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Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Evaluación de la Ruta Nacional 21, tramo entre los poblados de Jicaral y Lepanto, Península de Nicoya, Costa Rica Informe Corto Preparado por: Unidad de Gestión y Evaluación de la Red Vial Nacional PITRA – LanammeUCR San José, Costa Rica Setiembre, 2013 Documento generado con base en el Art. 6 incisos c) y d) de la Ley 8114 y lo señalado en el Capít.2, Art. 3 al 19 Reglamento al Art. 6 de la precitada ley, publicado mediante decreto DE-37016-MOPT. 1. Informe 2. Copia No. INF – PITRA – 007 – 2013 3. Título 1 4. Fecha del Informe Evaluación de la Ruta Nacional 21, tramo entro los poblados de Jicaral y Lepanto, Península de Nicoya, Costa Rica Setiembre, 2013 5. Organización y dirección Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Universidad de Costa Rica, Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, San Pedro de Montes de Oca, Costa Rica Tel: (506) 2511-2500 / Fax: (506) 2511-4440 6. Notas complementarias 7. Resumen La Ruta Nacional 21, específicamente el tramo comprendido entre las poblaciones de Jicaral y Lepanto, en la Península de Nicoya, ha recibido en los últimos años una inversión muy importante, a pesar del poco tránsito que por dicho tramo circula. En cumplimiento de los mandatos de la Ley 8114, funcionarios de la Unidad de Gestión y Evaluación de la Red Vial Nacional del PITRA-LanammeUCR realizaron, a inicios de agosto del presente año, una visita al tramo para evaluar el estado actual de la ruta. Se detectaron problemas de deterioro en forma de baches en la superficie de ruedo, problemas de las estructuras de manejo de aguas, mal estado de la señalización horizontal, y guardavías utilizados de manera incorrecta. Este informe resume algunos hallazgos importantes, mostrando imágenes de lo visto en dicha gira. 8. Palabras clave Ruta 21, baches, deterioros, guardavías, cunetas 9. Nivel de seguridad 10. No. de páginas Ninguno 28 Ing. José Francisco Garro, M.Geo. Ing. Jairo Sanabria Geo. Pablo Ruiz, PhD. Fecha: 20 setiembre, 2013 Fecha: 20 setiembre, 2013 11. Preparado por 12. Revisado por Fecha: 20 setiembre, 2013 13. Aprobado por Lic. Miguel Chacón Alvarado Ing. Roy Barrantes Jiménez Ing. Guillermo Loría S., PhD. Asesor Legal LanammeUCR Coordinador, Unidad de Evaluación Red Vial Nacional Coordinador General PITRA Fecha: 20 setiembre, 2013 Fecha: 20 setiembre, 2013 Fecha: 20 setiembre, 2013 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales TABLA DE CONTENIDO 1. Introducción 5 2. Descripción geológica general del sitio 6 3. Susceptibilidad a amenazas naturales en la zona 9 4. Hallazgos detectados, deflexiones en el pavimento 10 5. Hallazgos detectados, regularidad superficial 12 6. Hallazgos detectados, capacidad de agarre superficial 12 7. Notas de calidad con base en los indicadores de evaluación 13 8. Hallazgos detectados, deterioros superficiales 15 9. Hallazgos detectados, estado de la señalización horizontal 17 10. Hallazgos detectados, guardavías 17 11. Hallazgos detectados, estructuras de manejo de aguas 18 12. Conclusiones y Recomendaciones 22 13. Bibliografía 24 Anexo 25 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Ubicación del tramo evaluado 6 Figura 2 Mapa geológico de la zona 7 Figura 3 Sismicidad superficial 9 Figura 4 Zonas con potencial de inundación 9 Figura 5 Registro histórico de precipitaciones 10 Figura 6 Resultados del deflectómetro de impacto 11 Figura 7 Tramos homogéneos de la ruta 11 Figura 8 Resultados del perfilómetro láser 12 Figura 9 Resultados del medidor de agarre superficial 13 Figura 10 Presencia de baches, est. 5+400 16 Figura 11 Presencia de baches y agrietamiento longitudinal, est. 7+260 16 Figura 12 Uso inapropiado de guardavías, est. 1+090 18 Figura 13 Uso inapropiado de guardavías, est. 1+890 18 Figura 14 Ausencia de cunetas revestidas, est. 1+470 19 Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 3 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura 15 Agrietamiento de la carpeta asfáltica, est. 4+820 20 Figura 16 Alcantarilla, est. 6+580 20 Figura 17 Ausencia de estructuras de acarreo de aguas, est. 10+430 21 Figura 18 Puente nuevo sobre el RLepanto, est. 10+900 22 Figura A1 Mapa de resultados obtenidos, FWD 26 Figura A2 Mapa de resultados obtenidos, IRI 27 Figura A3 Mapa de resultados obtenidos, Grip 28 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Resumen de los indicadores del tramo 13 Tabla 2: Notas de calidad Q 14 Tabla 3: Recomendaciones de intervención 14 Tabla 4: Resultados obtenidos para el tramo evaluado 15 Tabla 5: Resultados obtenidos para la retroreflectometría del tramo 17 Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 4 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Introducción El tramo evaluado, ubicado entre los poblados de Jicaral y Lepanto, corresponde a 10,9 km de la Ruta Nacional 21. El mismo está ubicado en su totalidad en la Península de Nicoya, entre la línea de la costa (que se encuentra en promedio a 1 km de distancia) y el pie de monte del sistema montañoso de la zona, lo que condiciona parcialmente su trazado. Corresponde a una típica ruta de zona plana, con rectas relativamente largas, pocas curvas, buena visibilidad y cambios de pendientes casi ausentes. La Figura 1 muestra la ubicación del proyecto. En los últimos años, se ha invertido gran cantidad de dinero en este tramo, colocándose una base estabilizada con cemento, y se asfaltó en su totalidad (2 carriles, uno por sentido), además de la construcción de cunetas en algunos puntos e instalación de guardavías en otros. El total de la inversión asciende a más de 5 mil millones de colones, y según datos del MOPT, el tramo cuenta con un TPD de aproximadamente 1000 vehículos. Como parte de la función ordinaria de fiscalización y evaluación de la Red Vial Nacional que determina la Ley 8114, funcionarios de la Unidad de Gestión y Evaluación de la Red Vial Nacional del PITRA-LanammeUCR realizaron una gira de inspección los días 8 y 9 de agosto del presente año. En el presente informe se resumen los hallazgos realizados en los temas de: - Capacidad estructural mediante Deflectómetro de Impacto - Capacidad funcional mediante Perfilómetro Láser - Seguridad vial con el Medidor de Agarre Superficial y mediante evaluación de los guardavías construidos - Estado de la señalización horizontal con el Retroreflectómetro Portátil - Estado del pavimento mediante evaluación de deterioros superficiales - Estado de obras hidráulicas mediante inspección de cunetas y alcantarillas Es importante mencionar que en el cartel de licitación del proyecto, la longitud asignada a las obras es de 8,6 km; sin embargo, de la visita realizada, se observó que la totalidad del tramo (los 10,9 km mencionados, entre el cruce de Jicaral y el puente nuevo en Lepanto) fueron intervenidos, por lo que este informe se centrará en toda la longitud de dicho tramo. Este informe de seguimiento al desempeño del proyecto, complementa el informe de Auditoría Técnica del PITRA-LanammeUCR LM-PI-AT-097-11 de diciembre del 2011. El esfuerzo de dar seguimiento expedito a proyectos viales de obra nueva, es un compromiso que el PITRA-LanammeUCR asume de forma rigurosa, con la mejor tecnología disponible y con el criterio técnico que brinda los más de 60.000 km de pavimentos de la red vial costarricense, evaluados en los últimos 10 años. Con base en lo anterior, este insumo para la Administración traza los derroteros que complementan el de brindar información acerca del comportamiento de una Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 5 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales carretera, la cual debe mantener un alto estándar de servicio en toda la vida útil de diseño, y le recuerda a la Administración la necesidad de mantener un inventario y un monitoreo continuo de las obras viales. Es importante recalcar que este tipo de obras no puede ser abandonada al finalizar su construcción, sino que debe ser evaluada durante su vida útil, para constatar que se desempeña de acuerdo a su diseño y para programar campañas de mantenimiento, basadas en las mejores técnicas de gestión vial. Figura 1: Ubicación del tramo en estudio, sitios visitados 2. Descripción geológica general del sitio del proyecto Según el mapa geológico a escala 1:50.000 Hoja Venado (Denyer et al, 2013), el proyecto atraviesa 2 unidades, las cuales son de Aluviones Recientes y Rocas Sedimentarias Muy Alteradas. Sin embargo, en las cercanías al tramo es posible encontrar también rocas volcánicas muy meteorizadas, y suelos limosos típicos de estuarios (Figura 2). A continuación se da una breve descripción de estos materiales: - Rocas de afinidad volcánicas oceánica del Cretácico – Eoceno (145 – 40 millones de años): rocas del grupo del Complejo de Nicoya, que en el sitio del proyecto corresponden con basaltos fragmentados muy alterados, presentan meteorización esferoidal, y mala consistencia. - Cobertura sedimentaria del Cretacico – Paleogeno (145 – 33 millones de años): rocas de origen sedimentario, muy alteradas. En los sitios donde esta unidad corta el proyecto (cerca de Jicaral), las capas de esta unidad están buzando hacia el NW y NE, casi en la misma dirección que las pendientes. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 6 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura 2: Mapa geológico de la zona (según Denyer et al, 2013) - Aluviones y terrazas del Cuaternario (2 millones de años a la actualidad): en el sitio del proyecto, esta unidad corresponde con aluviones que presentan cantos rodados de tamaño centimétricos, arenas finas, medias y limos. Parecen tener un espesor considerable ya que aparecen también en el sector sur de la isla Venado. En el sector del valle aluvial del Río Lepanto se intercala con depósitos coluviales a los pies de los cerros. - Estuarios: Ubicados al norte del proyecto, se tratan de sitios con suelos arenosos, limos y arcillas. Según Denyer, los espesores de esta unidad son considerables. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 7 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales En cuanto a la tectónica, en las proximidades del tramo se pueden encontrar 3 sistemas de fallas. Una falla es de tipo normal y está ubicada al norte de la ruta 21 entre isla Venado y el territorio continental; la otra es la Falla Lepanto hacia el este de la zona; y por último se encuentra el sistema de Fallas Gigante, paralelo a todo el proyecto en su parte sur. - Falla normal al sur de la Isla Venado: se encuentra a menos de dos kilómetros del tramo evaluado, y presenta un movimiento vertical. - Falla Lepanto: ubicada en las cercanías del poblado del cual deriva su nombre, corta perpendicularmente el proyecto. Es una estructura neo-tectónica definida por Montero & Denyer (2011), que se inicia al norte del proyecto, presentando una ligera curvatura cerca de la Isla Venado. Al entrar en la península, al norte de Lepanto, sugiere generar desvíos hacia la derecha en la costa y en el frente montañoso, siguiendo el valle del río del mismo nombre hasta adentrarse en la territorio. Esta falla, presenta un movimiento horizontal hacia la Este. En caso de actividad, puede afectar directamente tanto la ruta, como el sitio donde se construyó el nuevo puente (est. 10+950). - Sistema de Fallas Gigante: constituye un sistema de fallas casi paralelas a la ruta, con una distancia que varía entre los 200 y los 1500 metros. Se trata de fallas con movimiento vertical de tipo inverso, que provoca levantamiento, con respecto al golfo, entre Jicaral y Lepanto. Se inicia al Oeste de Jicaral y continúa por el sector montañoso hasta el Sureste de Lepanto. Este sistema de fallas toca directamente al proyecto en varios sitios, así como estructuras secundarias menores que no han sido mapeadas, por lo que en caso de actividad, pueden resultar en problemas de la infraestructura. Con base en datos de la Red Sismológica Nacional, en la zona han ocurrido eventos superficiales que pueden ser asociados con los sistemas de fallas mencionados (Figura 3). Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 8 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura 3: Sismicidad superficial (<15 km, >3,0 Mw) en la Península de Nicoya, para el período 1992 – 2010 (Montero y Denyer, 2011) 3. Susceptibilidad a amenazas naturales en la zona Según el mapa de amenazas naturales de la Comisión Nacional de Emergencias (http://www.cne.go.cr/Atlas%20de%20Amenazas/Cantones/puntarenas/puntarenas.pdf), se identifican 3 zonas con potencial de inundación que pueden afectar el tramo (Figura 4), que corresponden con el Río Lepanto, Quebrada Barca y Quebrada Lepanto. Figura 4: Zonas con potencial de inundación, según la CNE Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 9 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Según reportan los vecinos del lugar, la última gran crecida que afectó la zona, se dio en el Río Lepanto en octubre del 2011, y cuyas aguas sobrepasaron la altura del antiguo puente. Lo anterior coincide con los registros meteorológicos de la estación Nicoya del Instituto Meteorológico Nacional, donde el mes de octubre de dicho año fue uno de los meses más lluviosos en los últimos 4 años en la zona (Figura 5). Figura 5: Registro histórico de precipitación, estación Nicoya (IMN, 2013) Debido a los altos niveles de precipitación en la zona, combinado con la sismicidad y los tipos de suelos presentes, así con las bajas pendientes, es posible que den lugar al fenómeno conocido como licuación de suelos, lo cual ocasiona pérdida de su resistencia y consecuente falla, especialmente en cimentaciones y terraplenes. Sin embargo, no se tienen registros de esto para el tramo evaluado, a pesar del reciente terremoto ocurrido el pasado 5 de setiembre del año 2012. Por último, la amenaza de deslizamientos no afecta de manera directa el tramo. Sin embargo, es importante recalcar que varias zonas se encuentran muy cercanas al pie de monte del sistema montañoso de la Península de Nicoya, por lo que no debe descartarse esta amenaza, máxime teniendo en cuenta los niveles de precipitación de la región. 4. Hallazgos detectados: deflexiones de la estructura de pavimento Los detalles del Deflectómetro de Impacto utilizado, y la metodología seguida de evaluación aparecen en la Ficha Técnica FT – UGERVN – 02 – 13, disponible en el sitio de Internet del LanammeUCR (www.lanamme.ucr.ac.cr). Al contar con base estabilizada, el tramo evaluado presenta deflexiones muy bajas en prácticamente la totalidad de su longitud, lo cual garantiza su capacidad estructural a medio y largo plazo (Figura 6). Sin embargo, y como se verá más adelante, se detectaron grietas longitudinales que pueden deberse a una falla del terraplén donde se construyó la Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 10 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales estructura, y esto no puede ser detectado mediante el equipo utilizado. En el Anexo 1 se muestra el mapa de los resultados obtenidos con este parámetro de evaluación. A partir de los resultados obtenidos en este parámetro, y conforme la metodología AASTHO de 1993, se calcularon los tramos homogéneos con la finalidad de detectar los distintos comportamientos del paquete estructural construido en el proyecto. Los resultados se muestran en la Figura 7, e indican 3 tramos homogéneos, a saber: - Tramo 1: est. 0+000 (cruce de Jicaral) a est. 0+890 - Tramo 2: est 0+890 a est. 9+410 - Tramo 3: est. 9+410 a est. 10+900 (puente nuevo en Lepanto) 0,5% 1,0% Bajas Moderadas 98,5% Altas Figura 6: Resultados obtenidos con el Deflectómetro de Impacto Figura 7: Tramos homogéneos obtenidos Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 11 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales 5. Hallazgos detectados: regularidades superficiales del pavimento Los detalles del Perfilómetro Láser utilizado, y la metodología seguida de evaluación aparecen en la Ficha Técnica FT – UGERVN – 02 – 13, disponible en el sitio de Internet del LanammeUCR. Los resultados obtenidos, mostrados en la Figura 8, indican que el proyecto presenta un nivel de IRI bueno en aproximadamente tres cuartas partes de su longitud, representando el resto IRIs moderados (23,8%) y bajos (5,7%). Geográficamente, estos sitios coinciden en aquellos puntos donde se encontraron baches. En el Anexo 1 se muestra el mapa de los resultados obtenidos con este parámetro de evaluación. 5,7% 23,8% Bajas Moderadas 70,5% Altas Figura 8: Resultados obtenidos con el Perfilómetro Láser 6. Hallazgos detectados: capacidad de agarre superficial Los detalles del equipo de Medición de Rozamiento Superficial, y la metodología seguida de evaluación aparecen en la Ficha Técnica FT – UGERVN – 02 – 13, disponible en el sitio de Internet del LanammeUCR. Los resultados obtenidos indican que poco menos del 60% de la longitud del proyecto presenta niveles de deslizamiento muy bajos, lo cual disminuye la probabilidad de accidentes bajo condiciones de lluvia (Figura 9). Por su lado, un 12% tiene niveles altos de deslizamiento, los cuales aumentan dicha probabilidad, y deben ser corregidos para garantizar la seguridad vial de los usuarios que transitan por dicho tramo. En el Anexo 1 se muestra el mapa de los resultados obtenidos con este parámetro de evaluación. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 12 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales 6,4% 6,1% 58,6% 28,9% No deslizante Poco deslizante Deslizante Muy deslizante Figura 9: Resultados obtenidos con el Medidor de Agarre Superficial 7. Notas de calidad con base en los indicadores de evaluación Para determinar la condición del proyecto se emplean las Notas Q, las cuales combinan todos los indicadores presentados anteriormente, para cada tramo homogéneo ubicado en el proyecto. Los resultados se muestran en la Tabla 1 Tabla 1: Resumen de los indicadores obtenidos en el proyecto Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 0+000 – 0+890 0+890 – 9+410 9+410 – 10+530 FWDpromedio (10-2 mm) 63,07 15,50 65,47 Categoria FWD Bajas Bajas Bajas IRIpromedio (m/km) 3,60 1,70 2,14 Deficiente Buena Regular 0,49 0,79 0,59 Muy Deslizante No Deslizante Deslizante Tramos Homogéneos Categoria IRI GripNumberpromedio Categoria GN Con base en el Tránsito Promedio Diario de la sección, el cual es de 870 vehículos, se utiliza las Tablas 2 y 3 para establecer su respectiva nota de calidad y las posibles actividades de intervención. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 13 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Tabla 2: Notas de Calidad Q con base en los resultados de FWD e IRI Límites de los valores de deflexión (10-2 mm) Rangos de TPD 0 – 5000 76,5 Bajas Moderadas 115,7 Altas Muy Altas Categorías de FWD Indicador Estructural . Indicador Funcional Rangos de IRI (m/Km) 88,5 Bajas Moderadas Altas Muy Altas ▼ ▼ ▼ ▼ < 1,9 (Buena) ► Q1 Q3 Q6 R-1 1,9 – 3.6 (Regular) ► Q2 Q5 Q8 R-2 3,6 – 6,4 (Deficiente) ► Q4 Q7 Q9 R-3 > 6,4 (Muy Deficiente) ► M-RF RH-RF R-3 NP Tabla 3: Recomendaciones de intervención según el nivel de deslizamiento del tramo Grip Number Posibilidades de Intervención en función de la Nota Q Q1 Q2 Q3 Menor de 0,78 (No deslizante) N.I. N.I. SS ChS1 (TS1) 0,6 - 0,78 (Poco deslizante) N.I. SS ChS1 (TS1) ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) 0,5 - 0,6 (Deslizante) SS ChS1 (TS1) ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) Slurry Mayor a 0,5 (Muy Deslizante) ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) Slurry ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) Slurry ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) Slurry Micropavimentos Con base en lo anterior, los resultados obtenidos para el tramo evaluado se muestran en la Tabla 4. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 14 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Tabla 4: Resultados obtenidos para el proyecto evaluado Tramos Homogéneos Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 0+000 – 0+890 0+890 – 9+410 9+410 – 10+900 Q4 Q1 Q2 Nota Q Estrategia General de Intervención Mantenimiento de Recuperación de IRI Mantenimiento de Preservación Mantenimiento de Preservación Recomendación basada en el Grip Number No Aplica No intervenir ChS2 (TS2) ChS3 (TS3) El segundo tramo homogéneo, ubicado entre los estacionamientos 0+890 al 9+410 presenta muy buen estado, por lo que sólo necesita de actividades normales de mantenimiento. Sin embargo, se recomienda intervenir el primer tramo homogéneo (0+000 a 0+890) de tal manera que el nivel de IRI se recupere, y por ende, los niveles de agarre superficial. Con respecto al tercer tramo homogéneo (9+410 a 10+900), se recomienda intervenirlo de tal manera que los niveles de agarre superficial se recuperen. 8. Hallazgos detectados: deterioros superficiales de la carpeta asfáltica Utilizando el Equipo de Auscultación con Imágenes Georeferenciadas, se realizó una evaluación de la ubicación, tipo y extensión de los deterioros presentes en la ruta, resultados que fueron verificados en la gira realizada. Los 3 tipos de deterioro encontrados fueron: - Grietas, tanto longitudinales como transversales en la superficie de ruedo - Grietas de borde - Bacheo La presencia de baches se considera un deterioro debido a que presentan características diferentes tanto estructurales como funcionales, del resto de la carpeta asfáltica que lo rodea. Cerca de 2% del área del tramo presenta bacheos recientes. Por otra parte, en 6% de la ruta se detectaron grietas transversales. La causa probable de estos deterioros puede ser atribuida a inestabilidad en los terraplenes sobre los cuales se construyó la ruta, o bien asentamientos en el suelo bajo la obra. En las Figuras 10 y 11 se muestran ejemplos de los deterioros encontrados en la ruta evaluada. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 15 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura 10: Presencia de baches, est. 5+400 Figura 11: Presencia de baches y grieta longitudinal (a la izquierda), est. 7+260 Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 16 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales 9. Hallazgos detectados: estado de la señalización horizontal La pintura utilizada en la señalización horizontal debe cumplir con especificaciones de retroreflectividad que garanticen la seguridad vial de los usuarios que transitan por dicha vía, especialmente en condiciones adversas como lluvia intensa, neblina o de noche. Para medir dicha condición, se utilizó un Retroreflectómetro Láser portátil, con el cual se midió la condición de la pintura, tanto la de borde (blanca) como la central (amarilla) en segmentos de 120 metros de longitud, para 3 sitios distribuidos escogidos de manera aleatoria. Los mismos fueron: - Estacionamiento 1+300: salida de Jicaral, en curva; línea de borde blanca y línea de centro amarilla y continua. - Estacionamiento 5+800: en recta, línea de borde blanca y línea de centro amarilla discontinua (posibilidad de adelantar). - Estacionamiento 9+950: en recta frente a la Escuela de Lepanto, línea de borde blanca y línea de centro amarilla y continua). Los resultados obtenidos se compararon con estándares internacionales para establecer su condición, tal y como se muestra en la Tabla 5. Tabla 5: Resultados de retroreflectometría obtenidos para el proyecto evaluado Estacionamiento Línea de borde blanca* Condición de retroreflectividad Línea de borde amarilla* Condición de retroreflectividad 1+300 67 Mala 65 Mala 5+800 129 Regular 122 Regular 9+950 106 Regular 49 Mala * Resultados en mcd/lx/m2 Como se deriva, el estado de la señalización horizontal va de regular a malo. Se debe mencionar que a lo largo de todo el proyecto, existen captaluces (ojos de gato) tanto en los bordes como en el centro, lo cual ayuda enormemente en el aspecto de seguridad vial bajo condiciones adversas de tránsito. 10. Hallazgos detectados: guardavías La ruta evaluada presenta menos de 700 metros lineales de guardavías instalados en su longitud. Sin embargo, y como se ha venido dando en otros proyectos evaluados por el LanammeUCR, existe un error de concepto en el uso de los guardavías como barandas de puentes y otros pasos de aguas importantes (Figuras 12 y 13). Los guardavías son obras flexibles de contención, con una longitud y un diseño tal que permite a los vehículos no salirse de la ruta e impactar contra elementos potencialmente peligrosos fuera de ella, o bien caer a un talud, dado que su función principal es reencauzar un vehículo a la vía. Por su parte, las barandas de Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 17 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales los puentes deben ser parte de la estructura del mismo, su diseño ayuda a darle rigidez a la estructura y a la vez, evitan que un vehículo caiga en el cauce, en caso de accidente. Al usar guardavías cortos como barandas, se da una falsa sensación de seguridad puesto que dichas obras no poseen la longitud mínima de trabajo, y al ser flexibles, permitirían que un vehículo caiga al cauce; por lo que no cumplen función de seguridad vial alguna. Figura 12: Estacionamiento 1+090 Figura 13: Estacionamiento 1+890 11. Hallazgos detectados: estructuras de manejo de aguas A pesar de ser una zona con un promedio anual de precipitación de 1500 mm y una estación lluviosa de 7 meses, la ruta evaluada carece en un gran porcentaje de su longitud de estructuras de manejo de aguas de escorrentía. Sólo en pocos sitios Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 18 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales existen cunetas, y la mayor parte no se encuentran revestidas (Figura 14). Al no existir sistemas eficientes de sistemas de drenajes, aumenta la probabilidad del debilitamiento global de la estructura, con lo cual también aumenta la cantidad de deterioros prematuros en la carpeta asfáltica. Figura 14: Ausencia de cunetas revestidas, est. 1+470 Además, se visitaron 10 sitios de interés con respecto a estructuras de manejo de aguas. - Punto 1, est. 0+200: Este es el sitio del proyecto que está más próximo a un talud. Debido a la poca altura que presenta el talud y al tipo de suelo presente, no se observan condiciones de inestabilidad en la ladera de este talud. - Punto 2, est. 4+250: No se observaron problemas con tuberías y sistema de drenaje en este sitio. - Punto 3, est. 4+820: En este sitio se observaron grietas sobre la estructura de salida de la alcantarilla, posiblemente debido a un mal confinamiento de materiales (Figura 15). Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 19 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura 15: Agrietamiento en la carpeta, est. 4+820 - Punto 4, est. 6+580: Paso por Quebrada Zanja Honda, el cual presenta una alcantarilla que se encuentra parcialmente obstruida por sedimentos y rocas (Figura 16). Figura 16: Alcantarilla, est. 6+580 Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 20 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales - Punto 5, est. 7+230: En este sitio no se observaron problemas en los sistemas de drenajes y alcantarillas. - Punto 6, est. 7+400: Paso sobre la Quebrada Baca, que según la CNE presenta potencial de inundación. Se observaron 3 tuberías para facilitar el tránsito de aguas bajo la carretera. Las entradas y salidas se encuentran parcialmente obstruidas por sedimentos, evidencia de la inexistencia de mantenimiento. - Punto 7, est. 8+200: Alcantarilla de doble tubería de concreto, el cual no presenta problemas. - Punto 8, est. 8+890: Alcantarilla doble de tubería de concreto, cuyas entradas y salidas se encuentran parcialmente obstruidas por sedimentación y maleza. - Punto 9, est. 10+430: En un tramo de 750 metros a la salida del poblado de Lepanto, se construyeron aceras a ambos lados de la vía, pero no un sistema formal de acarreo de aguas superficiales, tales como caños o cunetas. A intervalos regulares de 9 metros, se dispusieron salidas de agua de la calzada en forma de tubos cortos de PVC de 4 pulgadas de diámetro, los cuales son susceptibles a la obstrucción por sedimentos y vegetación, y que además provocan erosión en los terraplenes donde se encuentra la salida (Figura 17). Figura 17: Ausencia de sistemas de acarreo de aguas de escorrentía, est. 10+430 - Punto 10, est. 10+900: corresponde con el puente nuevo sobre el Río Lepanto. Presenta una losa de concreto construida sobre vigas de acero, y bastiones de concreto, así como barandas rígidas y guardavías en las aproximaciones (Figura 18). No presenta daños observables, pero es importante monitorear el comportamiento del cauce en el sitio, cuando se den crecidas en el río. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 21 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura 18: Puente sobre el Río Lepanto (A); vista superior (B); superestructura (C). 12. Conclusiones y Recomendaciones 12.1 Conclusiones El proyecto evaluado en general presenta una buena condición, tanto estructural como funcional. Sin embargo, la presencia de deterioros en la carpeta asfáltica en un proyecto con las características estructurales (base y subbase estabilizada) y de tránsito (menor de 1000 vehículos diarios) que este tramo presenta, indica problemas constructivos que deben ser estudiados y corregidos a la brevedad, de tal manera que la gran inversión realizada no se pierda o se deteriore de manera acelerada. Además, la ausencia casi total de cunetas revestidas, y el uso inapropiado de los guardavías (longitud inapropiada o como barandas en pasos de aguas) es un hecho cada vez más común en proyectos de este tipo en el país y que ponen en evidencia errores conceptuales y constructivos, así como de inspección y diseño; por lo que estas prácticas deben ser erradicadas, construyendo obras apropiadas que vayan acorde con el manejo de aguas y la seguridad vial según corresponda. En cuanto a la señalización horizontal, se deben realizar campañas regulares para devolver la retroreflectividad debida a la pintura, la cual es normal que sufra desgaste con el paso de los vehículos, y la exposición a los elementos climáticos. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 22 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales 12.2 Recomendaciones para la Administración Como resultado de este informe, se recomienda a la Administración valorar la implementación de las siguientes recomendaciones: - Realizar estudios técnicos, un diseño adecuado y planes de mantenimiento para todas las obras que se realicen tendientes a mantener y mejorar la condición de la obra vial evaluada. En estos estudios es necesario tomar en cuenta las condiciones geológicas e hidrológicas particulares de la zona, así como las fallas tectónicas identificadas. - Verificar la capacidad hidráulica del puente nuevo, tomando en cuenta los cambios que ha sufrido la sección inferior del mismo, esto frente a eventos climáticos extremos. - Verificar la capacidad hidráulica de la tubería de 4 pulgadas empleada en el tramo indicado en este informe. Diseñar en caso necesario las obras hidráulicas requeridas para evitar la acumulación de agua, lo cual acarrea un serio problema de seguridad vial al disminuir la capacidad de frenado de los vehículos. - Revisar la necesidad de construir más obras para el manejo del agua de escorrentía, tales como cunetas y alcantarillas, ya que se observaron muchos tramos que aún no cuentan con estas obras. - Dar mantenimiento adecuado a todas las obras construidas para la captación, conducción y descarga del agua de lluvia a lo largo del proyecto. - Valorar el potencial de inundación para las zonas indicadas, así como la vulnerabilidad de la infraestructura vial y las medidas de mitigación requeridas. - Implementar barandas rígidas en los pasos de aguas, usando guardavías únicamente en las aproximaciones a estas obras. - Realizar campañas periódicas de mantenimiento de la señalización horizontal, reponiendo además aquellos captaluces que se hayan perdido. - Incorporar inspección especializada o con capacitación suficiente en temas de seguridad vial, con el fin de evaluar este tema previo a la recepción final del proyecto. Asimismo, ejecutar de forma temprana las mejoras necesarias para garantizar la seguridad de los usuarios que utilizan esta ruta. - Dar seguimiento estricto a la condición de la capa asfáltica de ruedo para evaluar la necesidad de intervenciones de bacheo adicionales, o de recarpeteos en caso de tramos muy largos, para disminuir la tasa de deterioro del proyecto, y maximizar su vida útil. En este estado, la Administración debe tener presente que no se debe aceptar como normal un deterioro tan acelerado de la capa asfáltica. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 23 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales 13. Bibliografía - Unidad de Gestión y Evaluación de la Red Vial Nacional: Informe de Evaluación de la Red Vial Nacional, año 2012. PITRA – LanammeUCR, 2013. - Montero W., Denyer P., 2011: Fallamiento neotectónico de la Península de Nicoya y su relación con el escape tectónico del antearco centroamericano. Revista Geológica de América Central, 45: 9-52. - Denyer P., Aguilar T., Montero W., 2013: Mapa geológico de la hoja Venado Escala 1: 50 000 del IGN. Centro de Investigaciones en Ciencias Geológicas Universidad de Costa Rica. Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 24 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Anexo Mapas obtenidos, Campaña de Evaluación de la Red Vial Nacional Parámetros de deflectometría, regularidad y agarre superficial Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 25 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura A1: FWD obtenido, Ruta 21, Tramo Jicaral - Lepanto Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 26 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura A2: IRI obtenido, Ruta 21, Tramo Jicaral - Lepanto Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 27 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales Figura A1: Grip obtenido, Ruta 21, Tramo Jicaral - Lepanto Informe: INF – PITRA – 007 – 2013 Fecha de emisión: 20 setiembre de 2013 Página 28 de 28 Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales – Universidad de Costa Rica Apartado Postal: 11501 – 2060, San José, Costa Rica. Tel: (506) 2511 – 2500, Fax: (506) 2511 - 4440
