1
Diseo de Pavimentos Orientado a la Gestin Vial
Corredor Interocenico Per Brasil Tramo I
Ing. Rafael Menndez Acurio
Indice
1. Introduccin
2. Criterios de Diseo
3. Relevamiento de Informacin
4. Tramos de Diseo
5. Diseo de los pavimentos
6. Anlisis del ciclo de vida
7. Conclusiones
1. Introduccin
2
1. Disear la estructura de pavimento para el cumplimiento de los niveles de servicio del contrato de concesin durante el periodo de explotacin de 25 aos.
2. Definir los trabajos requeridos para:
Objetivos del diseo del pavimento orientado a la gestin vial
Puesta a puntoMantenimiento PeridicoMantenimiento Rutinario
3. Establecer la informacin de base para el sistema de gestin de pavimentos
Sub Tramos
Sector N Descripcin Longitud (km)
1 Marcona-Emp. 01S 0+00-39+668 39.688
2 Emp 01S-Nazca 445+600-483+200 38.332
3 Nazca 0+00-DV. Pampachiri 245+76 245.79
4 Dv. Pampachiri 245+76-Chalhuanca341+016 95.226Chalhuanca341+016
5 Chalhuanca 341+016- Emp. R03S 443+74 102.724
6 Emp. R03S_1 757+247-Abancay 772+500 15.253
7 Abancay 772+500-Puente Cunyac 869+23 96.73
8 Puente Cunyac 869+23-Cusco 961+933 92.703
9 Cusco 983+998 -Urcos 1019+505.3 31.202
Total 757.648
2. Criterios de Diseo
3
Componentes del diseo de pavimento
DiseoDel
Puesta a Punto
Mantenimiento+
= o d
e ni
vele
s rv
icio
Del Pavimento
MantenimientoPeridico
MantenimientoRutinario
+
Cum
plim
ient
de s
e r
Niveles de Servicio del Contrato
Nivel de servicio Parmetro Medida Tratamiento
superficial Carpeta asfltica
Reduccin del ancho de la superficie de rodadura Porcentaje mximo de reduccin de ancho 0%
Reduccin del paquete estructural existente a la toma de posesin
del contrato Porcentaje mximo de reduccin del espesor de cada
capa 10%
Huecos Porcentaje mximo de rea con huecos 0% 0% Porcentaje mximo de rea con fisuras mayores a 5 mm
de espesor 0% 0%
Fisuras Porcentaje mximo de rea con fisuras entre 2.5 y 54 mm 15%
Parches Porcentaje mximo de parches en mal estado (niveles de severidad medio o alto) 0% 0%
Ahuellamiento Porcentaje mximo de rea con ahuellamiento mayor a 12 mm 0% 0%
Hundimiento Porcentaje mximo de rea con hundimiento mayores a 25 mm 0% 0%
Exudacin Porcentaje mximo de rea con exudacin (sumados ambos niveles de severidad medio y alto) 0% 0%
Niveles de servicio del Contrato
y )Existencia de material suelo Porcentaje mximo de rea con material suelo 0% 0%
Existencia de obstculos Cantidad mxima de obstculos 0% 0% Peladuras Porcentaje mximo de rea con peladuras 0% 0%
Desprendimiento de bordes Porcentaje mximo de desprendimiento de bordes 0% 0% Grietas longitudinales en el centro
Nivel de servicio Parmetro Medida Tratamiento
superficial Carpeta asfltica
Grietas longitudinales en el centro de la calzada y en los bordes Porcentaje mximo de grietas longitudinales 0% 0%
Rugosidad para la recepcin de obras Media mvil de 1 km 2.5 IRI 2.0 IRI
Rugosidad durante el periodo de conservacin o servicio Media mvil de 1 km 4.0 IRI 3.5 IRI
Deflexin mxima 25.015.1max
=
ESALD
4
3. Relevamiento de Informacin
EVALUACION ESTRUCTURAL
TRAFICO
CLIMA
Espesores, perfil estratigrfico Densidades, muestras, ensayos
de laboratorioCALICATAS
DEFLECTOMETRIA
RELEVAMIENTO VISUAL DE FALLAS
Deflexin mxima, Modulos de elasticidad
Tipologa de fallas, metrado de fi d f t
Tramificacion por transito
Tramificacion por clima y altitud
Sectorizacin por deflexion
TRAMOS Y ESPESORESREVISION DE INFORMACIN
Tramificacin por suelo de fundacin
IMD por tramos y sub tramos, tasas de crecimiento, y ESAL
ALTITUD Y CLIMA
Proceso de relevamiento de la informacin
PROSPECCION DE CANTERAS Y BOTADEROS
RUGOSIDAD
FRICCION
FALLAS
VIDEO
GEORADAR
EVALUACION FUNCIONAL
fisuras y defectos
Espesores de capas hasta 0.75 cm de profundidad
Sectorizacion por IRI
ENSAYOS DE LABORATORIO Y DISEO
DE MEZCLAS
IFI
IRI
AHUELLAMIENTOS Ahuellamiento en mm
IDENTIFICACION DE SUB TRAMOS UNIFORMES
Relevamiento de informacin
Relevamiento Visual:Fisuras, ahuellamientos
Georadar (GPR):Espesores
5
Relevamiento de informacin
Ahuellamiento con ultrasonido (TPL)
Relevamiento de informacin
Rugosidad y textura con perfilmetroLaser
Deflectmetro de Impacto (FWD)
TRABAJOS DE CAMPOExcavacin de calicatasDensidad de campoToma de muestras
TRABAJOS DE LABORATORIOContenido de humedad
Ensayos de campo y laboratorio
Contenido de humedadAnlisis granulomtricoLmites de consistenciaPeso especfico de los slidosRelacin humedad-densidad (proctor modificado)Relacin soporte California (CBR)
6
Ejemplo del resultado de Relevamiento visual
% AREA FISURADA
0%10%
20%30%
40%50%
60%70%
80%90%
100%
0 + 000 20 + 000 40 + 000 60 + 000 80 + 000 100 + 000 120 + 000 140 + 000
Progresiva del proyecto (km)
Area
Fisu
rada
%
Progresiva del proyecto (km)
BACHEOS VS BACHES VS PIEL DE COCODRILO
0
200
400
600
800
1000
1200
0 + 000 10 + 000 20 + 000 30 + 000 40 + 000 50 + 000 60 + 000 70 + 000 80 + 000 90 + 000 100 + 000 110 + 000 120 + 000 130 + 000 140 + 000 150 + 000
Progresiv a del Proy ecto (Km)
m^2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
BACHEO (m2) BACHES (m2) PIEL DE COCODRILO (m2)
ESPESORES DE PAVIMENTO0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 + 000 5 + 000 10 + 000 15 + 000 20 + 000 25 + 000 30 + 000 35 + 000 40 + 000 45 + 000
Prof
undi
dad
(m)
carpeta base su base relleno
Ejemplo de resultados de Espesores y Mdulo resilente de suelo de fundacin
0 + 000 5 + 000 10 + 000 15 + 000 20 + 000 25 + 000 30 + 000 35 + 000 40 + 000 45 + 000Progresiva (km)
SUELO DE FUNDACION
0250500750
1,000
0 + 000 2 + 000 4 + 000 6 + 000 8 + 000 10 +000
12 +000
14 +000
16 +000
18 +000
20 +000
22 +000
24 +000
26 +000
28 +000
30 +000
32 +000
34 +000
36 +000
38 +000
Progresiv a del Proy ecto (Km)
Mod
ulo re
silen
te (M
pa)
M r derecha M r izquierda Sub Tramo 1 sub t ramo 2 sub t ramo 3 sub tramo 4 sub tramo 5
Ejemplo de resultados de Deflexin y rugosidad
DEFLEXIONES
0.0
20.0
40.0
60.0
450 + 000 452 + 000 454 + 000 456 + 000 458 + 000 460 + 000 462 + 000 464 + 000 466 + 000 468 + 000 470 + 000 472 + 000 474 + 000 476 + 000 478 + 000 480 + 000 482 + 000 484 + 000 486 + 000 488 + 000 490 + 000
Progresiv a del Proy ecto (Km)
Defle
xin
(x^ -
2mm
)
Do derec 2007 Do izqu 2007 Sub Tramo 1 2007 sub tramo 2 2007 Do
INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL I.R.I
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
450 + 000 452 + 000 454 + 000 456 + 000 458 + 000 460 + 000 462 + 000 464 + 000 466 + 000 468 + 000 470 + 000 472 + 000 474 + 000 476 + 000 478 + 000 480 + 000 482 + 000 484 + 000 486 + 000 488 + 000 490 + 000
Progresiv a del Proy ecto (Km)
I.R.I.
(m /
Km)
IRI derecho 2007 IRI Sub Tramo 1 2007 sub tramo 2 2007sub tramo 3 2007 sub tramo 4 2007 sub tramo 5 2007 sub tramo 6 2007
7
Ejemplo de resultados de ahuellamiento y textura superficialAHUELLAMIENTO
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
0 + 000 5 + 000 10 + 000 15 + 000 20 + 000 25 + 000 30 + 000 35 + 000
Progresiv a del Proy ecto (Km)
Ahue
llam
iento
(mm
)
Ahuellamiento derecho Ahuellamiento izquierdoSub Tramo 1 sub tramo 2
TEXTURA
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
450 + 000 455 + 000 460 + 000 465 + 000 470 + 000 475 + 000 480 + 000 485 + 000 490 + 000
SMTD @ 100m tex tura
g y ( )
Ejemplo de resultado de nmero estructural
NUMERO ESTRUCTURAL
6 0
8.0
10.0
12.0
SN (c
m)
SN derecho SN izquierda Sub Tramo 1 sub tramo 2 sub tramo 3sub tramo 4 Serie10
4.0
6.0
0 + 000 5 + 000 10 + 000 15 + 000 20 + 000 25 + 000 30 + 000 35 + 000
Progresiv a del Proy ecto (Km)
Resumen de rugosidad en todo el tramo
6.0
8.0
10.0
12.0
ad (I
RI) m
/km
0.0
2.0
4.0
0 + 000 100 + 000 200 + 000 300 + 000 400 + 000 500 + 000 600 + 000 700 + 000 800 + 000
progresiva acumulada
Rugo
sida
8
Resumen de Deflexin en todo el tramo
Deflectograma (Datos FWD convertidos a viga Benkelman)
200
250
300
2 mm)
0
50
100
150
0 + 000 100 + 000 200 + 000 300 + 000 400 + 000 500 + 000 600 + 000 700 + 000 800 + 000
Progresiva acumulada
Defle
xin
(x10-
2
Resumen de Area fisurada en todo el tramo
%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
e de
area
fisur
ada
0%
10%
20%
30%
40%
0 + 000 100 + 000 200 + 000 300 + 000 400 + 000 500 + 000 600 + 000 700 + 000 800 + 000
progresiva acumulada
porc
enta
je
4. Tramos de Diseo
9
Criterios para la sectorizacin del diseo
1. Estructura
2. Trnsito
3. Clima
4. Suelo de fundacin
5. Nmero estructural
6. Deflexin
7. Rugosidad
8. Ahuellamiento
Perfil longitudinal y tipos de cemento asflticos
Perfil Longitudinal del Proyecto y Ubicacin de Estaciones Metereologicas
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0+000 50+000 100+000 150+000 200+000 250+000 300+000 350+000 400+000 450+000 500+000 550+000 600+000 650+000 700+000 750+000
Distancia (km)
COTA
(msn
m)
PERFIL LONGITUDINAL CLIMA 1 CLIMA 2 CLIMA 3 Est. AbancayEst. Granja Kcayra Est. Pampa Galeras Est. Puquio Sector 1 Sector 2
6 8
Sectorizacin
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST1
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST2
ST3
ST3
ST3
ST3
ST3
ST4
ST4
ST4
ST4
ST4
ST5
ST5
ST5
ST5
ST5
ST6
ST6
ST6
ST6
ST6
ST7
ST7
ST7
ST7
ST7
ST8
ST8
ST8
ST8
ST8
estructura
transito
clima
suelo de fundacion
numero estructural
deflexion ST1
ST1
ST1
ST2
ST2
ST2
ST3
ST3
ST3
ST4
ST4
ST4
ST5
ST5
ST5
ST6
ST6
ST6
ST7
ST7
ST7
ST8
ST8
ST8
0 + 000 5 + 000 10 + 000 15 + 000 20 + 000 25 + 000 30 + 000 35 + 000 40 + 000
deflexion
rugosidad
ahuellamiento
10
SAN JUAN DE MARCONA EMPALME PANAM. SUR
Sub Tramo 2EMPALME PANAM. SUR (Ruta 01-S) - NAZCA
Sub Tramo 3NAZCA-DV. PAMPACHIRI
11
Sub Tramo 4DV. PAMPACHIRI-CHALHUANCA
Sub Tramo 5CHALHUANCA-EMP R03S
Sector 6 EMP. R03S-ABANCAY
12
Sub Tramo 7ABANCAY-PUENTE CUNYAC
Sub Tramo 8PUENTE CUNYAC-CUSCO
Sub Tramo 9CUSCO-URCOS
13
5. Diseo de Pavimentos
Proceso de Diseo
Proceso de Diseo
DISEO DETALLADO AASHTO 1993
CONSIDERACIONES NO ECONOMICAS
si
Mejor alternativa
AASHTO 1993
ESPECIFICACIONES TECNICASPRESUPUESTO PLANOS
INFORME FINAL
14
EstrategiadeConservacin
D0>Dadm=(1.15/N18)
%fisuras>20%area total
Ahuellamiento>0.5"Hrefuerzo>3"
Base: reciclado+espumado
MAC+polmeros
MAC
Altitud>3500
4
15
Oportunidad de la intervenciones
Variacin del Numero estructural con el tiempo
3.03.54.04.55.0
uctu
ral S
N
SNPP21ra fase
2da fase
0.00.51.01.52.02.53.0
0 5 10 15 20 25N de aos
Nme
ro e
stru
3ra fase
NiveldeIntervencin
Criterio Alternativa1 Alternativa2
MantenimientoRutinario
IRI
16
Diseo del pavimentoVariacin del Numero estructural con el tiempo
0 51.01.52.02.53.03.54.04.55.0
Nm
ero
estru
ctur
al S
NSN PP1SN PP2SN sin PPSN total
0.00.5
0 5 10 15 20 25
N de aos
Indice efectiv idad SN
0
50
100
PP1 PP2 Todo inicio
Puesta a punto
Indic
e de
efe
ctivi
dad
Diseo del pavimento
Variacin del IRI con el tiempo
1.502.002.503.003.504.00
4.505.00
IRI (m
/km)
IRI PP1IRI PP2IRI TOTALIRI S/PP
1.000 5 10 15 20 25
N de aos
Indice efectiv idad IRI
050
100
PP1 PP2 Todo inicio
Puesta a punto
Indic
e de
ef
ectiv
idad
Diseo del pavimento
Variacin de la deflexin con el tiempo
120 0140.0160.0180.0200.0
xin
Do
Do PP1
Do PP2
0.020.040.060.080.0
100.0120.0
0 5 10 15 20 25N de aos
Defle
x Do PP2
Do total
Do s/PP
17
7. Conclusiones
Ttulo
Evolucin de deterioro
3.0
3.54.0
4.55.0
AL 100
120
140
160
180
AL
0.00.5
1.01.5
2.02.5
0 5 10 15 20 25Edad en aos
IRI/E
SA
0
20
40
60
80
100
Do/E
SA
IRI/ESAL 5 aosDo/ESAL 5 aosfisuras/ESAL
Resumen de resultadosSN efec VS Mr diseo VS Modulo Elastico
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000Distancia Acumulada
Mdu
lo en
MPa
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
SN (p
ulg)
Mr de diseo (Mpa) Modulo Elastico (Mpa)S i 4 S i 5
DEFLEXIONES VS RUGOSIDAD
1.0
21.0
41.0
61.0
81.0
101.0
121.0
141.0
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000
Distancia acumulada (km)
Defle
xion
(mm
x10
-2
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
Rugo
sidad
IRI (
m/km
)
deflex rugosidad
18
Resumen del Estado de la Va
SN Efect. VS SN Req
5.0
6.0
7.0
8.0
4 2E+07
5.6E+07
7.0E+07SN EfectivoSN ReqSECTOR 1SECTOR 2SECTOR 3SECTOR 4SECTOR 5
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000Distancia
SN
0.0E+00
1.4E+07
2.8E+07
4.2E+07 SECTOR 5SECTOR 6SECTOR 7SECTOR 8SECTOR 9ESAL
El relevamiento de informacin con tecnologa avanzadasimplifica el proceso, reduce tiempos y permite contar coninformacin ms detallada.
El trabajo con empresas especializadas permite integrar susexperiencias al diseo del pavimento.
Lecciones aprendidas
Se requiere mejorar los procedimientos de laboratorio paracontar con informacin confiable en forma oportuna.
Implementar un sistema de gestin de pavimentos quecomprenda todas las concesiones de la Corporacin paraaprovechar las experiencias previas y mejorar la prediccin delcomportamiento del pavimento
Integracin del equipo de diseo, construccin y concesionariodesde el inicio de los trabajos.
El Reto
Del estado actualA mantener este estado
Al menor costo
19
Las acciones necesarias
Implementar investigaciones y monitoreo en:Tramos de pruebaPruebas especialesEnsayos in situTecnologa de materiales (estabilizantes, polmeros, aditivos)Anlisis mecanstico de pavimentos
Las acciones necesarias
Implementar un sistema de gestin de pavimentos que permita:
Ordenar la informacin de los inventarios y relevamientos de todos los tramos en concesin integrada a un sistema de informacin geogrfica (SIG)Monitorear la evolucin del estado de los tramosAnalizar la informacin y desarrollar/adaptar modelos deAnalizar la informacin y desarrollar/adaptar modelos de prediccin del comportamiento del pavimentoEstablecer estndares de conservacinEvaluar economicamente las alternativas de conservacinSistematizar las experiencias para futuras concesiones,
QUE HACER EN EL PAVIMENTO, DONDE, COMO Y CUANDO
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