DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS HIDRÁULICOS EN …

FACULTAD DE INGENIERÍA Y COMPUTACIÓN

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS HIDRÁULICOS EN

PAVIMENTOS PERMEABLES DE ADOQUINES ENTRELAZADOS DE

CONCRETO. CASO DE APLICACIÓN: CENTRO HISTÓRICO DE LA

CIUDAD DE AREQUIPA

Autores: CHRISTIAN ALBERTO GÓMEZ FLORES

FEDERICO EDWIN MONCA NINA

Asesor: Mg. Ing. Alejandro Cano Valencia

Trabajo de Investigación presentado a la Escuela Profesional de

Ingeniería Civil como parte de los requisitos para optar el grado académico de Bachiller en Ingeniería

Civil.

AREQUIPA – PERÚ

2020

DEDICATORIA

Gracias a Dios,

Por ser mi inspirador y darme fuerza para

continuar en este proceso de obtener uno de

los anhelos más deseados.

A mis Padres Hugo y Noda, por su amor,

trabajo y sacrificio en todos estos años,

gracias a ustedes eh llegado hasta aquí y

gracias a ustedes podré seguir avanzando.

A ti, por acompañarme en casi todos estos

años de mucho esfuerzo y perseverancia,

me diste una nueva apreciación del

significado y la importancia de la una

persona especial en mi vida.

A todos mis buenos amigos por compartir

conmigo esta etapa.

Christian Alberto Gómez Flores

A Dios, por darme la oportunidad de seguir

por este sendero y la fe que me permite

seguir día a día.

A mi madre Eusebia, su amor,

comprensión y apoyo constante en todos los

tramos de mi vida ha hecho de mí una mejor

persona.

A mis tíos Damiana y Porfirio, que

son como mis padres, su amor

incondicional y sabios consejos, me

hicieron llegar hasta aquí.

A Cinthya que me dio lo mejor que

pude conocer hasta hoy, Audrey, me has

mostrado la vida de diferente manera y has

cambiado todo para bien.

Federico Edwin Monca Nina

AGRADECIMIENTOS

- Mg. Ing. Alejandro Cano Valencia Asesor de Tesis

- Dr. Enrique Simbort Zeballos Director del departamento de Ingeniería Civil

- Mg. Ing. Galvarino Pinto Rodríguez Director de la escuela de Ingeniería Civil

.

Queremos expresar nuestro más grande y sincero agradecimiento al Ing. Alejandro Cano,

principal colaborador y guía durante todo este proceso, quien con su dirección, conocimiento,

enseñanza y colaboración permitió́ el desarrollo de este trabajo

De igual nuestros agradecimientos a la Universidad Católica San Pablo, a toda la Facultad de

Ingeniería Civil, a mis profesores en especial al Dr. Enrique Simbort, por su apertura y sus

ganas de transmitir conocimientos que transcienden lo profesional, Mg. Yaneth Calderón

quien enriqueció con la enseñanza de sus valiosos conocimientos hicieron que pueda crecer

el interés en este gran tema de investigación, gracias a cada una de ustedes por su paciencia,

dedicación, apoyo incondicional y amistad…

A nuestros amigos Hugo, Manuel, Gabriel y Bruno por estar juntos en todos estos años, por

los momentos de alegría y de estudio.

Christian y Federico

RESUMEN

La presente investigación está centrada en el estudio de los pavimentos permeables de

adoquines de concreto entrelazados, los cuales pueden ser aplicables al contexto del centro

histórico de la ciudad de Arequipa. En este documento se presentan estudios de pavimentos

permeables, específicamente los parámetros hidráulicos como la tasa de infiltración, la cual se

muestra una relación con la pendiente de la superficie del pavimento (SP, medido en %) y el

tamaño de juntas en el entrelazado de adoquines (EJ, medido en mm). Se ha obtenido diferentes

valores de los parámetros mencionados (por distintos investigadores) y se comparan entre sí,

buscando la máxima tasa de infiltración “I” (unidad de medición, mm/h). Según la información

bibliográfica analizada, se determinó que la tasa de infiltración de un pavimento permeable de

adoquines entrelazados depende de la pendiente SP y el ancho EJ.

Con pendientes SP mayores a 5%, la eficiencia de la infiltración en el pavimento deja

de incrementarse y comienza a disminuir; llegando a valores menores a 80% de un pavimento

convencional (pendiente SP 1,5%, norma peruana CE010). Si el rango de pendientes SP se

encuentra entre los valores de 2 a 3%, ello favorece la mayor infiltración respecto a un

pavimento permeable convencional (aumenta la tasa de infiltración en 10%).

El ancho de junta “EJ” influye directamente en la tasa de infiltración ya que de esta

dependerá el área permeable de la superficie. El ancho EJ más eficiente es de 5-8 mm; en este

rango la tasa de infiltración “I” presenta valores por encima de los 300mm/h. La eficiencia de

las juntas EJ dependerá del uso y mantenimiento del pavimento en el tiempo. Estudios muestran

que con un ancho de junta EJ de 5-8 mm, se mantendrá la eficiencia de la infiltración en un

rango de 80% respecto al mismo pavimento, en un lapso de tiempo de hasta 10 años.

Palabras clave: Pavimentos permeables, adoquines entrelazados, pendiente, junta entre

adoquines.

2

ABSTRACT

The present investigation is focused on the study of interlocking concrete paving

pavements, which may be applicable to the context of the historical center of the city of

Arequipa. This document presents studies of pervious pavements, specifically hydraulic

parameters such as the infiltration rate, which shows a relationship with the slope of the

pavement surface (SP, measured in %) and the size of joints in the interlacing of paving stones

(EJ, measured in mm). Different values of the mentioned parameters have been obtained (by

different researchers) and are compared with each other, seeking the maximum infiltration rate

"I" (unit of measurement, mm / h). Based on the bibliographic information analyzed, it was

determined that the infiltration rate of an intertwined permeable paving of paving stones

depends on the SP slope and the EJ width.

With SP slopes greater than 5%, the efficiency of the infiltration in the pavement stops

increasing and begins to decrease; reaching values less than 80% of a conventional pavement

(SP slope 1.5%, Peruvian standard CE010) .If the range of SP slopes is between the values of

2 to 3%, this favors the greater infiltration compared to a pavement conventional (increases the

infiltration rate by 10%).

The joint width “EJ” directly influences the infiltration rate since the permeable area of

the surface will depend on it. The most efficient EJ width is 5-8mm; In this range, the infiltration

rate “I” presents values above 300mm / h. The efficiency of EJ joints will depend on the use

and maintenance of the pavement over time. Studies show that with an EJ joint width of 5-8

mm, the infiltration efficiency will be maintained in a range of 80% with respect to the same

pavement, in a time span of up to 10 years.

Key words: Pervious pavements, interlocking paving stones, slope, joint between paving stones.

3

INDICE GENERAL

RESUMEN ............................................................................................................................ 1

ABSTRACT .......................................................................................................................... 2

INDICE DE FIGURAS ......................................................................................................... 6

INDICE DE TABLAS .......................................................................................................... 9

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 11

1.1. Problemática ................................................................................................................. 12

1.2. Justificativa .................................................................................................................. 12

1.3. Objetivos ...................................................................................................................... 13

1.3.1. Objetivo general .................................................................................................... 13

1.3.2. Objetivos específicos ............................................................................................. 13

1.4. Hipótesis ....................................................................................................................... 13

1.4.1. Hipótesis General: ................................................................................................. 13

1.4.2. Hipótesis específicas: ............................................................................................ 13

1.5. Variables de la investigación ....................................................................................... 14

1.6. Metodología de la investigación .................................................................................. 15

1.7. Estructura del trabajo ................................................................................................... 15

1.8. Matriz de consistencia .................................................................................................. 16

CAPÍTULO 2 MARCO TEÓRICO .................................................................................... 17

2.1. Bases Teóricas .............................................................................................................. 17

2.2. Pavimento ..................................................................................................................... 17

2.3. Pavimento Permeable ................................................................................................... 17

2.4. Infiltración: ................................................................................................................... 17

2.5. Filtración: ..................................................................................................................... 18

4

2.6. Percolación ................................................................................................................... 18

2.7. Colmatación ................................................................................................................. 18

2.8. Permeabilidad: .............................................................................................................. 18

2.9. Diferencias entre permeabilidad e infiltración: ............................................................ 18

2.10. Adoquín ................................................................................................................. 20

2.11. Norma CE.010 ....................................................................................................... 20

CAPÍTULO 3 ESTADO DEL ARTE ................................................................................. 27

3.1. Pavimentos permeables ................................................................................................ 27

3.1.1. Definiciones y consideraciones ............................................................................. 27

3.1.2. Pavimento eco tecnológico: ................................................................................... 29

3.1.3. Clasificación .......................................................................................................... 33

3.1.4. Capas Inferiores de Pavimentos permeables. ........................................................ 35

3.2. Reglas de Diseño. ......................................................................................................... 36

3.2.1. Diseño Hidráulico .................................................................................................. 38

3.3. Estudio de la Infiltración de Agua en un Pavimento Permeable. ................................. 41

3.4. Pendiente y espaciamiento de juntas. ........................................................................... 42

CAPITULO 4 DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN .............................................. 45

4.1. Recolección datos y procesamiento. ............................................................................ 46

4.2. Resumen de parámetros evaluados .............................................................................. 57

CAPITULO 5 ANÁLISIS DE DATOS .............................................................................. 58

5.1. Experiencia N-01 ......................................................................................................... 58

5.1.1. Dimensionamiento ................................................................................................. 58

5.1.2. Infiltración de acuerdo a la pendiente y ancho de junta ........................................ 58

5.1.3. Infiltración post mantenimiento de juntas ............................................................. 60

5.2. Experiencia N-02 ......................................................................................................... 61

5




5.3. Experiencia N-03 ......................................................................................................... 65




5.4. Experiencia N-04 ......................................................................................................... 67



5.5. Experiencia N-05 ......................................................................................................... 68




CONCLUSIONES .............................................................................................................. 72

RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 73

REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS ................................................................................ 74

6

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Tipos de informes y componentes obligatorios. Fuente: Isabelle Clerc, 2004 ......... 15

Figura 2. Ciclo del agua en pavimentos impermeables y pavimentos permeables. Fuente:

Revista Aguas residuales, 2015 ................................................................................................ 19

Figura 3. Infiltración superficial. Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la

Alimentación y la Agricultura, 2015 ........................................................................................ 19

Figura 4. Suelo permeable. Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación

y la Agricultura, 2015 ............................................................................................................... 19

Figura 5. Ensayo para determinar la permeabilidad del suelo. (a) Fuente: Organización de las

Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2015 ................................................ 20

Figura 6. Ensayo para determinar la capacidad de infiltración del suelo. (b) Fuente:

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2015 ............... 20

Figura 7. Configuraciones recomendadas de pavimentos adoquinados. Fuente: CE.010 ........ 25

Figura 8. Sección típica de pavimento permeable. Fuente: García, 2011 ................................ 27

Figura 9. Procesos en las capas permeables. Fuente: elaboración propia según Paredes, 2015

.................................................................................................................................................. 28

Figura 10. Tipos de pavimentos permeables. Fuente: ICPI, 2015 ............................................ 34

Figura 11. Concreto permeable. Fuente: ICPI, 2015 ................................................................ 34

Figura 12. Infiltración con almacenamiento natural. Fuente: ICPI, 2015 ................................ 35

Figura 13. Infiltración con trasporte y almacenamiento artificial. Fuente: ICPI, 2015 ............ 35

Figura 14. Diseño de pavimentos permeables. Fuente: ICPI, 2015 ......................................... 38

Figura 15. Esquema explicativo de las variables independientes y dependientes que se

utilizaron en el ensayo de laboratorio. Fuente: Paredes, 2015 ................................................ 42

Figura 16. Tipos de reportes y componentes obligatorios. Fuente: Clerc et Currien, 1997 ..... 46

Figura 17. Sección de estudio. Fuente: Stochl, 2015................................................................ 46

Figura 18. Representación de infiltración y escorrentía superficial. Fuente: Stochl, 2015 ...... 47

Figura 19. Configuración usada con juntas variables. Fuente: Stochl, 2015 ........................... 48

7

Figura 20. Comparación del estado original y colmatado del pavimento. Fuente: Stochl, 2015

.................................................................................................................................................. 48

Figura 21. Disposición del marco de madera y la estructura perimetral. Fuente: Paredes, 2015

.................................................................................................................................................. 49

Figura 22. Colocación de hileras de goteros para simular la lluvia directa sobre la superficie

permeable. Fuente: Paredes, 2015 ............................................................................................ 50

Figura 23. Escenario de pavimento permeable recién construido al 5% de pendiente. Fuente:

Paredes, 2015 ............................................................................................................................ 50

Figura 24. Escenario de pavimento permeable colmatado, al 5% de pendiente. Fuente: Paredes,

2015 .......................................................................................................................................... 51

Figura 25. Escenario de colocación de adoquines, al 5% de pendiente. Fuente: Paredes, 2015

.................................................................................................................................................. 52

Figura 26. Aparato experimental utilizado para estudios de infiltración y escorrentía superficial.

Fuente: Wilson, 2002 ................................................................................................................ 53

Figura 27. Sección típica estudiada. Fuente: Wilson, 2002 ..................................................... 54

Figura 28. Colmatación de juntas para determinado tiempo. Wilson, 2002 ............................ 54

Figura 29. Infiltración y escorrentía con distintas proporciones de colmatación. Fuente:

Beeldens, 2009 ......................................................................................................................... 55

Figura 30. Pavimento permeable de adoquines entrelazados. Fuente: Zachary, 2015. ............ 56

Figura 31. Segunda sección de pavimento permeable de adoquines entrelazados. Fuente:

Zachary, 2015. .......................................................................................................................... 57

Figura 32. Infiltración vs pendiente en cada ancho de junta. Fuente: Stochl, 2015 ................. 59

Figura 33. Infiltración – escorrentía vs pendiente para juntas de 5mm. Fuente: Paredes, 2015

.................................................................................................................................................. 63


.................................................................................................................................................. 65

Figura 35. Infiltración y escorrentía con distintas proporciones de colmatación. Fuente: Wilson,

2002 .......................................................................................................................................... 66

8

Figura 36. Infiltración en función a la cantidad de años de uso para juntas de 5mm. Fuente:

Beeldens, 2009 ......................................................................................................................... 68

Figura 38. Infiltración en función del tiempo, para cada ancho de junta. Fuente: Zachary, 2015)

.................................................................................................................................................. 69

9

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Identificación de variables en la investigación. Fuente: Elaboración propia ............. 14

Tabla 1. Identificación de variables en la investigación. Fuente: Elaboración propia ...... Error!

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Tabla 2. Matriz de consistencia. Fuente: Elaboración propia................................................... 16

Tabla 3. Parámetros para el diseño estructural de pavimentos. Fuente: Elaboración propia ... 21

Tabla 4. Métodos opcionales para el diseño estructural de pavimentos. Fuente: Elaboración

propia ........................................................................................................................................ 21

Tabla 5. Factores aplicados para el método opcional. Fuente: Elaboración propia ................. 22

Tabla 6. Factores aplicados para el método opcional. Fuente: Elaboración propia ................. 23

Tabla 7. Factores aplicados para el método opcional 3. Fuente: Elaboración propia .............. 25

Tabla 8. Uso de pavimentos permeables en la norma. Fuente: CE.010 ................................... 26

Tabla 9. Capacidad de infiltración para pavimentos eco tecnológico y concreto. Fuente: Chen,

2019 .......................................................................................................................................... 29

Tabla 10. Infiltración en concreto permeable con agregados de piedra chancada. Fuente: Chen,

2019 .......................................................................................................................................... 30

Tabla 11. Infiltración en pavimentos permeables en función al ADT y profundidad. Fuente:

Langsdorff”, 2016 ..................................................................................................................... 30

Tabla 12. Infiltración en pavimentos permeables en función a la cantidad de agua. Fuente:

Chantilly, 2017 ......................................................................................................................... 31

Tabla 13. Evaluación de capacidad de infiltración en un bloque de pavimento permeable.

Fuente: Yuntae Kim, 2012 ....................................................................................................... 32

Tabla 14. Características técnicas de los materiales a utilizar en cada capa Fuente: Sañudo, 2014

.................................................................................................................................................. 36

Tabla 15. Tipos de adoquines en comparación con el tráfico. Fuente: elaboración propia ...... 41

Tabla 16. Resultados de la infiltración en comparación a la pendiente. Fuente: Paredes, 2015

.................................................................................................................................................. 43

10

Tabla 17. Distintas investigaciones de capacidad de infiltración en pavimentos permeables.

Fuente: Sañudo, 2014 ............................................................................................................... 43

Tabla 18. Resumen de parámetros usados en las experiencias citadas. Fuente: Elaboración

propia ........................................................................................................................................ 57

Tabla 19. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Stochl, 2015.................................... 58

Tabla 20. Infiltración vs pendiente en cada ancho de junta. Fuente: Stochl, 2015 .................. 60

Tabla 21. Comparación basada en el estado original del pavimento y luego de la colmatación

realiza un mantenimiento con la aspiración de las juntas. Fuente: Stochl, 2015 ..................... 60

Tabla 22. Espaciamiento de juntas y pendientes usadas en la simulación. Fuente: Paredes, 2015

.................................................................................................................................................. 62

Tabla 23. Valores obtenidos para distintas pendientes y juntas sin colmatar. Fuente: Paredes,

2015 .......................................................................................................................................... 62

Tabla 24. Valores promedio para distintas pendientes y juntas sin colmatar. Fuente: Paredes,

2015 .......................................................................................................................................... 63

Tabla 25. Valores obtenidos para distintas pendientes y juntas mantenidas. Fuente: Paredes,

2015 .......................................................................................................................................... 64

Tabla 26. Valores promedio para distintas pendientes y juntas mantenidas. Fuente: Paredes,

2015 .......................................................................................................................................... 64

Tabla 27. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Wilson, 2002 .................................. 65


realiza un mantenimiento con la aspiración de las juntas. Fuente: Wilson, 2002 .................... 66

Tabla 29. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Beeldens, 2009 ............................... 67

Tabla 30. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Zachary, 2015 ................................. 69


realiza un mantenimiento con la aspiración de las juntas. Fuente: Zachary, 2015 ................. 70

11

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

Los pavimentos permeables son una clase especial y diferente a los pavimentos

convencionales, debido a que poseen en su estructura un alto porcentaje de vacíos, esta clase

de pavimentos empezaron a ser estudiados en la década de los setenta en Estados Unidos para

aliviar la contaminación del sistema sanitario por efecto de las aguas de lluvia, del mismo modo,

en Europa a fines de los años setenta se inician estudios de los pavimentos permeables en

Francia, Reino Unido, y Alemania para mejorar de la calidad del aguas y optimización de su

almacenamiento, así también para la reducción de la escorrentía superficial urbana; esta clase

de pavimento ha obtenido una gran consideración en la última década, porque permiten el

tratamiento de la escorrentía superficial de lluvia, donde el agua se infiltra al subsuelo para

recargar los acuíferos o almacenar estas aguas en depósitos y luego utilizarla en parques,

inodoros de las viviendas , como agua industrial, etc.

Los pavimentos permeables existen de varios tipos, de asfalto, concreto y de adoquines,

el presente trabajo de investigación abarca el estudio de los pavimentos permeables de

adoquines entrelazados de concreto, en donde se estudió y analizaron los criterios de diseño

hidráulicos, relacionándolos con la capacidad de infiltración, se estudiaron la influencia de la

pendiente de la sección, y el tamaño de juntas o ranuras entre los adoquines de concreto y su

relación con la capacidad de infiltración, todo ello para el caso del centro Histórico de la ciudad

de Arequipa.

En la mayoría de urbes, como la ciudad de Arequipa, la presencia de calles pavimentadas

hace que se tenga un gran porcentaje de impermeabilidad del suelo urbano. Después del

desarrollo urbano, se observa la impermeabilización de las superficies y la reducción de la

cubierta vegetal (DeFries y Eshleman 2004). Según datos del Ministerio de transportes y

Comunicaciones, en la provincia de Arequipa se cuenta con una red vial de 1750 km (MTC) de

extensión conformada por la red nacional, departamental y vecinal (metropolitana), esta

cantidad de pavimento facilita el escurrimiento superficial de lluvia hacía calles, torrenteras y

ríos, generando cada vez más frecuentes, inundaciones en determinadas zonas de la ciudad de

Arequipa.

12

1.1. Problemática

Durante los últimos años en la ciudad de Arequipa se desarrolla un crecimiento

acelerado de urbanización, lo que conlleva a la necesidad de construcción de pavimentos,

que en su mayoría son convencionales; por lo cual se vienen impermeabilizando cada vez más

el suelo urbano.

Aunando a lo anterior, según el Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI), Arequipa

ocupa el tercer lugar a nivel país en regiones que presentan mayor afectación debido a las lluvias

(INDECI 2018). Por lo que en época de lluvias se presentan encharcamientos, inundaciones y

deterioro de los pavimentos convencionales

La norma técnica peruana CE.010 “pavimentos urbanos”, considera la utilización de

sistemas de pavimentos con adoquines entrelazados, pero no menciona la utilización de

pavimentos permeables, ni especifica criterios hidráulicos para su aplicación.

El uso de pavimentos permeables de adoquines de concreto, junto al estudio e

identificación de los criterios hidráulicos, permitiría proponer estos criterios hidráulicos para

su aplicación en la ciudad de Arequipa.

1.2. Justificativa

Resulta necesaria la identificación de criterios hidráulicos en los pavimentos permeables

de los adoquines entrelazados con el fin de reducir la escorrentía superficial urbana.

Estos tipos de pavimento han obtenido una gran presencia a partir de la década de los

años 90, en razón de la agudización de las precipitaciones pluviales debido a los efectos del

cambio climático, provocando inundaciones y en algunos otros casos sequías. Los pavimentos

permeables son una alternativa de solución a la problemática planteada que permiten mitigar

estos eventos extremos (lluvias y sequías).

Por lo que resulta necesario la identificación de criterios hidráulicos para el diseño de

pavimentos permeables en la ciudad de Arequipa en base al estado del arte. Con ello se

posibilitará brindar mayores alcances para un crecimiento adecuado y óptimo de la ciudad, y a

su vez mitigando la escorrentía superficial.

13

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Identificar parámetros hidráulicos de pavimentos permeables articulados no

contemplados en la norma peruana CE010 Pavimentos Urbanos.

1.3.2. Objetivos específicos

-Relacionar y cuantificar la pendiente de la superficie del pavimento (SP, en %) en los

valores de la capacidad de infiltración (I, en mm/h) de pavimentos permeables de adoquines de

concreto

-Relacionar y cuantificar la abertura/ancho de las ranuras/juntas separadoras (EJ, en

mm) de los adoquines de concreto en los valores de la capacidad de infiltración (I, en mm/h) de

pavimentos permeables de adoquines de concreto.

-Proponer una alternativa de solución a los problemas de inundación y escorrentía

superficial en el centro histórico de la ciudad de Arequipa durante las temporadas de lluvia.

1.4.Hipótesis

1.4.1. Hipótesis General:

El pavimento permeable de adoquines de concreto entrelazados permite reducir la

escorrentía superficial de las vías públicas del centro histórico de Arequipa.

1.4.2. Hipótesis específicas:

La pendiente SP y el ancho de ranura EJ influirían en la performance de los pavimentos

permeables respecto a la infiltración y reducción de la escorrentía superficial que se ocasiona

en las temporadas de lluvia. Estos parámetros podrían ser empleados como criterios de diseño,

generando pavimentos eficientes para la correcta gestión de agua de lluvias en zonas urbanas.

14

1.5.Variables de la investigación

Tabla 1. Identificación de variables en la investigación. Fuente: Elaboración propia

Variable Tipo de

variable Unidad Variables

Descripción

conceptual

Descripción

operacional

Cap

acid

ad d

e in

filt

raci

ón

“I”

Dependie

nte mm/h

Pendiente de la

superficie (en

%)

Magnitud que

señala la

inclinación de

una superficie de

carretera con

relación al eje

horizontal.

Designado a al

valor del ángulo

que conforman el

plano de

la carretera con

respecto a la

vertical.

En nuestra

investigación

estas variables

independientes

se relacionarán

con la

capacidad de

infiltración “I”,

que en conjunto

permitirán la

mitigación de la

escorrentía

superficial, en

áreas urbanas. Ancho de la

junta (mm)

Espacio que

queda entre los

adoquines y que

se rellena con

material granular,

que permita

fricción y

estabilidad.

15

1.6. Metodología de la investigación

Figura 1. Tipos de informes y componentes obligatorios. Fuente: Isabelle Clerc, 2004

La presente labor de investigación presenta un enfoque cualitativo ya que utiliza la

recolección de datos con el fin de probar la hipótesis, en base al estudio de las variables

dependientes e independientes mediante el análisis comparativo; cabe mencionar que su alcance

es explicativo porque pretende establecer criterios de los fenómenos que se estudian, como en

nuestro caso son la tasa de infiltración y la escorrentía en los pavimentos permeables.

Además se precisa que la hipótesis es del tipo causal multivariada por la existencia de

la relación entre aquellas variables del diseño de un pavimento permeable discontinuo (distancia

de infiltración y pendiente de la superficie) y la capacidad de infiltración del pavimento

permeable.

La variable dependiente es la Capacidad de Infiltración, que representa la cantidad de

agua infiltrada en el sistema, siendo esta medida o magnificada respecto al total empleado en

los diseños, comenzando desde la distancia más próxima a la entrada de la escorrentía

superficial y midiendo hasta el final.

1.7. Estructura del trabajo

El desarrollo de la investigación se realizará bajo la siguiente metodología que mantiene

concordancia con la descrita en el capítulo 1 del presente documento. En la siguiente figura se

resume los elementos esenciales para el desarrollo, de la información presentada anteriormente

en el estado del arte, presentando ciertos componentes que deben aparecer en el contenido de

los diferentes tipos de reportes. La naturaleza evolutiva de los documentos se ve reflejada en la

siguiente imagen. Para esta investigación se usará el reporte de análisis.

16

1.8. Matriz de consistencia

Tabla 2. Matriz de consistencia. Fuente: Elaboración propia

PROBLEMA OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES METODOLOGIA

Durante los

últimos años en la

ciudad de Arequipa

se desarrolla un

crecimiento

acelerado de

urbanización, lo

que conlleva a la

necesidad de

construcción de

pavimentos, que

en su mayoría son

convencionales;

por lo cual se

vienen

impermeabilizando

cada vez más el

suelo urbano.

La norma técnica

peruana CE.010

“pavimentos

urbanos”,

considera la

utilización de

sistemas de

pavimentos con

adoquines

entrelazados, pero

no menciona la

utilización de

pavimentos

permeables, ni

especifica criterios

hidráulicos para su

aplicación.

GENERAL GENERAL DEPENDIENTE Enfoque

cualitativo: utiliza

la recolección de

datos con el fin de

probar la hipótesis,

en base al estudio

de las variables

dependientes e

independientes

mediante el análisis

comparativo.

Alcance

explicativo porque

pretende establecer

criterios de los

fenómenos que se

estudian, como en

nuestro caso son la

tasa de infiltración

y la escorrentía en

los pavimentos

permeables.

Hipótesis tipo

causal

multivariada:

por la existencia de

la relación entre

aquellas variables

del diseño de un

pavimento

permeable

discontinuo

(distancia de

infiltración y

pendiente de la

superficie) y la

capacidad de

infiltración del

pavimento

permeable.

Identificar parámetros

hidráulicos de

pavimentos permeables

articulados no

contemplados en la

norma peruana CE010

Pavimentos Urbanos.

El pavimento

permeable de

adoquines de

concreto

entrelazados

permite reducir

la escorrentía

superficial de las

vías públicas del

centro histórico

de Arequipa.

Capacidad de

infiltración “I”

(mm/h)

ESPECIFICOS ESPECIFICOS INDEPENDIENTE

-Relacionar y

cuantificar la pendiente

de la superficie del

pavimento (SP, en %)

en los valores de la

capacidad de

infiltración (I, en mm/h)

de pavimentos

permeables de

adoquines de concreto.

-Relacionar y

cuantificar la

abertura/ancho de las

ranuras/juntas

separadoras (EJ, en

mm) de los adoquines

de concreto en los

valores de la capacidad

de infiltración (I, en

mm/h) de pavimentos

permeables de

adoquines de concreto.

-Proponer una

alternativa de solución a

los problemas de

La pendiente SP

y el ancho de

ranura EJ

influirían en la

performance de

los pavimentos

permeables

respecto a la

infiltración y

reducción de la

escorrentía

superficial que

se ocasiona en

las temporadas

de lluvia. Estos

parámetros

podrían ser

empleados como

criterios de

diseño,

generando

pavimentos

eficientes para la

correcta gestión

de agua de

-Pendiente de la

superficie (en %)

-Ancho de la junta

(mm)

17

inundación y

escorrentía superficial

en el centro histórico de

la ciudad de Arequipa

durante las temporadas

de lluvia.

lluvias en zonas

urbanas.

CAPÍTULO 2

MARCO TEÓRICO

2.1. Bases Teóricas

Para profundizar en la investigación realizada, se van a definir los conceptos básicos

y necesarios para poder entender el problema de investigación y adentrarse en la hipótesis y su

posterior validación. Para los criterios hidráulicos se han tomado en cuenta conceptos

directamente relacionados a este punto, sin embargo, es importante mencionar el ciclo natural

del agua, sobre el cual recae la capacidad de agua con la cuenta la población humana para que

se pueda mantener un desarrollo industrial como urbano. Una buena gestión del ciclo es de

suma importancia, pues sirve para permitir el abastecimiento de las necesidades de la población

sin dañar los recursos hídricos; es bien conocido que más del 97% de agua en la tierra es salada,

lo que hace que el restante de agua dulce pueda ser insuficiente para la población, que cada año

crece a grandes pasos (Gómez-Ullate, 2011).

2.2.Pavimento

Se define pavimento como una capa dura y resistente, la cual puede estar compuesta de

materiales como adoquines, asfalto, cemento o madera, además de materiales que cubran el

suelo para que pueda formarse una capa llana y firme.

2.3. Pavimento Permeable

El pavimento permeable (PP) adiciona a su definición el objetivo fundamental de

retención e infiltración de la escorrentía superficial en la base del pavimento en sí, se presentan

como una mejor opción a los usados en la actualidad, pues estos permiten disminuir el volumen

de escorrentía, así como su velocidad.

2.4. Infiltración:

18

Se le conoce a la infiltración (I en mm/h) como aquel proceso en el cual el agua

superficial se introduce al suelo por medio de las capas internas, esto por las fuerzas

gravitatorias, también están presentes las fuerzas de origen capilar, así como otras más

complejas como fuerzas las que se estudian en química, se mide en mm/h.

Esta agua infiltrada es capaz de movilizarse hasta llegar a los acuíferos, ríos, lagos o al

mismo mar, también se puede dar el casi que quede retenida en el mismo suelo para

posteriormente volver a la atmósfera debido al ciclo hidrológico del agua, específicamente a la

evaporación y/o transpiración.

2.5. Filtración:

Se define filtración como la manera de separación de los sólidos de un suelo en una

suspensión por medio de un sistema poroso, no aplica para la presente tesina.

2.6. Percolación

Es el paso a una velocidad muy baja del agua, en este caso, por medio de la estructura

de un suelo poroso. Este fenómeno no se estudia en la presente tesina.

2.7. Colmatación

Es el proceso mediante el cual una depresión se llena de sedimentos, es decir, se

encuentra obstruido los canales por el cual el agua puede pasar.

2.8. Permeabilidad:

Se conoce a la permeabilidad a la capacidad de un material, en este caso el suelo, para

que al agua o fluido lo pueda atravesar sin modificar la estructura interna del suelo. Se puede

decir a un suelo permeable cuando deja transitar por medio de su estructura una cantidad

considerable de agua en lapso de tiempo, y se puede llamar impermeable al suelo cuando esta

cantidad de agua no es considerable o es muy pequeña.

2.9. Diferencias entre permeabilidad e infiltración:

El estudio de la manera en la que se mueve el agua a través del suelo, es porque en el

suelo hay porosidades que forman parte de toda la estructura del suelo. Entonces se considera

a la infiltración como un parámetro físico, el cual posibilita cuantificar la cantidad de lámina de

agua que penetra por los espacios porosos del suelo, en un determinado tiempo. Para medir la

infiltración se puede realizar ensayos con anillos de infiltración que se colocan en el suelo con

19

un sellado hermético para verter agua y llegar a medir el tiempo, así como cuánta agua en lámina

de milímetros o centímetros que se llega a infiltrar dentro del suelo para un tiempo específico.

Figura 2. Ciclo del agua en pavimentos impermeables y pavimentos permeables. Fuente:

Revista Aguas residuales, 2015

Figura 3. Infiltración superficial. Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la

Alimentación y la Agricultura, 2015

Figura 4. Suelo permeable. Fuente: Organización de las Naciones Unidas para la

Alimentación y la Agricultura, 2015

Como principal diferencia, la permeabilidad de un suelo es la inversa de la infiltración,

y esta es medida o cuantificada por la Conductividad hidráulica (k), la cual nos permite medir

20

la capacidad del agua de trasladarse a través del suelo. De este modo, se hallarán mayores

valores de conductividad hidráulica en un escenario de suelo en estado saturado (todos los

espacios intersticiales o porosos llenos de agua) y muy baja cuando los espacios intersticiales

estén libres.

a) b)

Figura 5. Ensayo para determinar la permeabilidad del suelo. (a) Fuente: Organización de las

Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2015

Figura 6. Ensayo para determinar la capacidad de infiltración del suelo. (b) Fuente:

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2015

2.10. Adoquín

Los adoquines son piezas prefabricadas de concreto, también puede ser hechas de piedra

o hechos de bloques con diferentes tamaños y formas, los cuales pueden ser de diferentes

tamaños y formatos. Los adoquines generalmente han sido fabricados con granitos, pues

presenta una gran resistencia, además de contar con un tratamiento relativamente sencillo.

Los adoquines se pueden instalarse en lugares de tráfico pesado, lo que los hace ideales

para poder soportar grandes cargas vehiculares además también, se usan en calles, carreteras,

jardines y en otras aplicaciones arquitectónicas de urbanización.

Los adoquines de concreto, presentan gran facilidad de uso por sus dimensiones

constantes, gracias a su proceso de fabricación, pueden soportar grandes cargas vehiculares, lo

que los hace ideales para usos en tráficos pesados.

2.11. Norma CE.010

21

En la norma CE.010 de Pavimentos Permeables se mencionan métodos de diseño

estructural sustentados por las metodologías del Asphalt Institute (AI), de la AASHTO,

Portland Cement Association (PCA), del American Concrete Institute (ACI) o de la American

Concrete Pavement Association (ACPA), estas normas hacen referencia al uso de sistemas de

pavimentos con adoquines entrelazados, mas no comenta el uso de pavimentos permeables,

tampoco se indican criterios hidráulicos para este tipo de pavimentos su aplicación.

En el capítulo V de la norma se consideran parámetros para el diseño estructural tales

como la calidad y valor portante de la sub rasante y del suelo de fundación, características

generales y especificas del volumen de tráfico para un periodo de diseño determinado, las

condiciones climatológicas, la geometría de la vía y por supuesto, el tipo de pavimento que se

va a usar, se recalca nuevamente que no se menciona el uso de pavimentos permeables, aun

cuando se hace referencia a pavimentos especiales, entre los que se encuentran las aceras o

veredas, pasajes peatonales o ciclo vías.

Tabla 3. Parámetros para el diseño estructural de pavimentos. Fuente: Elaboración

propia

Parámetros para el diseño estructural de pavimentos

Calidad de la sub rasante

Suelo de fundación

Características del Volumen de trafico

Condiciones climatológicas

Geometría de la vía

Tipo de pavimento a usar

Con respecto al drenaje pluvial en los pavimentos urbanos, solo se indica que estas

deben adecuarse a la norma OS.060 de Drenaje Pluvial Urbano.

En el título II de la norma CE.010 se indican métodos opcionales para el diseño

estructural de pavimentos, se mencionan varios métodos y se indica la manera de adaptarlos,

sus generalidades, materiales a usar, factores a considerar, etc.

Tabla 4. Métodos opcionales para el diseño estructural de pavimentos. Fuente:

Elaboración propia

22

Métodos Opcionales para el diseño estructural de pavimentos

Método Opcional para el Diseño Estructural de Pavimentos Asfalticos en vías locales, en

sus bermas y en sus estacionamientos

Método Opcional para el Diseño Estructural de Pavimentos Urbanos de Concreto

Hidráulico en vías locales, colectoras, arteriales y expresas, en sus bermas y en sus

estacionamientos

Método Opcional para el Diseño Estructural de Pavimentos Urbanos de Adoquines

intertrabados de Concreto Hidráulico en vías locales

El primero en mencionar es el Método Opcional para el Diseño Estructural de

Pavimentos Asfalticos en vías locales, en sus bermas y en sus estacionamientos. Esta

metodología es recomendada por el AI para pavimentos asfalticos y está adaptada al uso de

pavimentos en vías locales, sus bermas y estacionamientos.

Entre sus generalidades comenta su uso para vías locales, en caso se quiera usar en vías

arteriales, colectoras y expresas, se debe aplicar metodologías de la guía AASHTO, y si fuese

el uso en zonas industriales se debe consultar el manual del AI, para usos en que se sobrepasen

los límites de carga permisibles no debe usarse este método.

Tabla 5. Factores aplicados para el método opcional. Fuente: Elaboración propia

Factores aplicados para el Método Opcional para el Diseño Estructural de Pavimentos

Asfalticos en vías locales, en sus bermas y en sus estacionamientos

Tráfico

Soporte de la subrasante en términos de CBR

Propiedades de los materiales que conformen el pavimento

El medioambiente, haciendo referencia al grado del asfalto.

En cuanto al tráfico se definen dos tipos de tráficos, para vehículos ligeros y camiones, los

espesores de los pavimentos serán definidos según los parámetros indicados en la presente

norma.

En cuanto a la subrasante indican la obligatoriedad de realizar ensayos de laboratorio, y

de manera opcional realizar ensayos de campo, se clasifica a la subrasante según capacidad de

23

no verse afectada por la humedad, mientras esta afectación sea menor, su clasificación será

mejor.

Para los materiales usados en la pavimentación, para este método solo se considera el

uso del concreto asfaltico mezcla en caliente, se considera a las bases y subbase como capas del

pavimento. Además, se habla del tamaño máximo que debe presentan el agregado, el cual debe

estar entre los 37.5 mm y 9.5 mm.

Para el medioambiente recomienda usar el grado de asfalto según la temperatura, esta

información está contenida en la presente norma.

Hasta este punto, esta metodología no menciona el uso de pavimentos permeables, su

diseño está basado en metodologías clásicas, las cuales no consideran como un factor

importante a la tasa de infiltración en caso de precipitaciones pluviales.

En cuanto a los espesores de pavimentos se muestran valores referenciales que pueden

usarse en los pavimentos de vías locales.

Para el drenaje en vías locales se menciona que este va depender del tipo de diseño

geométrico de la vía, para el caso del drenaje longitudinal, para el drenaje transversal será

resuelto con un bombeo no menor al 1.5%, así también, se hace hincapié de ser necesario, las

aguas recolectadas deben ser llevadas por tuberías, cunetas o sub drenajes afuera de las rutas y

accesos, estas recomendaciones están sujetas a la norma OS.060 Drenaje Pluvial Urbano. Esta

parte de la norma no menciona al drenaje que podría ser parte de una estructura de pavimentos

permeables como alternativa a los drenajes pluviales clásicos.

El segundo en mencionar es el Método Opcional para el Diseño Estructural de

Pavimentos Urbanos de Concreto Hidráulico en vías locales, colectoras, arteriales y expresas,

en sus bermas y en sus estacionamientos. Esta metodología es recomendada por la Asociación

Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA).

Tabla 6. Factores aplicados para el método opcional. Fuente: Elaboración propia


Urbanos de Concreto Hidráulico en vías locales, colectoras, arteriales y expresas, en


Resistencia a la flexión

Resistencia al diseño de la capa subrasante (Modulo K)

24

Clasificación de las calles urbanas

Tráfico diario promedio de camiones (ADTT) así como la distribución de cargas

Periodo de diseño

Sardineles y cuentas

Juntas

Para el diseño estructural, el procedimiento a seguir se describe en publicaciones

especializadas, para el caso de diseño de espesores se usan programas de computadoras que

permiten obtener valores óptimos en cada caso especial.

Para este tipo de pavimento se determinan espesores para pavimentos de concreto simple

y reforzado en vías locales, arteriales, expresas y colectoras, así como en bermas y

estacionamientos. Cabe destacar que por conceptualización los pavimentos de concreto simple

se realizan sin ningún refuerzo de acero además de con o sin pasa juntas o dowels en las juntas

de control. Estas juntas de control tienen que estar cada 4.60 m.

Para el caso de pavimentos de concreto reforzado con fibras metálicas o mallas, las

juntas de control pueden tener espaciamientos entre las juntas de control pueden tener incluso

un máximo de 9 m, estos pavimentos siempre requieren de dowels.

En cuanto a los factores considerados en esta metodología, hace referencia a

metodologías empleadas para el diseño de pavimentos hidráulicos clásicos, no hace mención

en ningún caso a algún tipo de material que pueda ser parte de una estructura permeable en el

pavimento, como podrían ser las juntas longitudinales o transversales.

También existen las juntas de aislamiento, las cuales son usadas para impedir el contacto

del pavimento con cosas fijas o en intersecciones de vías tales como buzones, cruces de calles,

drenajes, etc., estas juntas deben estar entre los 20 mm y 30 mm de abertura, para el caso de

buzones estas deben reforzar la losa perimetral del pavimento con cuatro fierros corrugados

superior e inferior, así mismo, la norma no contempla en estas juntas materiales que puedan ser

permeables.

El tercero en mencionar es el Método Opcional para el Diseño Estructural de

Pavimentos Urbanos de Adoquines intertrabados de Concreto Hidráulico en vías locales, en sus

bermas y en sus estacionamientos. Este tipo de pavimento de adoquines, también llamado

articulado, está conformado por la base granular, una cama de arena que sirve como asiento,

adoquines de concreto formados de tal manera que forman una trama con un patrón constante

25

de colocación, de tal manera que se desarrolla el inter trabado, arena de sello, confinamientos

laterales, así como el sistema de drenaje.

Para esta metodología es necesario construir una subrasante de suelo que sea capaz de

soportar toda la estructura sin presentar grandes deformaciones, para esto es necesario que los

adoquines se construyan de tal modo que las cargas verticales de los vehículos de paso se

trasfieran a los adoquines contiguos por medio de la arena de sello (juntas), A continuación, se

muestran algunas secciones transversales típicas para esta metodología:

Figura 7. Configuraciones recomendadas de pavimentos adoquinados. Fuente: CE.010

Puesto que es de interés para la presente investigación, se muestran estructuras típicas

para esta metodología, sin embargo, el enfoque que se le da al uso de estos adoquines, no

contempla el uso de juntas permeables, pues estas están conformadas de tal manera que formen,

como su nombre lo indica una arena de sello, la cual no debe permitir el paso de agua a través

de ella.

Los factores que intervienen en esta metodología se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 7. Factores aplicados para el método opcional 3. Fuente: Elaboración propia


Urbanos de Adoquines intertrabados de Concreto Hidráulico en vías locales, en sus

bermas y en sus estacionamientos

Medio ambiente

Trafico

Resistencia de la capa de sub rasante

26

Materiales de la estructura del pavimento

Los primeros tres factores que se consideran para esta metodología, son para la

instalación de adoquines con juntas impermeables, son criterios que se encuentran ya

establecidos en manuales, no se considera, como ya se dijo, materiales permeables.

El cuarto factor, que son materiales del pavimento habla sobre el comportamiento

estructural que debe tener el adoquín, el espesor de la cama de arena también debe ser mayor a

25 mm pero menor a 40 mm, y la graduación de esta arena permite el acomodamiento de granos

de tal manera que se forme una capa impermeable en la cama de arena.

Sobre las juntas, estas deben proporcionar una trabazón vertical y una transferencia de

corte debido a las cargas, esta junta, según esta metodología puede estar compuesta de arena

más fina que la cama de arena, esta puede tener un pasante máximo de 100% de la malla # 16

y no más del 10% pasante de la malla # 200, lo cual indica que son materiales impermeables.

La función de la cama de arena y este tipo de juntas hacen que el pavimento se rigidice

cuando estén expuestos a un gran número de cargas de tráfico. Esto quiere decir que para esta

metodología es importante el uso de materiales que permitan una junta cerrada o impermeable,

pues ayuda a evitar las deformaciones del pavimento, se puede entonces, inferir que el uso de

materiales permeables, ayudaría a deformar el pavimento, lo cual hace de esta metodología

deficiente en el uso de pavimentos permeables.

Como se vio, la norma CE.010 no contempla el uso de pavimentos o juntas permeables,

en el caso de adoquinado, lo cual abre un campo de investigación para la estructuración de

pavimentos permeables.

Tabla 8. Uso de pavimentos permeables en la norma. Fuente: CE.010

Métodos Opcionales para el diseño estructural

de pavimentos Uso de Pavimentos Permeables

Método Opcional para el Diseño Estructural de

Pavimentos Asfalticos en vías locales, en sus

bermas y en sus estacionamientos


Pavimentos Urbanos de Concreto Hidráulico en

vías locales, colectoras, arteriales y expresas, en


No contempla

No contempla

No contempla

27


Pavimentos Urbanos de Adoquines intertrabados

de Concreto Hidráulico en vías locales

CAPÍTULO 3

ESTADO DEL ARTE

3.1.Pavimentos permeables

3.1.1. Definiciones y consideraciones

Se define una sección permeable como aquella compuesta de distintas capas hechas de

materiales para construcción que permiten que el agua pase atravesando de su estructura; desde

la superficie de terreno hacia la sub rasante, generalmente se diseñan con la capacidad portante

suficiente para soportar un tráfico establecido, y además con materiales y factores que permitan

el paso del agua desde la superficie de rodamiento hasta el terreno natural (Rodríguez, 2008).

No se considerarán como permeables las secciones que posean capas drenantes, en

combinación de capas impermeables, así por ejemplo, con mezclas asfálticas porosas y sobre

capas impermeables. El propósito de estas secciones es el traslado del agua hacia los laterales,

de esta manera no permiten su infiltración ni su almacenamiento en capas inferiores del

terraplén.

Figura 8. Sección típica de pavimento permeable. Fuente: García, 2011

Según (Leipard, 2015), las superficies permeables más comunes incluyen asfalto

poroso, concreto permeable y bloques entrelazados. Los criterios de diseño competentes de los

pavimentos requieren cuatro áreas:

- Capacidad de carga estructural, resistencia

- Selección de material, durabilidad y costo

28

- Diseño hidrológico, retención, detención.

- Diseño hidráulico.

En el ámbito de capacidad de carga, en la actualidad, el estudio y utilización de los

pavimentos permeables, no se reduce únicamente a zonas de uso residencial, como muchos

autores habían planteado, sino también se han aplicado a centros urbanos o incluso se realizaron

aplicaciones en zonas de servicio en aeropuertos (Rodríguez, 2008).

Según (Karasawa, 2008), en Japon, se introdujo esta tecnología a inicios del año 2000,

este método ha desarrollado unos 8,2 millones de m2 en 2005, su desarrollo ha sido acelerado

ya que según el autor, este método es excelente para la mitigación de la escorrentía superficial,

además de ser agradable a la vista y de poseer una fácil aplicación.

Desde un punto de análisis hidráulico, los procesos que suceden en cada capa de un

pavimento permeable, son los siguientes:

Figura 9. Procesos en las capas permeables. Fuente: elaboración propia según Paredes, 2015

El autor entiende cada proceso como:

- Percolación: entendiendo que este proceso significa la infiltración entre la superficie

permeable

- Retención: como la capacidad de mantener la humedad o los sedimentos en alguna capa.

- Transporte: del agua por medio natural o por tuberías, llamado también drenaje.

- Almacenamiento: que puede ser natural en el caso de la capa freática o artificial como

depósitos de captación.

En tanto, para el cumplimiento de estos procesos, los tipos y la conformación de los

materiales en la base y la sub base pueden exhibir variantes, pero continuamente bajo las

condiciones de permeabilidad ascendiente desde las capas superiores hasta las capas

inferiores.

29

Para estudiar la capacidad de infiltración, se realizaron ensayos en la RMIT, Royal

Melbourne Institute of Technology University (Australia) usando un simulador de lluvia con

distintos tipos de contaminantes, rociándolos en superficies permeables hasta alcanzar al

equivalente de 17 años de vida y se observó que la de infiltración disminuyó en un 10%, a la

misma vez que la capacidad de la eliminación de partículas sólidas en suspensión, aceites, cobre

disminuyó en de un 98% hasta un 80%. De tal forma se pudo corroborar que un pavimento

permeable tiene una vida útil de hasta 17 años sin problemas importantes. (Rodríguez, 2008)

En tanto en la selección de material, por ejemplo, la capa de sub base cumple el

importante rol de almacenar, y conservar en sus vacíos el volumen de agua de escorrentía, para

seguidamente infiltrar esta cantidad de agua en el terreno natural, o hacia los lados de la

estructura del pavimento permeable y de este modo resuelve los problemas de cantidad de

escorrentía (Sañudo, 2014)

A continuación, se presentan diversos valores hallados, así mismo se dan valores

referenciales de capacidad de infiltración con la norma ASTM 1701, norma de la cual se adopta

la ASTM C1781, ambas normas se aplican para medir la capacidad de infiltración en

pavimentos permeables.

Tabla 9. Capacidad de infiltración para pavimentos eco tecnológico y concreto.

Fuente: Chen, 2019

ASTM 1781 ASTM 1701

Pavimento eco tecnológico Concreto poroso

Infiltración(mm/h) Infiltración(mm/h)

MEDIO

MAXIMO

MINIMO

ST DEV

# ensayos

33480

40680

28440

2880

7

27000

39960

20160

5040

7

3.1.2. Pavimento eco tecnológico:

30

La tecnología ecológica de JW combina el uso de marcos de plástico y concreto para

formar su estructura. Cada unidad de marco de acueducto de circulación de aire hecha de

polipropileno (PP) forma la estructura básica. Se instalan unidades individuales del marco y se

nivelan en un área deseada, y luego se vierte el concreto y se nivela uniformemente sobre el

marco.

En esta investigación, se dan a conocer valores de infiltración, los cuales son

comparados entre normas, ambas normas son similares, pues de la 1701 se concibe la 1781, se

puede observar valores de infiltración altos, esto es porque los pavimentos ensayados presentan

estructura drenante (pavimento eco tecnológico) y porosidad alta (concreto poroso).

Tabla 10. Infiltración en concreto permeable con agregados de piedra chancada.

Fuente: Chen, 2019

Infiltración (mm/h)

VALOR MINIMO 2412

VALOR MAXIMO 63648

VALOR MEDIO 33048

A continuación, se dan valores de infiltración para concretos porosos con agregado

determinado de una zona, estos valores son altos porque presentan alta porosidad y cero

colmataciones, pues las probetas son usadas solo con fines investigativos.

Tabla 11. Infiltración en pavimentos permeables en función al ADT y profundidad.

Fuente: Langsdorff”, 2016

PROFUNDIDAD (mm)

BAJO ADT MEDIO ADT ALTO ADT

Infiltración (mm/h) Infiltración (mm/h) Infiltración (mm/h)

0 148.00 25.00 4.00

4 155.00 10.00 10.00

5 146.00 48.00 5.00

31

10 175.00 75.00 5.00

15 198.00 160.00 7.00

20 200.00 165.00 25.00

25 200.00 197.00 42.00

En este artículo de investigación se presentan valores de infiltración en función al ADT

(Tráfico Diario Promedio) y en función a la profundidad de medición de la capacidad de

infiltración, se puede observar que a un mayor ADT, la infiltración disminuye

considerablemente, también que, a mayores profundidades, la infiltración aumenta.

Esto se origina por la colmatación de sedimentos en los poros permeables del pavimento,

debido a un alto ADT la colmatación se da de una manera más progresiva y rápida lo que hace

disminuir la capacidad de infiltración para este tipo de pavimentos.

ADT: Volumen de tráfico promedio diario en una avenida determinada

Tabla 12. Infiltración en pavimentos permeables en función a la cantidad de agua.

Fuente: Chantilly, 2017

TIEMPO (s)

INFILTRACION (mm/h)

3.6 kg de Agua 18 kg de Agua

30 5913 29564

60 2956 14782

120 1478* 7391

240 739* 3696

360 493** 2464*

480 370** 1848*

900 197** 985*

1800 99** 493**

3600 49** 246**

32

Se muestran valores de infiltración en bloquetas de concreto (grassblock) con juntas

permeables, es un caso parecido al de estudio, pues los grassblock son impermeables, sin

embargo, las juntas entre estas hacen permeable a la estructura.

Los valores obtenidos indican variables valores de infiltración, primero la infiltración

depende del tiempo que demora en verterse una determinada cantidad de agua (en la

investigación referida se hace el ensayo con 3.6 kg y 18 kg de agua) en todo el anillo de

infiltración, mientras mayor sea el tiempo en verter toda el agua, la infiltración disminuye, acá

se da una relación inversamente proporcional entre el tiempo y la infiltración. Se presentan

valores de infiltración sin y con asterisco (*), estos son indicadores que determinan la necesidad

de mantenimiento, los valores sin marca alguna representan la no necesidad de mantenimiento

con un funcionamiento óptimo, pues presenta valores de infiltración altos, mientras que las

marcados con un * indican la necesidad urgente de mantenimiento pues su funcionamiento no

es óptimo lo que se traduce en bajas infiltraciones, este último caso (**), se puede dar por

colmatación de sedimentos, deficiente instalación, o poco o nulo mantenimiento de la

estructura.

Tabla 13. Evaluación de capacidad de infiltración en un bloque de pavimento

permeable. Fuente: Yuntae Kim, 2012

Para la investigación “Evaluación de capacidad de infiltración en un bloque de

pavimento permeable para la reducción de desastres por inundación urbana” (Dojoon Jung and

Yuntae Kim) (2012) Los resultados de los experimentos incluyen la cantidad de infiltración, la

escorrentía, el tiempo de comienzo de la escorrentía y la capacidad de infiltración final. En base

a los resultados, se evalúan cuantitativamente las características de infiltración y la cantidad de

PERMEABLE 1500.00 20.00 300.10 122.80 1377.80 41.90

GENERAL 1810.00 7.50 135.70 564.00 1245.80 27.70

PERMEABLE 2562.00 10.00 320.20 1116.60 1445.20 39.00

GENERAL 2647.00 5.00 165.50 1290.80 1354.40 35.70

PERMEABLE 3406.00 6.00 291.90 1912.90 1492.60 39.90

GENERAL 3360.00 3.50 168.00 1916.00 1444.20 38.70

PERMEABLE 3253.00 6.00 390.40 1817.60 1435.50 47.60

GENERAL 3211.00 2.50 160.50 1949.10 1261.80 46.40

100

150

200

100.00

80.00

70.00

50.00

CAPACIDAD DE

INFILTRACION

FINAL (mm/hr)

DURACION

(min)

ENTRADA

TOTAL (l)

TIPO DE

PAVIMENTO

50

TIEMPO DE

INICIO DE

ESCORRENTIA

(min)

INFILTRACION

ANTES DE LA

ESCORRENTIA

(l)

ESCORRENTIA

TOTAL (l)

INFILTRACION

TOTAL (l)

INTENSIDAD

DE LLUVIA

(mm)

33

reducción de escorrentía en los bloques de pavimentación permeables. La escorrentía,

excluyendo la cantidad de infiltración, se mide en el vertedero hasta la condición de equilibrio

entre la ocurrencia de infiltración y la escorrentía. La capacidad de infiltración (mm / h) para

diferentes intensidades de lluvia de 50, 100, 150 y 200 mm / h. Se observa la disminución en la

capacidad de infiltración final, ya que la intensidad de la lluvia aumentó en ambos casos de

adoquines permeables y normales.

3.1.3. Clasificación

La clasificación usada y sugerida por Rodríguez, 2008; es: por el tipo o clase de

pavimento permeable y por el destino último del agua que se llega a infiltrar, los cuales se

encuentran muy bien diferenciados

3.1.2.1. Según el pavimento permeable

a) Secciones permeables de pavimentos discontinuos.

Los pavimentos permeables de secciones discontinuos se pueden definir como los

cuales son conformados por bloques impermeables que junto a materiales porosos que permiten

la infiltración del agua a través de los vacíos, en combinación de una adecuada capacidad

portante, en este acápite se tiene los siguientes pavimentos permeables:

- Mallas de concreto: mallas o celdas de concreto con los espacios ocupados por césped.

- Prefabricado de concreto: celdas de concreto con los espacios ocupados material

permeable.

- Bloques entrelazados en distintos aparejos.

34

Figura 10. Tipos de pavimentos permeables. Fuente: ICPI, 2015

b) Secciones permeables de pavimentos continuos.

Las secciones permeables de pavimentos continuos se pueden definir como

aquellas conformadas solamente por materiales que son porosos, que permitirán la

infiltración de un determinado volumen de agua a lo largo de toda su superficie

equitativamente, permitirán de este modo una adecuada infiltración superficial.

- Concreto poroso: fabricado con cemento del tipo hidráulico como aglomerante de los

áridos.

Figura 11. Concreto permeable. Fuente: ICPI, 2015

3.1.2.2 Según el destino final del agua.

- Pavimentos permeables y con infiltración natural: que posibilitan la infiltración al

terreno del agua por medio de sus capas permeables como la base y/o sub base, con el

propósito de lograr la recarga de agua a la capa naturales subterránea.

35

Figura 12. Infiltración con almacenamiento natural. Fuente: ICPI, 2015

- Pavimentos permeables con un sistema de almacenamiento: son aquellos que se

diseñan y construyen para transportar el agua infiltrada hacia un sistema de

almacenamiento artificial.

Figura 13. Infiltración con trasporte y almacenamiento artificial. Fuente: ICPI, 2015

3.1.4. Capas Inferiores de Pavimentos permeables.

Debajo del pavimento permeable se encuentran una variedad de capas o elementos que

también son permeables, que contribuyen la estructura permeable. Estas capas pueden ser:

a) Capas Granulares.

36

Las capas granulares estarán conformadas por agregados que podrán ser naturales,

artificiales o reciclados. La distribución de tamaños puede ser uniforme o continua. (Sañudo,

2014)

b) Estructuras de Plástico.

Estructuras de plástico con la capacidad de resistencia adecuada para soportar las cargas

de las capas de estratos superiores y transmitirlas hacia capas inferiores que pueden tener

distintos tamaños.

Tabla 14. Características técnicas de los materiales a utilizar en cada capa Fuente:

Sañudo, 2014

3.2.Reglas de Diseño.

37

Los criterios de diseño en pavimentos permeables son distintos a una estructura

convencional que únicamente se diseña para resistir las cargas de tráfico, entre las

consideraciones se tienen las siguientes:

Según (Shackel, 2006) El pavimento permeable ofrece beneficios sobresalientes sobre

los pavimentos convencionales en términos de sostenibilidad e impacto ambiental. Estos

pavimentos deben diseñarse:

- Transportar tráfico (Diseño estructural)

- Gestión de la escorrentía, la infiltración y el transporte de contaminantes. (Diseño

hidráulico)

Por lo tanto, se presentan nuevos problemas técnicos y desafíos para los diseñadores de

pavimentos que no están cubiertos por los métodos convencionales de diseño de pavimentos.

El autor considera que en particular, la selección, especificación y caracterización de los

materiales utilizados en la superficie, la base y la sub base de los pavimentos permeables

requieren que los diseñadores modifiquen las metodologías de diseño existentes para facilitar

el movimiento del agua a través de los pavimentos mientras mantienen una capacidad de

servicio satisfactoria.

Por otro lado, Según (Leipard, 2015), las superficies permeables más comunes deberán

incluir asfalto poroso, concreto permeable y bloques entrelazados. Propone los siguientes

criterios de diseño competentes de los pavimentos requieren cuatro áreas:

- Capacidad de carga estructural, resistencia

- Selección de material, durabilidad y costo

- Diseño hidrológico, retención, detención.

- Diseño hidráulico.

En tanto el (ICPI, 2015) se enfoca en dos criterios básicos de diseño, se puede resumir

la metodología que propone en el siguiente gráfico.

38

Figura 14. Diseño de pavimentos permeables. Fuente: ICPI, 2015

Según (García – Haba, 2011) identifica 3 criterios principales para el diseño, de un

pavimento permeable.

- Criterios Hidrológicos.

- Criterios Hidráulicos

- Criterios Estructurales

3.2.1. Diseño Hidráulico

Los pavimentos permeables tienen como función principal permitir que el agua pluvial

se infiltre en una cuenca subterránea o infiltrarse al suelo y, en última instancia, recargar el agua

subterránea, al tiempo que también elimina potencialmente contaminantes (US EPA, 1999). La

urbanización tiene un efecto perjudicial en las aguas superficiales. Aumentado las tasas de

escorrentía de superficies impermeables han aumentado el flujo máximo a través de canales de

corriente, causando erosión y la inestabilidad del banco de corrientes (Leopold, et al, 1964)

Estados Unidos se han establecido regulaciones para el manejo de aguas pluviales para

nuevos desarrollo y reurbanización (U.S.EPA, 2000). Una opción de gestión de aguas pluviales

39

es minimizar la cantidad de superficie impermeable, como resultado, el uso de los pavimentos

permeables ha acrecentado.

Muchos estudios recientes han encontrado que los pavimentos permeables reducen la

escorrentía y mejoran la calidad del agua. El uso de pavimento permeable, en lugar de asfalto

u hormigón tradicional, ha demostrado que disminuye los volúmenes de escorrentía superficial

y una descarga máxima sustancialmente menor (Pratt, et al, 1995; Rushton, 2012). Los

pavimentos permeables también han sido demostrados filtrar contaminantes como metales y

aceite de automoción (Rushton, 2012).

Según (Paredes, 2015) para realizar el diseño adecuado y correcto de cualquier tipo de

pavimento permeable se deberá tener en cuenta y corroborar para que condiciones pluviales se

agota la capacidad de almacenamiento, provocando por tanto al inicio de la escorrentía

superficial, para lo cual se debe incorporar elementos de seguridad para cuando esta capacidad

de pavimento sea superada por eventos superiores al evento del diseño. No se tiene que permitir

un almacenaje no permanente de la escorrentía sobre la superficie del pavimento, así como

cuando exista riesgo de saturación o colmatación de las juntas en la superficie, por lo que se

deberá tener en cuenta en el diseño de componentes que ayuden a mitigar los efectos negativos

cuando haya inundaciones, por ejemplo, tuberías o desagües, que transporten el agua a zonas

que cuenten con vegetación colindante.

En el año 1979 se realizó en Francia la construcción de pavimentos permeables de dos

capas: una de 6 centímetros de mezcla del tipo bituminosa y porosa sobre 20 a 25 centímetros

(20.00 cm) de concreto poroso pobre (Rodríguez, 2008).

En Alemania se construyeron en 1985, cuatro tipos de pavimentos permeables los cuales

fueron construidos e investigados por un lapso 15 años, observando la suspensión de

contaminantes para concluir que no hay riesgo de posible corrupción del terreno en ningún caso.

Dichos pavimentos del tipo permeable analizados fueron adoquines con juntas libres, adoquines

de concreto poroso en dos capas, césped reforzado y adoquines con espacios entre ello,

rellenados de césped (Rodríguez, 2008).

En Reino Unido, se construyeron en Nottingham en 1986, cuatro tipos de secciones

permeables en el Campus de Clifton of Trent Polytechnic. Estos estacionamientos tienen 16

ubicaciones en las que se unen cuatro sub bases con dos tipologías de superficies de rodadura:

adoquines y concreto poroso. Las medidas totales del estacionamiento experimental fueron de

40

4.60 metros de ancho y 40 metros de largo, y una profundidad comprendida entre 30 mm y 40

mm. Los áridos a confrontar como sub base eran:

- Piedra nativa de 10 mm (con ensayo granulométrico en la que el 100% de las partículas

pasantes el tamiz de 40mm y menos del 35% el 0.5 mm).

- Escoria de alto horno de 40 mm (con ensayo granulométrico en la que el 100% de las

partículas pasantes por el tamiz de 80 mm y menos del 20% el de 20mm).

- Áridos no triturados de 5 a 40 mm (con granulometría en la que el 100% de las partículas

pasantes por el tamiz de 63 mm y menos del 32% el de 1 mm).

- Áridos no triturados de caliza de 5 a 40 mm (con ensayo granulométrico en la que hay

un pasante del 100% de las partículas por el tamiz de 63 mm y menos del 32% el de 1

mm).

Los efectos de la investigación lograron comprobar una disminución del flujo de aguas

contaminadas principalmente en la sección con sub base de escoria de alto horno, ciertamente

debido a que presenta una textura típica de panal consiente la absorción de una gran cantidad

de agua (Rodríguez, 2008)

La experiencia del Edwinstowe Youth, llevada satisfactoriamente en 1997, en donde se

utiliza el agua recolectada en el estacionamiento permeable para abastecer los tanques cisternas

de los servicios de la residencial, utiliza una sección compuesta por una superficie permeable

de adoquines, 50 mm de gravilla, geotextiles, sub base de piedra chancada (con un 30% de

vacíos) y membrana impermeable. Posteriormente, en la ciudad Kinston en el 2006 (Estados

Unidos), se construyó un estacionamiento experimental, para la monitorización de la calidad y

cantidad de agua infiltrada, son otras experiencias positivas del empleo de las secciones

permeables en los Estados Unidos.

En Chile (2002) se han realizado investigaciones sobre pavimentos de concreto poroso

del siguiente mecanismo: superficie de concreto poroso, base granular, sub base de material

granular grueso y filtro de geotextil o membrana impermeable. Además, se cuenta con una

colocación piloto en el Campus de San Joaquín de la Pontificia Universidad Católica de Chile;

consistente en una banda de concreto poroso (Rodríguez, 2008).

Todas estas experiencias nos indican que la técnica para la construcción de los

pavimentos permeables está siendo aplicada en los países como Francia, Reino Unido, Estados

41

Unidos; teniendo una cara opuesta en los países de Latinoamérica que escasamente realizan la

aplicación de esta técnica constructiva.

3.3. Estudio de la Infiltración de Agua en un Pavimento Permeable.

Los estudios de la University of New South Wale (UNSW) y la University of South

Astralia (UNISA) muestran que los adoquines con estructuras permeables pueden aceptar

intensidades de lluvia de hasta aproximadamente 600 l / seg / ha mientras mantienen niveles de

capacidad estructural que son comparables con los exhibidos por el pavimento convencional.

Además, hay buena evidencia de que el pavimento permeable puede atrapar hasta

aproximadamente el 90% de los contaminantes en particulas (Anon, 2002a; Rommel et al

2002).

La infiltración de aguas pluviales a través del pavimento permeable es la primordial

función de esta clase de técnicas, con el fin de entender mejor este fenómeno se prefiere analizar

cada uno de las dos cuantificaciones fundamentales utilizados en las exploraciones de este tipo:

Entre los instrumentos más utilizados para lograr caracterizar las tasas de infiltración

y/o la posible generación de escorrentía en los pavimentos permeables, figura el infiltrómetro

con anillo disponible en la norma ASTM de los Estados Unidos (ASTM C1701 2009).

Tabla 15. Tipos de adoquines en comparación con el tráfico. Fuente: elaboración

propia

Tipo de adoquín Descripción Prueba

estructural

Idoneidad para

transportar

tráfico

Sistemas de

pavimentación con

juntas de césped

ampliadas

Los pavimentos con grandes

aberturas dentro de las cuales

se cultiva pasto. No apto para

tráfico de camiones sostenido.

Smith (1984)

Anon (2002)

Tráfico ligero

ocasional

Adoquines porosos Adoquines de hormigón

poroso. El agua fluye

principalmente a través de

adoquines.

Dierkes et al

(2002)

Tráfico general

42

Adoquines con

aberturas a lo largo de

las juntas

Las juntas de adoquines están

llenas de agregado. El agua

fluye solo a través de juntas.

Anon (2002)

Shackel

(2001)

Tráfico general

3.4.Pendiente y espaciamiento de juntas.

Según (Paredes, 2015) define la pendiente de un plano o superficie (Surface Slope – SS)

como una variable independiente que se representa como la pendiente de la muestra del

pavimento permeable que se expresa en porcentaje, el autor realizó ensayos con valores

siguientes: 0%, 2% y 5%,

En la investigación, realizada compara la capacidad de infiltración, en dependencia de

la pendiente, y estado de colmatación de las juntas, para luego simular un mantenimiento y

volver a cuantificar la infiltración.

Figura 15. Esquema explicativo de las variables independientes y dependientes que se

utilizaron en el ensayo de laboratorio. Fuente: Paredes, 2015

El estudio concluye que conforme aumenta la pendiente de la superficie permeable

discontinua disminuye la proporción de infiltración acumulada; al acrecentar la carga de

sedimentos en la superficie del pavimento permeable y la inclinación de la misma, disminuye

la capacidad de infiltración del pavimento permeable.

43

Tabla 16. Resultados de la infiltración en comparación a la pendiente. Fuente: Paredes,

2015

(Leipard, 2016) hizo una investigación en donde se investigó la relación de la

infiltración con la pendiente, y el estado de colmatación, los resultados mostraron que la tasa

de infiltración o tasas de descarga de infiltración son inversamente relacionadas con la

pendiente transversal del pavimento, las tasas fueron más altas que las observadas de campo

por un factor de tres, ya que se realizó un ensayo a escala real en el Departamento de Servicios

del estacionamiento recién construido del Departamento de Servicios de Kansas City Missouri.

Para determinar los ensayos a utilizar, para el desarrollo de la tesina, se ha tomado como

referencia la investigación de Sañudo – Fontaneda (2014), quien realiza un listado de 25

publicaciones de los distintos tipos de ensayos en todo el mundo para determinar las tasas de

infiltración así como determinar cómo se da la escorrentía en pavimentos permeables, tanto en

laboratorio como en campo; se han seleccionado de esta lista, las investigaciones que tienen

relación a los adoquines entrelazados de concreto, tal como se muestra en el sucesivo cuadro:

Tabla 17. Distintas investigaciones de capacidad de infiltración en pavimentos

permeables. Fuente: Sañudo, 2014

44

Asimismo, cuando en otros países existen estudios y guías concretas de

recomendaciones para el diseño y construcción de pavimentos permeables, en el Perú no existen

en este momento manuales sobre la aplicación de este tipo de técnicas de construcción de

drenaje sostenible urbano; por esta razón se realiza la presente investigación y debido a la

importancia de destacar las principales funciones de los pavimentos permeables como son: la

captación e infiltración del agua de lluvia con el fin de mitigar los riesgos de inundación (que

es materia de investigación en la presente tesina), depuración y ascenso de la calidad del agua

pluvial y de la escorrentía superficial embebida a través de todas las capas del pavimento

permeable mediante la disminución de las sustancias contaminantes, el acopio donde la sub –

base se usa para almacenar el agua infiltrada por medio de las capas superiores del pavimento

permeable con el terminación de utilizarla subsiguientemente y la infiltración al terreno, con la

potencial recarga de acuíferos ubicados en las cercanías del pavimento permeable,

estableciendo un almacenamiento de agua natural.

45

CAPITULO 4

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

El desarrollo de la investigación se realizará bajo la siguiente metodología que mantiene

concordancia con la descrita en el capítulo 1 del presente documento. En la siguiente figura se

resume los elementos esenciales para el desarrollo, de la información presentada anteriormente

en el estado del arte, presentando ciertos componentes que deben aparecer en el contenido de

los diferentes tipos de reportes. La naturaleza evolutiva de los documentos se ve reflejada en la

siguiente imagen. Para esta investigación se usará el reporte de análisis.

46

Figura 16. Tipos de reportes y componentes obligatorios. Fuente: Clerc et Currien, 1997

4.1. Recolección datos y procesamiento.

Rene Stochl, 2015 realizó una serie de ensayos para el diseño hidráulico de pavimentos

permeables de adoquines de concreto, abreviado como (PICP). Se realizaron experimentos con

la hipótesis de que la cantidad de agua infiltrada a través dependerá del espacio de la junta, una

base y sub base de grado abierto, y la pendiente transversal todos estos factores pueden

favorecer a crear un almacenamiento de aguas pluviales.

Los ensayos fueron a escala real, para esto se creó una herramienta de diseño

computacional para PICP basada en información relativa de tormenta para determinar las

características hidráulicas en situaciones similares a las reales.

Figura 17. Sección de estudio. Fuente: Stochl, 2015

47

Se desarrollaron secciones representativas de PICP con 6 mm, 10 mm y 12.5 mm de

espaciado de entre bloques. Estas secciones se probaron al 0%, 1%, 2%, 5% y 10% de

pendiente. Los detalles de las pruebas y el diseño de PICP pueden consultarse en la Tesis

Amanda Leipard, "Caracterización hidráulica del hormigón permeable entrelazado Pavimento”

(Leipard, 2015).

Figura 18. Representación de infiltración y escorrentía superficial. Fuente: Stochl, 2015

Se realizaron pruebas infiltración con el canal funcionando con un flujo de agua

constante, cada punto con diferente configuración de tamaño de junta y espaciamiento.

48

Figura 19. Configuración usada con juntas variables. Fuente: Stochl, 2015

Además el autor realiza una comparación basada en el estado original del pavimento y

luego de la colmatación realiza un mantenimiento con la aspiración de la juntas, los resultados

obtenidos son los siguientes.

Figura 20. Comparación del estado original y colmatado del pavimento. Fuente: Stochl, 2015

Los resultados llegan a conclusiones definitivas de que la infiltración aumenta a medida

que aumenta el espacio entre los adoquines. Los resultados también evidencian que la

infiltración es mayor a menor pendiente.

Por otro lado Paredes, 2015 realizó ensayos para el diseño hidráulico y estructural de

pavimento permeable con adoquines entrelazados, se realizaron experimentos con la hipótesis

de que la cantidad de agua infiltrada a través dependerá del espacio de la junta, una base y sub

base de especificaciones indicadas por autores de referencias, y la pendiente transversal todos

estos factores pueden favorecer a la mitigación de escorrentía en la ciudad de Tarapoto, Perú.

49

Figura 21. Disposición del marco de madera y la estructura perimetral. Fuente: Paredes, 2015

El autor realizó la colocación de un soporte metálico superior y de un simulador de lluvia

directa. Las hileras de goteros que simularán la lluvia directa sobre la superficie permeable se

fijaron a la estructura del soporte metálico superior mediante precintos de plástico.

50

Figura 22. Colocación de hileras de goteros para simular la lluvia directa sobre la superficie

permeable. Fuente: Paredes, 2015

El autor simulo la ssuperficie recién colocada (escenario 1): En este escenario el

pavimento está nuevo y no existe ningún tipo de sedimento que dificulte la infiltración (0 g

sobre la muestra). (Se ensayó la muestra de pavimento permeable recién construida para tres

pendientes y con cinco (05) repeticiones:

Figura 23. Escenario de pavimento permeable recién construido al 5% de pendiente. Fuente:

Paredes, 2015

51

Además, el autor realizó la colmatación de las juntas para posteriormente comparar la

disminución de la tasa de infiltración post colmatación del área permeable. Para ello se

selecciono del sedimento de dimensión menor a 2 mm, arena fina, se pesó el sedimento a

emplear para colmatar la superficie del pavimento permeable, el mismo que fue de 3,500 gr.

Se colocó el sedimento dentro la muestra o probeta permeable, al cual se esparció y

ejerciendo presión con la ayuda de una madera se simuló la compactación para que el sedimento

penetre las juntas de 5 mm de los adoquines.

Figura 24. Escenario de pavimento permeable colmatado, al 5% de pendiente. Fuente:

Paredes, 2015

Se usó un simulador de lluvia directa: Este simulador permite ensayar intensidades de

lluvia cayendo directamente sobre la superficie permeable de ensayo, debido a 5 filas de goteros

de caudal ajustable, con 15 goteros por línea (75 goteros en total), Estos goteros tuvieron las

siguientes características a tener en cuenta: o

- Rango del caudal ajustable: 0 – 40 l/h.

Simulador de escorrentía superficial: Para poder simular la escorrentía superficial

procedente de las zonas permeables hacia la superficie permeable de estudio, utilizó un tubo

perforado de 20 mm de diámetro:

- Se utilizó dos temporizadores, estos dispositivos tienen como objetivo lograr el control

de los caudales simulados tanto en la lluvia directa sobre la superficie permeable como

52

en la escorrentía superficial procedentes ambos de una intensidad de lluvia previamente

determinada.

- El rango del tiempo de medición máxima es de 2 horas.

El autor realiza los ensayos obteniendo los siguientes resultados para ambos escenarios,

sin colmatar y colmatado. El promedio de las mediciones se encuentra en el siguiente cuadro,

para la superficie sin colmatar, sometidas a 03 pendientes y 05 repeticiones. Todas las

simulaciones se realizan con un ancho de junta de 5 mm.

Figura 25. Escenario de colocación de adoquines, al 5% de pendiente. Fuente: Paredes, 2015

En este caso de aplicación se estudie únicamente juntas de 5mm. Los resultados también

evidencian que la infiltración es mayor a menor pendiente, aunque la diferencia es menor al

10% en el caso de las pendientes de 2 – 3 %, pero para la pendiente del 5% se observa una gran

diferencia, una escorrentía superficial cerca al 100%

Para el caso de las juntas post mantenimiento, se puede evidenciar que con un ancho de

junta de 5mm y para el caso de pendiente de 2-3% se obtuvo una recuperación de la capacidad

de infiltración de cerca del 90%. Pero para el caso de la pendiente del 5% se pudo recuperar la

infiltración al 70%, llegando a índices de escorrentía superficial de cerca al 100%

Wilson (2002) estudió un pavimento en el aparato especial representado en la Figura

4.10, se aplicaron a un pavimento permeable de adoquines de bloques de concreto y se

sometieron a lluvia intensa, como se ilustra se realizó un ensayo en condición típica con polvo

y suciedad aplicados en la calle, y con un conjunto de contenedores para muestreo de lluvia.

Wilson descubrió que las cantidades de sedimento que pueden ser aplicados sin causar una

53

disminución en el rendimiento de los adoquines están determinado por la porosidad del material

de relleno de la celda de drenaje, la pendiente de la superficie y además del área permeable o

las juntas Los resultados de sus experimentos, denuestan que la tasa de infiltración promedio

en la superficie del pavimento puede disminuir a una tasa debajo de las tasas de entrada

(tormenta de diseño de 25/25 años de 5 minutos de duración con una intensidad de 230 mm /

h).

Figura 26. Aparato experimental utilizado para estudios de infiltración y escorrentía

superficial. Fuente: Wilson, 2002

Los eventos de lluvia observados con mayor frecuencia con menores intensidades de

lluvia pueden producir diferentes resultados. Después de la acumulación de 3.9 kg / m2 de

sedimentos en los adoquines permeables, la celda de drenaje el material se obstruyó

funcionalmente. Sin embargo, sobre una gran sección de adoquines permeables, La

heterogeneidad de las tasas de infiltración en diferentes secciones puede mantener el

rendimiento de adoquines por algún tiempo.

54

Figura 27. Sección típica estudiada. Fuente: Wilson, 2002

Wilson (2002) encontró que los adoquines deben mantenerse sin impurezas, cuando la

superficie está afectada por obstrucción parcial, que corresponder a una acumulación de entre

1.4 y 3.9 kg / m2 polvo y tierra de la calle. Para uno de los pavimentos de prueba estudiados, la

Figura 4.10 presenta el pico caudal tanto para la escorrentía superficial como para la infiltración.

Figura 28. Colmatación de juntas para determinado tiempo. Wilson, 2002

Beeldens, 2009 realizó el siguiente proyecto de investigación que apuntaba a la buena

capacidad de infiltración del agua en un pavimento permeable con adoquines entrelazados, Las

mediciones en las 12 secciones de prueba diferentes en un estacionamiento del BRRC, Belgian

Road Research Centre, la premisa, indicar que es posible diseñar la estructura del pavimento

para almacenar el agua en el subsuelo capa base. Se utilizó la siguiente estructura: bloque de

55

pavimento (100 mm), capa de cama (30 mm), capa base (180 mm) y la capa de subbase (340

mm). En la siguiente figura, se aplicó una membrana impermeable en la parte inferior y a los

lados, para atrapar toda el agua que ingresa a la sección de prueba y medir su caudal en la salida

del tubo de drenaje colocado en la parte inferior de la sección. La salida del tubo estaba

dispuesta por dos tubos delgados para poder medir también la influencia de pequeñas lluvias.

Estas salidas son comparables a una tasa de infiltración de entre 300 a 400 mm/h.


Beeldens, 2009

Los ensayos realizados fueron con pendientes de 1 y 3% para un tamaño de junta de 2

mm, se usaron adoquines de concreto de 12x10x10 cm.

Los resultados del proyecto de investigación han formado la base de una nueva

publicación sobre el dimensionamiento y la aplicación de bloques de pavimento entrelazados

permeables al agua. Se ha demostrado una buena capacidad de almacenamiento, así como

infiltración. Las estructuras estándar se colocan en función de la permeabilidad del suelo. La

capacidad de infiltración esta proporcionada por la capa de subbase, además por la pendiente

transversal, además del área permeable en la superficie. Es importante también señalar, la

influencia de la saturación en el comportamiento de la estructura es limitada a los años de

servicio y al manteniendo que se realice. Las mediciones de infiltración indican una buena

durabilidad de la permeabilidad. Aunque con el tiempo se nota una reducción en la

permeabilidad de la superficie,

La demanda original de 300 a 400 mm/h todavía se alcanza después de 10 años en

superficie con mantenimiento. Además, se observó que la perdida de permeabilidad ese da

principalmente en la superficie superior de la estructura (juntas), lo que significa que puede ser

limpiado por chorro de chorro y aspiración. Una condición para obtener esto es la aplicación de

un adecuado material de relleno de juntas desde el inicio del proyecto, además del grosor

56

recomendado de 2 – 5 mm, por ser estos un tamaño adecuado para una buena permeabilidad,

resistencia a la colmatación, y facilidad de mantenimiento.

Zachary, 2015 realizó estudios de tasas de infiltración de la superficie de 48 sitios de

pavimento permeables que se probaron en Carolina del Norte, Maryland, Virginia y Delaware.

Se realizaron dos conjuntos de pruebas de infiltración superficial (pre y post mantenimiento)

en 15 lotes de adoquines de concretos entrelazados.

Figura 30. Pavimento permeable de adoquines entrelazados. Fuente: Zachary, 2015.

El mantenimiento se simuló eliminando partículas finas de la capa superior (juntas de 5

mm) El mantenimiento significativamente mejoró la tasa de infiltración de la superficie, la tasa

media de infiltración de la superficie del sitio aumentó de 49 mm/h para las condiciones

existentes a 86 mm / h, produciendo una mejor del 86% después del mantenimiento simulado.

El pavimento recién instalado poseía tasas de infiltración superficial de entre 80 mm / h y 200

mm/ h, respectivamente. El mantenimiento de pavimentos permeables fue crítico para mantener

altas tasas de infiltración en la superficie.

57

Figura 31. Segunda sección de pavimento permeable de adoquines entrelazados. Fuente:

Zachary, 2015.

Las tasas de infiltración superficial se midieron hasta el año, en cada uno de los 15 sitios

5 con juntas de 2mm, 5 de 5mm y 5 de 8mm, y posteriores al mantenimiento realizadas en ellos

De los 15 sitios que tuvieron pruebas posteriores al mantenimiento, 14 tuvieron mayores tasas

de infiltración en la superficie que las existentes, adoquines no mantenidos.

El acceso, existente y mantenido, tenía tasas de infiltración en la superficie de menos de

80 mm/h, antes de realizar el mantenimiento, Las tasas de infiltración mantenida simulada

fueron significativamente 76% en el caso de juntas de 2 mm, 84% en el caso de 5mm y 95% en

el caso de 8mm.

4.2. Resumen de parámetros evaluados

Tabla 18. Resumen de parámetros usados en las experiencias citadas. Fuente:

Elaboración propia

Valor

Variable

Valor

FijoNo Aplica Valor Variable Valor Fijo No Aplica

Rene Stochl, 2015 Exp. N-01 0-1-2-5-10% - - 6 - 10 -12 mm - -

Paredes, 2015 Exp. N-02 0 - 2 - 5% - - - 5 mm -

Wilson, 2002 Exp. N-03 0 - 1 - 3% - - - 5 mm -

Beeldens, 2009 Exp. N-04 1 - 3 % - - - 2 mm -

Zachary, 2015 Exp. N-05 - 1% - 2 -5 -8 mm - -

Pendiente superficial (SP. %)NomenclaturaAutor, año Juntas entre adoquines (EJ, mm)

Parámetros evaluados

58

CAPITULO 5

ANÁLISIS DE DATOS

5.1. Experiencia N-01

5.1.1. Dimensionamiento

Se usaron tres espaciamientos de junta distintos, para cada uno de estos anchos de junta

EJ, se realizó el ensayo nuevamente. Al hablar aumentar el ancho de junta EJ, se aumenta el

área permeable.

Tabla 19. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Stochl, 2015

Espaciamiento

(mm)

Área total

(pulg2)

Área

impermeable

(pulg2)

Área permeable

(pulg2)

Porcentaje

permeable (%)

6 594 552.5 41.5 7.0

10 600 533.6 66.4 11.1

12.5 612 525.0 87.0 14.2

5.1.2. Infiltración de acuerdo a la pendiente y ancho de junta

59

Figura 32. Infiltración vs pendiente en cada ancho de junta. Fuente: Stochl, 2015

Del gráfico anterior se es válido afirmar las siguientes proposiciones:

- Respecto al ancho de junta (EJ), se tienen valores más altos de taza de infiltración,

- Taza de infiltración máxima para EJ = 12.5mm / SP =2%.

- Se observa que para pendiente de 10% la taza de infiltración “I” disminuye en 90%

respecto al estado original.

- Con una pendiente de 5% se tiene una disminución de 50% de respecto al máximo

valor de infiltración, por lo que, según el autor, se comportaría como un pavimento

convencional.

- Es válido afirmar que para la pendiente de 2% se tiene un aumento de infiltración “I”

en todos los casos, respecto a la infiltración con pendiente de 0%

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0% 1% 2% 5% 10%

Infi

ltra

cio

n (

in/h

)

Pendiente

6 mm 10 mm 12.5 mm

60

Tabla 20. Infiltración vs pendiente en cada ancho de junta. Fuente: Stochl, 2015

6 mm 10 mm 12.5 mm

0% 1100 1500 2000

1% 1150 1650 2250

2% 1200 1700 2400

5% 800 1300 1500

10% 100 150 300

De la tabla anterior es válido afirmar las siguientes proposiciones:

- En todos los valores de ancho de juntas EJ se, tiene un valor mato de infiltración I con

una pendiente de 2%.

5.1.3. Infiltración post mantenimiento de juntas

Tabla 21. Comparación basada en el estado original del pavimento y luego de la

colmatación realiza un mantenimiento con la aspiración de las juntas. Fuente: Stochl, 2015

Espaciamiento Estado Infiltración

6 mm Pre mantenimiento 837

6 mm Post mantenimiento 239

6 mm Porcentaje de recuperación 71.40%


61


10 mm Porcentaje de recuperación 29%

Promedio 50.30%

Luego de colmatar las superficies, se realizó un mantenimiento, lo que demostró que la

sección que se comportó mejor post mantenimiento, fue la sección de junta EJ = 6 mm,

pudiendo alcanzar un valor de infiltración de 70% respecto al máximo valor de infiltración I.

En tanto el pavimento con junta EJ de 10 mm solo pudo alcanzar una recuperación del

valor de infiltración I de 29%



infiltración es mayor a menor pendiente, siendo el valor de 2% en donde se presentan valores

máximos.

El ancho de junta de 10 mm tiene mejor comportamiento respecto a la infiltración, pero

es más propenso a la colmatación, registrando valores de recuperación post mantenimiento de

29%.


El autor simulo la ssuperficie recién colocada (escenario 1): En este escenario el

pavimento está nuevo y no existe ningún tipo de sedimento que dificulte la infiltración (0 g

sobre la muestra). (Se ensayó la muestra de pavimento permeable recién construida para tres

pendientes y con cinco (05) repeticiones:


62

Tabla 22. Espaciamiento de juntas y pendientes usadas en la simulación. Fuente:

Paredes, 2015

Espaciamiento (mm)

Área total (cm2)

Área impermeable

(cm2)

Área permeable

(cm2)

Porcentaje permeable

(%)

5

3025 2680.0 345.0 0

3025 2680.0 345.0 2

3025 2680.0 345.0 5


Tabla 23. Valores obtenidos para distintas pendientes y juntas sin colmatar. Fuente:

Paredes, 2015

Numero de ensayo

Porcentaje de infiltración (%)

Porcentaje de escorrentía

(%)

Pendiente (%)

Tamaño de junta (mm)

1 77.76 22.24 0 5

2 75.33 24.67 0 5

3 76.90 23.10 0 5

4 78.90 21.10 0 5

5 79.10 20.90 0 5

6 76.13 23.87 2 5

7 72.55 27.45 2 5

8 79.82 20.18 2 5

9 79.79 20.21 2 5

10 78.78 21.22 2 5

11 10.95 89.05 5 5

12 12.5 87.50 5 5

13 11.5 88.50 5 5

14 8.63 91.37 5 5

15 9.50 90.50 5 5

63

Tabla 24. Valores promedio para distintas pendientes y juntas sin colmatar. Fuente:

Paredes, 2015


Pendiente (%) Porcentaje de infiltración (%)


(%)

5

0 77.60 22.40

2 77.41 22.59

5 10.62 89.38


Con pendientes mayores a 5% se tiene 20% de infiltración I, en este mismo estado se

presenta 95% de escorrentía superficial, comportándose como un pavimento convencional

impermeable.


0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0% 2% 5%

infi

ltra

cio

n (

%)

Pendiente

Infiltración Escorrentía

64

Tabla 25. Valores obtenidos para distintas pendientes y juntas mantenidas. Fuente:

Paredes, 2015

Numero de ensayo



(%)

Pendiente (%)


1 66.44 33.56 0 5

2 67.44 32.56 0 5

3 69.15 30.85 0 5

4 68.14 31.86 0 5

5 69.69 30.31 0 5

6 65.35 34.65 2 5

7 64.20 35.80 2 5

8 64.02 35.98 2 5

9 64.20 35.80 2 5

10 64.55 35.45 2 5

11 10.95 95.80 5 5

12 12.5 94.58 5 5

13 11.5 95.63 5 5

14 8.63 94.52 5 5

15 9.50 94.42 5 5

Tabla 26. Valores promedio para distintas pendientes y juntas mantenidas. Fuente:

Paredes, 2015


Pendiente (%)



(%)

5

0% 68.17 31.83

2% 64.46 35.54

5% 10.62 94.99

65


Luego de hacer un mantenimiento de juntas (post colmatación artificial) se observa que

con 0 y 2 % de pendiente se tienen valores de infiltración de 68 -70 % del estado original, lo

que evidencia un comportamiento más adecuado, además con una pendiente de 5% el

comportamiento es similar al estado original, favoreciendo a la escorrentía.

En este caso de aplicación se estudie únicamente juntas de 5mm. Los resultados también

evidencian que la infiltración es mayor a menor pendiente, aunque la diferencia es menor al

10% en el caso de las pendientes de 2 – 3 %, pero para la pendiente del 5% se observa una gran

diferencia, una escorrentía superficial cerca al 100%

Para el caso de las juntas post mantenimiento, se puede evidenciar que con un ancho de

junta de 5mm y para el caso de pendiente de 2-3% se obtuvo una recuperación de la capacidad

de infiltración de cerca del 90%. Pero para el caso de la pendiente del 5% se pudo recuperar la

infiltración al 70%, llegando a índices de escorrentía superficial de cerca al 100%.



Tabla 27. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Wilson, 2002

Espaciamiento (mm)

Área total (m2)

Área impermeable

(m2)

Área permeable

(cm2)


(%)

5

2.25 2.1 0.4 2

2.25 2.1 0.4 3

2.25 2.1 0.4 5

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0% 2% 5%

infi

ltra

cio

n (

%)

Pendiente

Infiltración Escorrentía

66



Wilson, 2002



colmatación realiza un mantenimiento con la aspiración de las juntas. Fuente: Wilson, 2002

Espaciamiento/condición Estado Infiltración

5 mm / punto optimo Pre mantenimiento 115



5 mm / punto mínimo Pre mantenimiento 80



67

Promedio 75.00%

Luego de colmatar las superficies, se realizó un mantenimiento, lo que demostró que la

sección que se comportó mejor post mantenimiento, fue la sección de junta EJ = 5 mm,

pudiendo alcanzar un valor de infiltración de 90% respecto al máximo valor de infiltración I.

En tanto el pavimento con junta EJ de 5 mm en el punto colmatado, con escorrentía

mayor al 90% solo pudo alcanzar una recuperación del valor de infiltración I de 60%




máximos.


Los ensayos realizados fueron con pendientes de 1 y 3% para un tamaño de junta de 2

mm, se usaron adoquines de concreto de 12x10x10 cm.


Tabla 29. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Beeldens, 2009

Espaciamiento (mm)

Área total (m2)

Área impermeable

(m2)

Área permeable

(cm2)


(%)

2-5 5 4.6 0.4 1

5 4.6 0.4 3

Los resultados del proyecto de investigación han formado la base de una nueva

publicación sobre el dimensionamiento y la aplicación de bloques de pavimento entrelazados

permeables al agua. Se ha demostrado una buena capacidad de almacenamiento, así como

infiltración. Las estructuras estándar se colocan en función de la permeabilidad del suelo. La

capacidad de infiltración esta proporcionada por la capa de subbase, además por la pendiente

transversal, además del área permeable en la superficie. Es importante también señalar, la

influencia de la saturación en el comportamiento de la estructura es limitada a los años de

servicio y al manteniendo que se realice. Las mediciones de infiltración indican una buena

68

durabilidad de la permeabilidad. Aunque con el tiempo se nota una reducción en la

permeabilidad de la superficie,


Figura 36. Infiltración en función a la cantidad de años de uso para juntas de 5mm. Fuente:

Beeldens, 2009

La demanda original de 300 a 400 mm/h todavía se alcanza después de 10 años en

superficie con mantenimiento. Además, se observó que la perdida de permeabilidad esa da

principalmente en la superficie superior de la estructura (juntas), lo que significa que puede ser

limpiado por chorro de chorro y aspiración. Una condición para obtener esto es la aplicación de

un adecuado material de relleno de juntas desde el inicio del proyecto, además del grosor

recomendado de 2 – 5 mm, por ser estos un tamaño adecuado para una buena permeabilidad,

resistencia a la colmatación, y facilidad de mantenimiento.


Se usaron tres espaciamientos de junta distintos, para cada uno de estos anchos de junta

EJ, se realizó el ensayo nuevamente. Al hablar aumentar el ancho de junta EJ, se aumenta el

área permeable.


69

Tabla 30. Dimensiones de secciones de estudio. Fuente: Zachary, 2015

Espaciamiento

(mm) Área total (m2)

Área

impermeable

(m2)

Área permeable

(m2)

Porcentaje

permeable (%)

2 30 552.5 41.5 6.5

5 45 533.6 66.4 12.1

8 35 525.0 87.0 15.5


Figura 38. Infiltración en función del tiempo, para cada ancho de junta. Fuente: Zachary,

2015)

Se obtuvieron valores de R entre /0.96 y 0.99) lo que indica la confiabilidad de los

ensayos realizados por el autor, debido a la poca dispersión (valor cercano a 1, indica dispersión

mínima).

Las tasas de infiltración superficial se midieron hasta el año, en cada uno de los 15 sitios

5 con juntas de 2mm, de 5mm y de 8mm, y posteriores al mantenimiento realizadas en ellos De

los 15 sitios que tuvieron pruebas posteriores al mantenimiento, 14 mantuvieron tasas de

70

infiltración aceptables (por encima de 70%) en la superficie en comparación con el estado

inicial de cada ancho de junta EJ.



colmatación realiza un mantenimiento con la aspiración de las juntas. Fuente: Zachary, 2015

Espaciamiento/condición Estado Infiltración







Promedio 75.00%

La infiltración inicial y post mantenimiento, tenía tasas de infiltración en la superficie

de menos de 80 mm/h, antes de realizar el mantenimiento, Las tasas de infiltración mantenida

simulada fueron significativamente 90% en el caso de juntas de 2 mm, 90.40% en el caso de

5mm y 60% en el caso de 8mm.




máximos.

71

El ancho de junta de 8 mm tiene mejor comportamiento respecto a la infiltración, pero

es más propenso a la colmatación, registrando valores de recuperación post mantenimiento de

60%.

72

CONCLUSIONES

1. Se determinaron que los parámetros hidráulicos analizados, la pendiente superficial (SP)

y del ancho de juntas (EJ) de un pavimento permeable de adoquines entrelazados influye

directamente en la tasa de infiltración “I”.

2. De acuerdo al estado del arte analizado, se puede comentar que la mayor aplicación y

estudios de pavimentos permeables son de adoquines entrelazados. Esta afirmación da

soporte a la aplicabilidad de estos pavimentos en la ciudad de Arequipa.

3. El rango de pendientes superficiales (SP), de 2 a 3%, ello favorece la mayor infiltración

respecto a un pavimento permeable convencional (aumenta la tasa de infiltración en

10%).

4. Con pendientes superficiales (SP) mayores a 5%, la tasa de infiltración “I” se ve

disminuida hasta en un 80%, respecto a un pavimento convencional; y da favorece la

escorrentía superficial de la precipitación pluvial.

5. El rango de ancho de juntas (EJ) más eficiente respecto a “I” se ubica entre los 5-8 mm.

En este rango de EJ, la tasa de infiltración “I” presenta valores por encima de los

300mm/h.

6. La bibliografía analizada indica que un ancho de junta (EJ) de 5-8 mm, mantendría un

80% de la tasa de infiltración “I” inicial, después de 10 años de uso del pavimento.

7. Según la bibliografía analizada, el ancho de junta (EJ) se correlaciona también con la

operación, mantenimiento y tiempo de colmatación de las juntas; aspectos vinculados

con el tiempo de vida del pavimento y la eficiencia en la tasa de infiltración.

73

RECOMENDACIONES

1. Ahondar en un análisis del tipo de material permeable entre las juntas.

2. Se deben analizar los factores meteorológicos de la ciudad de Arequipa, determinar la

cuenca de diseño.

3. Comparar valores de escorrentía según la cuenca delimitada, para compararlos con los

alores de infiltración.

4. Realizar un estudio comparativo con otros tipos de pavimentos permeables, como el

concreto poroso.

5. Realizar un análisis de precipitaciones pluviales en Arequipa, modelamiento de

precipitaciones del centro histórico de la ciudad.

6. Analizar el pavimento permeable de concreto entrelazado desde un punto de vista

estructural (capacidad de carga).

74

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