EVALUACIÓN DE OBRAS DE ARTE

CONSERVACION VIAL II

Maestra en Transportes y Conservacin Vial

SERVICIO DE CONSERVACIN POR NIVELES DE SERVICIO DE LA CARRETERA CIUDAD DE DIOS CAJAMARCA EVALUACION DE OBRAS DE ARTE Y DRENAJE Evaluacin del Estado de Drenaje Evaluacin Estructural de las Obras de Arte1. ANTECEDENTESPROVIAS NACIONAL, con la finalidad de asegurar la transitabilidad de la Carretera de acuerdo a estndares base que permitan el trafico continuo y seguro de vehculos de pasajeros y carga y teniendo en cuenta el amparo de las normas, otorga a CONALVIAS, el Contrato denominado Servicio de Conservacin por Niveles de Servicio de la Carretera Ciudad de Dios Cajamarca2. OBJETIVOSe establece como objetivo principal la prestacin del Servicio de Conservacin por Niveles de Servicio de la Carretera Ciudad de Dios Cajamarca, a fin de alcanzar un adecuado nivel de transitabilidad de la red a travs de la ejecucin permanente de un conjunto de actividades operativas y de gestin durante los cinco aos de la prestacin del servicio.El Programa de Conservacin Vial, plantea las acciones que el Contratista-Conservador considera pertinentes con el fin de asegurar los niveles de Servicio exigidos en los Trminos de Referencia que rigen el presente contrato. Es as como las actividades a realizar son determinadas por el Contratista-Conservador segn el estado inicial de la infraestructura vial, basado en los resultados obtenidos de la evaluacin estructural y funcional de los elementos de la va.3. EVALUACIN DEL ESTADO DE DRENAJE3.1. CONCEPTUALIZACINAtendiendo los trminos de referencia, se formula el presente documento que contiene la evaluacin del estado de las Obras de Arte y Drenaje. Dicho documento tiene como antecedente bsico el Inventario Vial Calificado realizado mediante inspeccin visual.Es consecuencia, la evaluacin del estado del drenaje, depende de los parmetros de evaluacin implementados por el Sistema de Gestin de Carreteras.El inventario fsico presenta un panorama general sobre el estado de las vas evaluadas, determinando el grado de desarrollo que poseen; esta informacin complementa los criterios para estimar las intervenciones necesarias para alcanzar los niveles de servicio establecidos en los trminos de Referencia:

Niveles de ServicioNiveles de Servicio de Obras de Arte y Drenaje despus de la Conservacin Peridica

Drenaje - Cunetas

- Alcantarillas

- Bajadas de Agua

- BadenesInspeccin visual Siempre limpias, libre de residuos slidos, vegetacin y cualquier otro elemento que cauce obstculo

Estructuras Viales Puentes y Pontones

Muros Inspeccin visual -Puente, accesos y cauce: Siempre Limpios y libre de obstculos.

-Juntas de dilatacin: funcionales (completas y sin restricciones).

-Apoyos: libres de restricciones al desplazamiento y rotacin.

-Estructuras metlicas sin oxido.

-Estructuras de concreto sin laminacin, ni disgregacin, ni contaminacin con sales, ni exposicin de armadura en corrosin y sin fisuras mayores a 0.5mm.

-Conexiones completas y ajustadas.

-Barandas completas y pintadas.

-Drenes completos, abiertos y con prolongacin bajo la losa no menor a 0.30m.

Los niveles de servicio que se precisan en la tabla anterior, corresponden a la conservacin rutinaria despus de la conservacin peridica, es decir, despus que el contratista-conservador realiza actividades puesta a punto para llevar la va a los niveles de servicio que sern medidos durante la prestacin del servicio.Teniendo como precepto bsico que el mantenimiento de las obras de drenaje es indispensable para garantizar la vida til de la estructura del pavimento, la evaluacin de las obras de arte y drenaje no se limit a un dimensionamiento de las mismas, sino que adems se incluy una descripcin del estado actual de los elementos a nivel funcional y estructural, identificando elementos que requieren intervenciones mayores a las establecidas en los trminos de referencia del contrato.3.2. ELEMENTOS EVALUADOSDrenaje Longitudinal:Se evalu el sistema de drenaje sobre la superficie del camino o terreno, con funciones de captacin, salida, defensa y cruce: Cunetas Canales

Zanjas de Drenaje

Bajadas de Agua

Drenaje Transversal:

Se ha realizado una inspeccin visual de los elementos externos de las estructuras menores, y una evaluacin de la condicin funcional segn su grado de sedimentacin o colmatacin, verificando si se cumple o no la finalidad de permitir el paso transversal del agua por los ductos o estructuras construidos para tal fin:

Alcantarillas

Badenes

Puentes y Pontones

Los puentes se evalan de manera particular en el Plan de Conservacin de Puentes, bajo los parmetros de la Gua de Inspeccin de Puentes y los niveles de servicio del Anexo1 de los Trminos de Referencia del Contrato.

Muros de Contencin:

Los muros de contencin fueron inventariados y evaluados de acuerdo a su condicin estructural y funcional superficial, teniendo en cuenta el alineamiento y el estado de sus elementos visibles.

3.3. METODOLOGA DE EVALUACINEl primer paso para evaluar el sistema de drenaje es la CLASIFICACIN de las estructuras, que permite definir la caracterizacin de las obras de arte y drenaje en una va.El segundo paso de evaluacin es la TIPICACIN de los elementos o estructuras, describindose los materiales que componen cada elemento o estructura.La evaluacin de la condicin funcional y estructural, determina el ESTADO del drenaje y es preciso que la informacin relevada se evale de manera global pues se trata de un sistema de canalizacin que se interconecta con el fin de reducir o eliminar la cantidad de agua que se dirige hacia la calzada.4. RESULTADOS DE LA EVALUACINEl inventario de obras de arte y drenaje fue realizado de acuerdo a la configuracin de las rutas del sistema nacional de carreteras, siendo la ruta PE-08 la correspondiente al tramo de evolucin.4.1. Cuantificacin de Obras de Arte y Drenaje:La cuantificacin de los elementos de drenaje transversal y longitudinal se presenta en las siguientes tablas, en donde se indica la participacin porcentual de acuerdo a la tipificacin de cada elemento evaluado.Elementos de Dreanje y Obras de Arte

ELEMENTOSUNIDADCLASECANTIDAD TIPOCANTIDADPORCENTAJE

DRENAJE TRANSVERSALALCANTARILLASUNDEFINITIVA451CONCRETO32472%

MAMPOSTERIA41%

ACERO11125%

OTRO122%

ARTESANAL4CONCRETO00%

MAMPOSTERIA00%

PIEDRAS00%

OTRO4100%

DRENAJE LONGITUDINALCUENTAS,CANAL, BAJADA DE AGUA Y ZANJA DE DRENAJEMLCUNETAS56938TIERRA17783%

CONCRETO 5410995%

MAMPOSTERIA10512%

OTRO00%

CANAL2157TIERRA25212%

CONCRETO 90442%

MAMPOSTERIA100146%

OTRO00%

BAJADA DE AGUA82.6TIERRA00%

CONCRETO 00%

MAMPOSTERIA8198%

OTRO1.62%

ZANJA DE DRENAJE390TIERRA390100%

CONCRETO 00%

MAMPOSTERIA00%

OTRO00%

OTRAS ESTRUCTURASBADENES,TUNELES Y MUROSUNBADEN7GAVION00%

CONCRETO457%

MAMPOSTERIA00%

CONCRETO CICLOPEO00%

PIEDRA343%

OTRO00%

TUNEL0CONCRETO00%

MAMPOSTERIA00%


ROCA00%

OTRO00%

MURO229GAVION104%

CONCRETO11149%

MAMPOSTERIA9140%


PIEDRA177%

OTRO00%

4.2. Evaluacin del Estado del Drenaje Transversal Alcantarillas:Condicin Funcional y Estructural de las Alcantarillas:La calificacin de la condicin funcional y estructural de las alcantarillas se realiz de acuerdo al manual del sistema de gestin de carreteras, empleando las convenciones que se establecen a continuacin:Convenciones de Calificacin

CONDICIN ESTRUCTURAL

EXCELENTE1-Excelente (no tiene Problema)

PREOCUPANTE2-Preocupante (Quebrado en menos de30% de la Longitud)

MALO3-Malo (Quebrado en ms de 30% de la longitud)

CONDICIN FUNCIONAL

BUENA1-Buena (limpia)

REGULAR2-Regular (Parcialmente Obstruida)

MALA3-Malo (Totalmente Obstruida)

En general, las alcantarillas inventariadas son definitivas. El grado de colmatacin encontrado en algunas obras de drenaje hizo imposible la revisin completa de estos elementos, incluso en algunos casos no se pudo establecer ni el tipo de ducto, ni la seccin del mismo. Segn el inventario vial Calificado, se ha detectado que el cuerpo principal de las estructuras se encuentra dentro de las siguientes clases:

Alcantarillas Metlicas TMC (Tubera Metlica Corrugada) En los tramos objeto del proyecto, gran parte de las alcantarillas definitivas son metlicas con dimetros variables, encontrando tuberas de 0.6m (24), 0.910 m (36), 1.219 m. (48) y hasta de 8 metros como la estructura existente en el tramo I en la progresiva K45+109. Los ductos son instalados con una pendiente mnima de 1%, sus planchas tienen un calibre que vara entre 2.0 mm y 2.5 mm. La cobertura mnima es variable debido a la accidentada topografa de la zona. En trminos generales, la condicin estructural de las alcantarillas metlicas es buena, y muy pocos elementos presentan problemas en sus ductos, sin embargo, existen casos crticos como los presentados en el tramo I en las progresivas K43+516, K46+171, que debido a la inestabilidad de la zona y al derrame de materiales se han destruido los ductos y los elementos de entrada y salida y en el mejor de los casos la base del cabezal se encuentra sin soporte a punto de colapsar. Alcantarillas de Concreto La variedad de las alcantarillas de concreto existentes en el proyecto es notable tanto en sus dimensiones (0.5 x 0.5 3 x 3) como en sus elementos de entrada y salida. Las alcantarillas del tramo I en su mayora son en concreto, de seccin variable, aunque en trminos generales sus condiciones son buenas a nivel estructural y funcional, los principales defectos de estos elementos se presentan en cabezales, losas y aletas, los cuales adolecen de grietas, exposicin de acero y en algunos casos socavacin de la base. A nivel funcional, algunas alcantarillas se encuentran colmatas y es comn encontrar que los ductos sean usados para atravesar tuberas de otra ndole.Vistas Tpicas de Alcantarillas Ciudad de Dios-Cajamarca (K0+000-K50+000) K 1+431

K 5+955 K 29+172

Badenes:Los badenes son estructuras que permiten el pase continuo de un flujo de agua y/o avalanchas, sin que estas avenidas causen dao a la va ni interrumpa el trfico por mucho tiempo. Vistas Tpicas de Badenes

4.3. Evaluacin del Estado del Drenaje Longitudinal:La calificacin de la condicin funcional y estructural de las cunetas se realiz de acuerdo al manual del sistema de gestin de carreteras, empleando las convenciones que se establecen a continuacin:

Convenciones de Calificacin


PavimentadoEXCELENTE1-Excelente (no tiene Problema)

PREOCUPANTE2-Preocupante (Quebrado en menos de30% de la Longitud)

MALO3-Malo (Quebrado en ms de 30% de la longitud)

AfirmadoEXCELENTE1-Excelente (no tiene Problema)

PREOCUPANTE2-Preocupante (problema de Erosin)

MALO3-Malo (Problema Grave de Erosin)

CONDICIN FUNCIONAL




Cunetas:Se presentan cunetas en diversos materiales, concreto, tierra y mampostera. Las cunetas en tierra y en concreto se alternan a lo largo del tramo I Ciudad de Dios-Cajamarca (k0+000-k155+000), predominando las revestidas en concreto. Vistas Tpicas de Cunetas Ciudad de Dios-Cajamarca Caractersticas de las Cunetas: Bombeo o pendiente transversal de la carretera

Las vas del proyecto cuentan con una pendiente transversal que fue definida cuando se conform la plataforma existente. Dicha pendiente ha sufrido variaciones puntuales debido a los asentamientos causados por la inestabilidad de laderas. Pendiente longitudinal de la carreteraEn lo que respecta a la pendiente longitudinal y por tratarse de una carretera con rpidos ascensos, se cuenta con pendientes longitudinales adecuadas para la rpida evacuacin de las aguas de escorrenta.

Seccin geomtrica tpica de la cuneta

El tramo presenta secciones hidrulicas definidas segn las caractersticas hidrolgicas de la zona. En su mayora, las secciones transversales son triangulares, seguida en menor proporcin por secciones rectangulares y trapezoidales. Se precisa aclarar que debido a la carencia de mantenimiento, las cunetas en tierra presentan secciones irregulares que se clasifican como OTRO.

Rugosidad de cuneta

El efecto abrasivo que se puede presentar por la velocidad con que discurren las aguas dentro de las cunetas, es controlado con el revestimiento de concreto de gran parte de la longitud de cunetas. Como se mencion anteriormente, gran porcentaje de la longitud de cunetas, se encuentra en tierra, lo que facilita que se generen zonas de erosin y colmatacin.

Canales:Los canales se encuentran dentro del derecho de va y por lo tanto hacen parte del inventario vial. Dichos elementos presentan secciones definidas, en su mayora rectangulares. Su condicin estructural y funcional es bastante buena, sin embargo, se requiere constante mantenimiento por parte de sus usuarios para evitar deficiencias por obstrucciones con material de depsitos adyacentes. En el proyecto se encuentran algunos canales de riego en concreto, mampostera y otros sin ningn tipo de revestimiento.

Vistas Tpicas de Canales Ciudad de Dios (K0+000-K155+000) K 25+085 - K 25+280_I

Bajadas de Agua :El tramo se presenta grandes cortes de taludes que requieran este tipo de obras, y se han encontrado numerosos elementos que facilitan la llegada de las aguas provenientes de la corona o partes altas del talud, las aguas son conducidas a las cunetas o directamente a alcantarillas que permitan su rpida evacuacin.En algunos casos las bajadas canalizan el agua proveniente de estructuras longitudinales como bordillos o canales construidos en el borde de la calzada, para tal fin son construidas en el talud inferior de la banca.

Vistas Tpicas de Bajadas de Agua Ciudad de Dios-Cajamarca

Zanjas de Drenaje :Las zanjas de drenaje son consideradas como elementos de drenaje artesanal y fueron inventariadas por hacer parte del sistema de drenaje de la va. En este tramo se presentan zanjas con seccin transversal rectangular en la mayora de la longitud inventariada, sin embargo, en muchos casos se presenta seccin irregular por falta de mantenimiento de los usuarios.5. Evaluacin de Obras de Arte

La calificacin de la condicin funcional y estructural de este tipo de obras, se realiz de acuerdo al manual del sistema de gestin de carreteras, empleando las convenciones que se presentan a continuacin:


EXCELENTE1-Excelente (no tiene Problema, no hay necesidad de reparaciones)

PREOCUPANTE2-Preocupante (Puede tener problema que afecten seriamente componentes principales)

MALO3-Malo (Necesita repararse, El deterioro de elementos principales afecta la capacidad del Servicio)

CONDICIN FUNCIONAL




Segn el Manual de Gestin de Carreteras, se deben inventariar, muros y tneles en esta seccin. En el proyecto no se encuentran tneles, por lo tanto las obras de arte evaluadas son muros de contencin y muros colectores.

Los muros en su mayora son de gravedad, y segn sus grandes dimensiones, se deduce que algunas estructuras carecen de refuerzo pues su naturaleza robusta anula los esfuerzos flectores.Sin embargo, el muro que trabaja por gravedad no es el nico tipo de estructura presente en los tramos del proyecto, ya que existen muros estructurales o de concreto reforzado que se caracterizan por tener dimensiones menores, estos presentan ligeros movimientos de flexin y su espesor requerido aumenta rpidamente con el incremento de su altura.

En trminos generales, los muros presentes en el proyecto gozan de buenas condiciones estructurales, pues en su mayora se presentan alineados, a plomo y sin exposicin de aceros o prdida sus materiales componentes, sin embargo, existen algunas excepciones como las que se enuncian a continuacin:

Resultados de la Evaluacin Estructural y Funcional CONDICION ESTRUCTURALCONDICION FUNCIONAL

EXCELENTEPREOCUPANTEMALOBUENAREGULARMALA

ELEMENTOSCANT%CANT%CANT%CANT%CANT%CANT%

DRENAJE TRANSVERSALALCANTARILLA DEFINITIVA(UN)34176%9722%112%30468%12528%204%

ALCANTARILLA ARTESANAL(UN)00%375%125%00%250%250%

DRENAJE LONGITUDINALCUNETAS (ML)5684988%685111%8031%48355.075%1485123%12972%

CANAL (ML)198692%1718%00%1986.092%1718%00%

BAJADA DE AGUA(ML)3659%712%1829%36.059%1830%1011%

ZANJA DE DRENAJE (ML)390100%00%00%390100%00%00%

OTRAS ESTRUCTURASBADENES(UN)550%220%330%880%110%110%

TUNEL (UN)00%00%00%00%00%00%

MURO (UN)20790%209%21%228100%10%00%

A continuacin se listan las estructuras cuyo estado estructural y funcional es regular y malo.

Alcantarillas en estado regular y malo

ProgresivaObservacin

0791Fisurado

1779Fisurado / Desprendimiento

2072Fisurado y desprendimiento con exposicin de acero







5955Fisurado y desprendimiento con exposicin de acero / Obstruido










17850Fisurado





22820Fisurado y desprendimiento




24677Fisurado






33946Fisurado

37100Ausencia de la estructura



46670Fisurado / Obstruido

46944Fisurado, desprendimiento / Obstruido

Cunetas, Canales, Zanjas de Drenaje y Bajadas de agua en estado regular y malo

Progresiva InicioProgresiva FinObservacin

21922227Obstruidoy no estn perfiladas





4351643517Fisuras y desprendimientos





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