuanto a los resultados relativos  entre una solución y otra, así como para verificar el desarrollo de la sección 3.

Valencia 2004
Enrique López Gámiz
Miembro del Format Project