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8/19/2019 TESIS FINAL - 2.docx

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“CALCULO DEL INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA CARRETERASANTA ROSA- PIMENTEL”

I. CAPÍTULO 3:

MÉTODO PCI (Pavement Condition Index) PARAPAVIME TO! "LE#I$LE!

3.%. Int&od' i n

El método PCI ( Pavement Condition Index ) es un procedimiento que consiste en ladeterminación de la condición del pavimento a través de inspecciones visuales,identificando la clase, severidad y cantidad de fallas encontradas, siguiendo unametodología de fácil implementación y que no requiere de erramientasespeciali!adas, pues se mide la condición del pavimento de manera indirecta"

#ue desarrollado entre los a$os %&' y %&' a cargo del Centro de Ingeniería de la#uer!a *érea de los E"E"+"+" con el o -etivo de o tener un sistema de administracióndel mantenimiento de pavimentos rígidos y fle.i les"

Este método constituye el modo más completo para la evaluación y calificacióno -etiva de pavimentos, siendo ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandari!ado, por agencias como por e-emplo/ el 0epartamento de0efensa de los Estados +nidos, el *P1* ( American Public Work Association ) y asido pu licado por la *234 como método de análisis y aplicación(Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimentoen caminos y estacionamientos *234 0 55675)"

El cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual del estadodel pavimento en el cual se esta lecen clase, severidad y cantidad de cada falla presente" 0ada la gran cantidad de com inaciones posi les, el método introduce unfactor de ponderación, llamado 8valor deducido9, para indicar en qué grado afecta a lacondición del pavimento cada com inación de deterioro, nivel de severidad ydensidad (cantidad)"

Este método no pretende solucionar aspectos de seguridad si alguno estuviera asociadocon su práctica" El PCI se desarrolló para o tener un índice de la integridad estructuraldel pavimento y de la condición operacional de la superficie, un valor quecuantifique el estado en que se encuentra el pavimento para su respectivo tratamiento ymantenimiento"

3.3. O*+etivo,

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:os o -etivos que se esperan con la aplicación del 4étodo PCI son lossiguientes/

6 0eterminar el estado en que se encuentra el pavimento en términos de suintegridad estructural y del nivel de servicio que ofrece al usuario" El método permite la cuantificación de la integridad estructural de manera indirecta, através del índice de condición del pavimento (ya que no se reali!anmediciones que permiten calcular directamente esta integridad)"

6 Cuando se a la de integridad estructural, se ace referencia a la capacidadque tiene el paquete estructural de soportar solicitaciones e.ternas, comocargas de tránsito o condiciones am ientales" En cam io, el nivel de servicioes la capacidad del pavimento para rindar un uso conforta le y seguro alconductor"

6 ; tener un indicador que permita comparar, con un criterio uniforme, lacondición y comportamiento del pavimento y de esta manera -ustificar la programación de o ras de mantenimiento y re a ilitación, seleccionando latécnica de reparación más adecuada al estado del pavimento en estudio"

3.-. Te&mino o/0a

* continuación se definen los principales términos utili!ados en el método, queson de vital importancia para la comprensión y correcta aplicación del mismo"

Red de pavimento.Es el con-unto de pavimentos a ser administrados, es una solaentidad y tiene una función específica" Por e-emplo, un aeropuerto o una avenida, esuna red de pavimento"

Tramo de pavimento. +n tramo es una parte identifica le de la red de pavimento"Por e-emplo, cada camino o estacionamiento es un tramo separado"

Sección de pavimento. Es un área de pavimento contigua de construcción,mantenimiento, istorial de uso y condición uniformes" +na sección de e tener el mismo volumen de tráfico e intensidad de carga"

Unidad de muestra del pavimento.Es una su división de una sección de pavimentoque tiene un tama$o estándar que varía de


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0e en ser consideras como muestras adicionales aquellas muestras muy po reso e.celentes que no son típicas en la sección ni entre las unidades de muestra, quecontienen deterioros poco comunes tales como cortes utilitarios (e-emplo/ corte parainstalación de tu erías de agua o desag@e, electricidad, teléfonos, etc")"

2i una unidad de muestra que contiene una falla poco comAn es escogida al a!ar como unidad de muestra, ésta de erá ser considerada como unidad de muestraadicional y otra unidad de muestra al a!ar de erá ser escogida" 2i todas las unidadesde muestra son inspeccionadas, entonces no a rá unidades de muestra adicionales"

Índice de condición del pavimento (PCI).Es un grado numérico de la condición del pavimento" Baría desde cero (7), para un pavimento fallado o en mal estado, astacien (%77) para un pavimento en perfecto estado" Cada rango del PCI tiene sucorrespondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento"Grado de la condición del pavimento.Es una descripción cualitativa de la condicióndel pavimento, como una función del valor de PCI que varía entre 8fallado9 asta8e.celente9, como se aprecia en la figura 5"%"

#igura 5"%"Índice PCI.

Índice de Condición del Pavimento (PCI) !scala de Graduación.

"allas del pavimento . Indicadores e.ternos del deterioro del pavimento causado por las cargas de tráfico, factores am ientales, deficiencias constructivas, o unacom inación de estas causas"

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3.1. Mate&ia e, e in,t&'mento,

#o$a de datos de campo. 0ocumento donde se registrará toda la informacióno tenida durante la inspección visual/ fec a, u icación, tramo, sección, tama$o de launidad de muestra, tipos de fallas, niveles de severidad, cantidades, y nom resdel personal encargado de la inspección" En la ta la 5"% se aprecia un modeloutili!ado como o-a de registro"

%dómetro Manual.Instrumento utili!ado para medir distancias en calles, carreteras,caminos, etc" Ber figura 5"


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“CALCULO DEL INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA CARRETERA SANTA ROSA- PIMENTEL”

3a la 5"%"#o$a de re&istro en v as de pavimento *le+i le.

METODOPCI

E!2UEMAI DICE DE CO DICIO DEL PAVIME TO! E VÍA! DE PAVIME TO"LE#I$LE

O4A DE RE5I!TRO

Nombre de la vía: Sección: Unidad de muestra:Ejecutor: Fecha: Área:

1. Piel de cocodrilo 6. e!resión 11. Parches " !arches de cortes utilitarios 16. Fisura !arabolica o !or desli#amiento$. E%udación &. Fisura de borde 1$. '(re(ado !ulido 1&. )inchamiento*. Fisuras en blo+ue ,. Fisura de re-le%ión de junta 1*. aches 1,. Peladura !or intem!erismo "/. 'bultamientos " hundimientos 0. esnivel carril berma 1/. 'huellamiento des!rendimiento de a(re(ados2. 3orru(ación 14. Fisuras lon(itudinales " transversales 12. es!la#amien to

"ALLA CA TIDAD TOTAL DE !IDAD VALOR DEDUCIDO

#uente/ Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimento en caminos y estacionamientos *234 0 55675"

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#igura 5"


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="%" 3odas las unidades de muestra de la sección pueden ser inspeccionadas paradeterminar el valor de PCI promedio en la sección" Este tipo de análisis es ideal para una me-or estimación del mantenimiento y reparaciones necesarias"

="


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través de la sección" Fepetir este proceso de c equeo del nAmero de unidades demuestra revisado, e inspeccionar las unidades de muestra adicionales al a!ar asta queel nAmero total de unidades de muestra inspeccionadas sea igual o mayor alnAmero mínimo requerido de unidades de muestra 8n9 o tenido de la Ec"%, usando ladesviación estándar total de muestras real"

="5" +na ve! que el nAmero de unidades de muestra a ser inspeccionadas esté definido,calcular el intervalo de espaciamiento de las unidades utili!ando el muestreosistemático al a!ar" :as muestras de en ser igualmente espaciadas a través de toda lasección seleccionando la primera muestra al a!ar" El intervalo del espaciamiento 8i9 delas unidades a ser muestreadas de e ser calculado mediante la siguiente fórmula (Ec"5) redondeando el resultado al pró.imo nAmero entero menor/

i = N n

… … .. ( Ec .3 )

0ónde/

D nAmero total de unidades de muestra en lasección"n D nAmero de unidades de muestra a ser inspeccionadas"

:a primera unidad de muestra a ser inspeccionada es seleccionada al a!ar entre lasunidades de muestra % asta 8i9" :as unidades de muestra en la sección que sonincrementos sucesivos del intervalo 8i9 después de la primera unidadseleccionada al a!ar tam ién son inspeccionadas"

" :as unidades de muestra adicionales de en ser inspeccionadas sólo cuando seo servan fallas no representativas" Estas unidades de muestra son escogidas por elusuario"

3.8. P&o edimiento de in,9e i n

%" Inspeccionar individualmente cada unidad de muestra seleccionada"


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3. . C; ' o de PCI

3. . (&?&J) (%776


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“CALCULO DEL INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA CARRETERA SANTA ROSA- PIMENTEL”

3a la 5"


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Kráfico 5"%"-$uste del n mero de valores deducidos /m0.

#uente/ Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimentoen caminos y estacionamientos *234 0 55675"

3a la 5"5"C1lculo del PCI en un pavimento *le+i le.

#uente/ Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimentoen caminos y estacionamientos *234 0 55675""=" 0eterminar el má.imo valor deducido corregido (C0B) en forma iterativa como

se muestra en la ta la 5"5""="%" 0eterminar el valor deducido total (C03) mediante la suma de los valores deducidos

individuales" El valor deducido total que se o tiene de la suma en " es%7 "'"

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"="


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PCIr D PCI ponderado del área de las unidades de muestra inspeccionadas en formaaleatoria"

PCIri D PCI de la unidad de muestra aleatoria 8i9"

* ri D área de la unidad de muestra aleatoria 8i9"

n D nAmero de unidades de muestra aleatoria inspeccionadas"

2i ay unidades de muestra adicionales que an sido inspeccionadas, el PCI ponderado deárea de las unidades adicionales inspeccionadas (PCIa) es calculado empleando la Ec" " ElPCI de la sección de pavimento es calculado empleando la Ec" '

PCI a =∑i

=1

m

( PCI ai∗ A ai )

∑i = 1

m

A ai

… … .. ( Ec .6 )

A ai

A ai

∑a = 1

m

¿¿¿

A − ∑a = 1

m

¿+ PCI a ¿

PCI r ¿

PCI s = ¿

0ónde/

PCIa D PCI ponderado del área de las unidades de muestra adicionales"

PCIai D PCI de la unidad de muestra adicional 8i9"

* ai D área de la unidad de muestra adicional 8i9"

* D área de la sección"m D nAmero de unidades de muestra adicionales inspeccionadas"

PCIs D PCI ponderado del área de la sección de pavimento"


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* continuación se detallan algunos criterios importantes a tomar en cuenta durante lainspección visual que permitirán minimi!ar errores y aclarar interrogantes acerca de laidentificación y medición de algunos tipos de fallas"

%" 2i el agrietamiento tipo piel de cocodrilo y a uellamiento ocurren en la misma área,cada falla es registrada por separado en su correspondiente nivel de severidad"


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severidad no pueden ser divididos fácilmente, la totalidad del área de e ser calificada conel mayor nivel de severidad presente"

#igura 5" "Piel de cocodrilo.

Piel de cocodrilo de nivel de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).3..%. Ex'da i n

3 H :a e.udación sólo a ocurrido a un nivel muy ligero y es perci ida sólo durantealgunos días al a$o" El asfalto no se pega a los !apatos o llantas de los ve ículos" Ber figura 5"="a"

M H :a e.udación a ocurrido llegando al punto en que el asfalto se pega a los !apatos o alas llantas de los ve ículos sólo durante algunas semanas en el a$o Ber figura 5"=" "

# H :a e.udación a ocurrido en forma e.tensiva y una cantidad considera le de asfalto se

pega a los !apatos y llantas de los ve ículos al menos durante varias semanas al a$o" Ber figura 5"="c"

#igura 5"="!+udación.

!+udación de nivel de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

Unidad de medida H :a e.udación es medida en metros cuadrados"

3..3. "i,'&a, en * o@'e3 H :os loques están definidos por fisuras de a-a severidad" Ber figura 5" "a"M H :os loques están definidos por fisuras de mediana severidad" Ber figura 5" " "

# H :os loques están definidos por fisuras de alta severidad" Ber figura 5" "c"Unidad de medida H :as fisuras en loque son medidas en metros cuadrados" Esta fallageneralmente ocurre en un sólo nivel de severidad por sección de pavimentoG sin em argo,

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si áreas con distintos niveles de severidad pueden ser distinguidas fácilmente, entoncesdic as áreas de en ser medidas y registradas en forma separada"#igura 5" ""isuras en lo5ue.

"isuras en lo5ue de niveles de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3..-. A*' tamiento, 7 'ndimiento,3 H :os a ultamientos o undimientos producen una calidad de tránsito de a-a severidad,es decir, que se perci en ciertas vi raciones dentro del ve ículo al pasar so re el áreafallada, pero no es necesario reducir la velocidad por seguridad o comodidad" :osa ultamientos o undimientos individualmente, o am os, acen que el ve ículo re oteligeramente, pero causa poca incomodidad" Ber figura 5"'"a"

M H :os a ultamientos o undimientos producen una calidad de tránsito de medianaseveridad, es decir, que se perci en vi raciones significativas dentro del ve ículo al pasar so re la !ona afectada y es necesario reducir la velocidad por seguridad y comodidad" :osa ultamientos undimientos individualmente, o am os, acen que el ve ículo re otesignificativamente, creando algo de incomodidad" Ber figura 5"'" "

# H :os a ultamientos o undimientos producen una calidad de tránsito de alta severidad":as vi raciones del ve ículo son tan e.cesivas que es necesario reducir la velocidadconsidera lemente por seguridad y comodidad" :os a ultamientos o undimientosindividualmente, o am os, acen que el ve ículo re ote e.cesivamente, creando muc aincomodidad, peligrando la seguridad o un alto potencial de da$o severo en el ve ículo"Ber figura 5"'"c"

Unidad de medida H :os a ultamientos y undimientos son medidos en metros lineales"2i un a ultamiento ocurre en com inación con una fisura, la fisura tam ién es registrada"

#igura 5"'"- ultamientos ,undimientos.

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- ultamientos ,undimientos de niveles de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3..1. Co&&'/a i n3 H :as corrugaciones producen una calidad de tránsito de a-a severidad, como ya se vioen la falla anterior, se perci en ciertas vi raciones dentro del ve ículo de inspección, perono es necesario reducir la velocidad por seguridad o comodidad" Ber figura 5"J"a"M H :as corrugaciones producen una calidad de tránsito de mediana severidad, es decir, se perci en vi raciones significativas dentro del ve ículo y es necesario reducir la velocidad por seguridad y comodidad" Ber figura 5"J" "

# H :as corrugaciones producen una calidad de tránsito de alta severidad" 2e perci envi raciones e.cesivas dentro del ve ículo, por lo que es necesario reducir la velocidadconsidera lemente por seguridad y comodidad" Ber figura 5"J"c"

Unidad de medida H :a corrugación es medida en metros cuadrados"

"i&ura 6.7. Corru&ación.

Corru&ación de nivel de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3..6. De9&e,i n3 H :a depresión tiene una altura que varía de %5 a


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3 H 2e da un a-o o mediano fisuramiento sin fragmentación o desprendimiento" Ber figura5"%7"a"M H 2e aprecia un mediano fisuramiento con alguna fragmentación o desprendimiento"Ber figura 5"%7" "# H E.iste una desintegración considera le a lo largo del orde" Ber figura 5"%7"c"

Unidad de medida H :as fisuras de orde son medidas en metros lineales"

#igura 5"%7""isura de orde.

"isura de orde de nivel de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3.. . "i,'&a de &eB exi n de +'nta (de o,a, de on &etoon/it'dina e, o t&an,ve&,a e,)

3 H 2e cumple una de las siguientes condiciones/ a) fisura sin relleno de anc o menor a %7mmG ) fisura con relleno de cualquier anc o (el material de relleno se encuentra en uenascondiciones)" Ber figura 5"%%"a"

M H 2e cumple una de las siguientes condiciones/ a) fisura sin relleno de anc o mayor oigual a %7 mm y menor a '=mmG ) fisura sin relleno menor o igual a '= mm rodeada defisuras de a-a severidadG c) fisura con relleno de cualquier anc o rodeada de fisuras de a-a severidad" Ber figura 5"%%" "

# H 2e cumple una de las siguientes condiciones/ a) fisura con o sin relleno rodeada defisuras de mediana o alta severidadG ) fisura sin relleno de anc o mayor a '= mmG c) fisurade cualquier anc o donde apro.imadamente %77 mm del pavimento que la rodea estádesprendido o fracturado" Ber figura 5"%%"c"

Unidad de medida H :as fisuras de refle.ión de -unta son medidas en metros lineales" :a

longitud y nivel de severidad de cada fisura de e ser identificada y registrada por separado"2i se presenta un a ultamiento en la fisura de refle.ión, éste tam ién de e ser registrado"#igura 5"%%""isura de re*le+ión de $unta.

Bach. JUAN GUSTAVO SALAZAR ROJAS Pág !a #+


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"isura de re*le+ión de $unta de nivel de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3..=. De,nive a&&i *e&ma3 H :a diferencia entre las elevaciones del pavimento y la erma es mayor a


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fisuras en forma aleatoria, de a-a severidadG c) fisura con relleno de cualquier anc orodeada de fisuras de a-a severidad y en forma aleatoria" Ber figura 5"%5" "

# H 2e cumple una de las siguientes condiciones/ a) fisura con o sin relleno, rodeada defisuras en forma aleatoria, de mediana o alta severidadG ) fisura sin relleno de anc omayor a '= mmG c) fisura de cualquier anc o donde apro.imadamente %77 mm del pavimento que la rodea está severamente fracturado" Ber figura 5"%5"c"

Unidad de medida H :as fisuras longitudinales y transversales con medidas en metroslineales" 2i la fisura no tiene el mismo nivel de severidad en toda su longitud, cada porciónde la fisura con distinto nivel de severidad de e ser registrada por separado"

#igura 5"%5""isuras lon&itudinales transversales.

"isuras de niveles de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).3..


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o ay niveles de severidad definidos para este tipo de falla" El agregado pulido de e ser claramente nota le en la unidad de muestra, y la superficie de agregado de e ser suave altacto" Ber figura 5"%="

Unidad de medida H El agregado pulido es medido en metros cuadrados" 2i se registra

e.udación, entonces el agregado pulido ya no de e ser registrado"#igura 5"%="-&re&ado pulido.

!l a&re&ado pulido no tiene niveles de severidad de*inidos.3..ac,es.

Bach. JUAN GUSTAVO SALAZAR ROJAS Pág !a #$

M;xima9&oB'ndidad

Di;met&o P&omedio (mm)

> a %>> %>> a -1> -1> a 81>

, mm 5 )

1> mm )


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>ac,es de niveles de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3..


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'esplazamiento de nivel de severidad a$o (a)4 medio ( ) alto (c).

3..


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#inc,amiento de alta severidad.

3..< . Pe ad'&a 9o& intem9e&i,mo 7 de,9&endimiento dea/&e/ado,

3 H El agregado o el ligante a comen!ado a desprenderse" En algunas áreas de la pista seaprecian uecos" En el caso de derrames, las manc as de aceite son visi les, pero lasuperficie está dura y no puede ser penetrada con una moneda" Ber figura 5"


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T a/0 1! E2345 0 Sa!3a R02a - P /1!316


II. CAPÍTULO -:

EVALUACIF DE U TRAMO DE CARRETERA !A TA RO!A PIME TEL

-.%. InBo&ma i n 9&e imina&

* continuación se dará una e.plicación general de la !ona en estudio, donde se llevó aca o la inspección visualG con el fin de conocer el lugar de tra a-o y tener en cuenta lascaracterísticas de tránsito del tramo 2anta Fosa 6 Pimentel a anali!ar"

-.%.


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#igura "


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-.%.%. Ante edente,

En los antecedentes, se ace referencia a las o ras de reparación previas a la auscultaciónvial, que an sido e-ecutadas en la vía de estudio"

El mantenimiento del circuito vial de la ciudad de 2anta Fosa 6 Pimentel, se i!o con el finde reparar el pavimentos fle.i le que requieran de un mantenimiento de su capa derodadura, para eliminar los ac es y conseguir un tráfico suave, adecuado y económico, por la me-or conservación ve icular"

-.%.3. Ca&/a de t&;n,ito

:as cargas de tránsito acen referencia a las tensiones producidas por solicitacionese.ternas de ido al flu-o o circulación constante de ve ículos en una calle o avenida" 3odo pavimento de e ser dise$ado para resistir una determinada carga de tránsito, ya que de locontrario, la pista sufriría da$os permanentes, pues soportarían cargas muc os mayores alas esperadas"

Es por esto, que es de suma importancia conocer el tipo de ve ículos que van a transitar una determinada vía" Para nuestro caso, los ve ículos que recorren la avenida

Famón Castilla son los siguientes/ motos lineales, motota.is, autos, com is ycamiones (volquetes)" stos Altimos son los que van a e-ercer mayor influencia en eldeterioro del pavimento"El flu-o ve icular que circula en la red de pavimento es constante, es decir, no ayvariaciones significativas del tránsito entre los dos tramos e.istentes" 2e puede considerar el tráfico el mismo en todo el recorrido de la avenida Famón Castilla"

-.3. A9 i a i n de mGtodo PCI

2e detallará la metodología aplicada para el caso particular de la *v" FamónCastilla, siguiendo los lineamientos definidos por el *234 0 55675, Procedimientoestándar para la inspección del índice de condición del pavimento en caminos yestacionamientos"

-.3.


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#igura "5"?ona de estudio.

'istri ución de la zona de estudio@ red de pavimento (color ro$o).


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#igura " "Secciones A.

Primer cam io de estado del pavimento. Se de*inen una sola sección de la -v.Ramón Castilla.

5" 0ividir las secciones esta lecidas del pavimento en unidades de muestra" Como el anc ode pista es un valor constante igual a '"57 metros, se definieron las siguientes dimensiones

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para las unidades de muestra/ '"57 . 5%"= metros, a arcando un área de


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