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Pavimentos Larga Vida: alternativa sostenible para la infraestructura vial

Fecha de Recepción Artículo: FEBRERO 08 DE 2013Fecha de Aceptación Artículo: FEBRERO 28 DE 2013

LUZ S. QUINTEROIng. Química, PhD. Candidate

Investigadora, CorasfaltosSede UIS Guatiguará

Piedecuesta, [email protected]

LUIS E. SANABRIAIng. Químico. Esp. MSc. en Gestión Tecnológica

Director Ejecutivo CorasfaltosSede UIS Guatiguará

Piedecuesta, [email protected]

Long Life Asphalt Pavements: sustainable alternative for road infrastructure

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ResumenLa implementación de tecnologías de

construcción de pavimentos larga vida es una alternativa sostenible, económica y ambientalmente atractiva para la construcción de vías primarias con estructuras robustas que presenten un desempeño satisfactorio a largo plazo y con mínimas actividades y costos de mantenimiento. Diferentes países han desarrollado sus propias tecnologías para la producción de asfaltos de alta dureza que permitan la construcción de mezclas asfálticas de alto módulo, necesarias para la carpeta asfáltica intermedia, así como han desarrollado sus propios estándares para el diseño y construcción de pavimentos larga vida. Estos procesos han sido liderados por Francia, Estados Unidos y el Reino Unido. Especial importancia se ha dado a la necesidad de capacitación de personal competente que cumpla con los requisitos de calidad de construcción que ellos exigen. El objetivo de este artículo de revisión es hacer un recuento sobre las consideraciones de diseño de los pavimentos larga vida, las secciones estructurales típicas que los componen, otros requisitos especiales de construcción y los beneficios y ventajas de su implementación.

Palabras clave: Pavimentos larga vida, estructura, diseño.

AbstractImplementation of construction technologies

for long life asphalt pavements is a sustainable, economic and environmentally attractive way to build robust primary network of long-term satisfactory performance and minimum activities and maintenance costs. Different countries have developed their own technologies for production of hard grade asphalts to allow the construction of high modulus asphalt mixes, needed for the intermediate asphalt layer, as well as developed their own standards for design and construction of long life asphalt pavements. These processes have been

led by France, United States and United Kingdom. Special importance has been given to the need of training of competent personnel to satisfy the quality requirements of construction that they demand. The objective of this review article is to make a description of the design considerations of the long life asphalt pavements, their typical structural sections, other special requirements of construction and the benefits and advantages of its implementation.

Keywords: Long life pavements, structure, design.

IntroducciónEl concepto de pavimentos larga vida fue

propuesto por Nunn et al. en 1997 (Nunn ME, 1997; Leech D., 1997), son conocidos también como pavimentos perpetuos en Estados Unidos (perpetual pavements), como pavimentos de larga duración en España y países latinoamericanos (Mateos Moreno, 2009) y como pavimentos de tráfico pesado (heavy-duty pavements) en Australia (Jameson, 2012). Este concepto se ha practicado por muchos años en Europa (European Asphalt Pavement Association (EAPA), 2007), Australia (Richards, 2010), Canadá (Lane, 2009) y en los Estados unidos (Monismith C., 2004; Newcomb D.E., 2001; Nunn M.E., 2001).

Diferentes estudios han sido tomados en cuenta para el desarrollo del concepto de pavimentos larga vida, como los seguimientos a largo plazo realizados a tramos de prueba en Dinamarca, donde las autoridades viales y contratistas construyeron tramos de prueba para estudiar el desempeño de nuevas mezclas asfálticas por muchos años y se preparó un catálogo de estos tramos de prueba cubriendo el periodo de 1980 a 2004. El catálogo contenía 170 tramos de prueba en los cuales se probó varios materiales bituminosos y tecnologías de pavimentación. La mayoría (alrededor de 120) de los tramos registrados fueron construidos entre 1980 y 1987 y se seleccionaron 41 secciones bien documentadas para un estudio, de las cuales 8 secciones estaban todavía en servicio con desempeño satisfactorio en el 2006 (> 20 años de servicio) (Lu,

Edición No. 26 Enero - Junio de 2013 Bucaramanga · Colombia ISSN 0123-8574 AsfaltosyPavimentos

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Pavimentos Larga Vida: alternativa sostenible para la infraestructura vialLong Life Asphalt Pavements: sustainable alternative for road infrastructure

2011). En el estudio se concluyó que los núcleos extraídos de las secciones de mejor desempeño tenían las siguientes características en común: bajo contenido de vacíos de aire, las carpetas de rodadura contenían relativamente alto contenido de ligante, excepto una que tenía un contenido ligeramente por debajo del 6%. Igualmente, se determinó que había una fuerte relación entre el envejecimiento del bitumen con el contenido de vacíos de aire en la mezcla asfáltica, en las mezclas de bajos vacíos de aire (<3%), se encontró extremadamente baja velocidad de envejecimiento del bitumen. Otra observación importante fue que una carpeta asfáltica de rodadura muy densa ayuda a prevenir el envejecimiento del ligante asfáltico en la carpeta inferior (Lu, 2011).

La base de diseño de los pavimentos larga vida es la existencia de un umbral de fatiga por debajo del cual el daño producido por cada aplicación de carga es nulo o inferior a la capacidad de autorreparación de la mezcla asfáltica (Mateos Moreno, 2009) (Monismith C. , 2004); esto se logra básicamente aumentando el módulo de la carpeta y/o espesor de la carpeta base de asfalto, y reduciendo el potencial de daños estructurales al minimizar la deformación por tracción en la base de las carpetas asfálticas y la deformación por compresión en el tope del subrasante. Para este fin, es preferible utilizar mezclas asfálticas de alto módulo en la carpeta base, en lugar de aumentar su espesor, con el fin de minimizar el desperdicio de los recursos naturales.

Una forma típica de aumentar la rigidez de una mezcla asfáltica es utilizar un ligante asfáltico de alto módulo, tal como el ligante asfáltico grado duro desarrollado en Francia (Jean-Francois., 2003), que hace referencia a asfaltos que tienen una penetración a 25ºC inferior a 25 mm/10. Francia es uno de los países líderes que han producido el ligante asfáltico comercial de grado duro, inició el desarrollo y producción del ligante asfáltico grado duro desde 1980, su producción de asfalto grado duro fue 39.000 ton en 1990 y 100.000 ton en 2000 (Jean-Francois., 2003). El ligante asfáltico grado duro en sus inicios fue desarrollado utilizando un proceso de soplado con aire. Sin embargo, estos ligantes asfálticos tienden a ser más frágiles y tienen una alta posibilidad de

sufrir agrietamiento por fatiga. Para disminuir el potencial de agrietamiento por fatiga del asfalto soplado con aire, se aplicó una nueva técnica como destilación en vacío y asfalto precipitado con propano (Jean-Francois., 2003).

Más recientemente, Lee et al. propusieron en Corea la producción de un ligante asfáltico duro usando asfalto convencional aditivado con petróleo de alto punto de ebullición y polímero estireno-butadieno-estireno (SBS) al 4%. Adicionalmente se agregó un aditivo para mejorar la interacción química entre el asfalto y el polímero y evitar la separación de fases, así como otro aditivo mejorador de adherencia para minimizar el daño por humedad a largo plazo (Lee, Lee, & Park, 2007). Este nuevo ligante asfáltico duro presentó un desempeño prometedor en la producción de mezclas asfálticas de alto módulo para pavimentos larga vida. En Colombia no se producen asfaltos de grado duro, por lo que el desarrollo de un ligante asfáltico de alto módulo es un elemento clave para la implementación exitosa del concepto de diseño de los pavimentos asfálticos larga vida en el país.

Los pavimentos asfálticos larga vida están diseñados para resistir más de 40 años de vida útil sin mayores refuerzos estructurales (APA, 2002), definición que es muy cercana a la de pavimentos de concreto larga vida dada por Tayabji y Lim, resaltando la larga vida estructural del pavimento, con mantenimiento y textura superficial con mínima intervención y reparaciones menores (Tayabji, 2006). Estos pavimentos son considerados una alternativa promisoria en la búsqueda de prácticas de ingeniería sostenibles para la expansión y mantenimiento de la red vial, debido a la gran cantidad de recursos que estas prácticas consumen, por ejemplo, en países como Estados Unidos se ha estimado que anualmente se invierten cerca de 150 billones de USD y se gastan alrededor de 350 millones de toneladas de materias primas en la construcción, rehabilitación y mantenimiento de este sistema (Santero, 2009; Holtz, 2000; HighwayAdministration, 2006). Un ejemplo de la implementación de este tipo de pavimentos es el primer proyecto de rehabilitación de pavimentos con tecnología larga vida en California, que consistió en la reconstrucción de un tramo de 2,7 millas de la autopista I-710 en Long Beach en el

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2003, el cual es el tramo de mayor tráfico pesado de esa autopista en California, debido a que transporta camiones hacia y desde los Puertos de Long Beach y Los Angeles (Harvey J. , 2011). Al mismo tiempo, en los últimos años, las autoridades viales en el Reino Unido han preferido el mantenimiento y rehabilitación a la construcción de nuevas vías (Huang, 2009). El concepto del Transport Research Laboratory (TRL), en el Reino Unido, de diseño para pavimentos larga vida a la luz de la eficiencia de recursos (materiales, energía, etc.) y la necesidad de reparaciones rápidas restringiría los trabajos viales en el futuro a únicamente las pocas capas superficiales de pavimento (TRL, 2005). En este contexto, la propuesta de pavimentos que solo requieran una rehabilitación superficial periódica es muy atractiva, debido a que estos minimizan las afectaciones al tráfico causadas por las operaciones de mantenimiento.

A continuación se hará una revisión sobre sobre las consideraciones de diseño de los pavimentos larga vida, las secciones estructurales típicas que los componen, otros requisitos especiales de construcción y los beneficios y ventajas de su implementación

El concepto de diseño de pavimentos larga vida

Para el diseño de pavimentos se emplean modelos computacionales. Hoy día, la mayoría de los modelos de pavimentos están basados en los métodos llamados semi-mecanísticos (mecanístico-empírico), implicando que están basados parcialmente en principios de ingeniería fundamentales. Los procedimientos semi-mecanísticos consisten, en principio, de un modelo de respuesta estructural y modelos de desempeño asociados. Los modelos de respuesta relacionan las cargas del tráfico a tensiones y deformaciones en la estructura del pavimento, mientras que los modelos de desempeño relacionan las tensiones y deformaciones calculadas con la velocidad de deterioro. Los dos principales daños considerados en los métodos semi-mecanísticos son el ahuellamiento, que se origina en la subrasante, y el agrietamiento por fatiga, que se inicia en el fondo de las capa asfáltica (European Asphalt Pavement Association, 2007).

La filosofía de diseño general de los Pavimentos Larga Vida es mitigar el ahuellamiento y el agrietamiento por fatiga ascendente (bottom-up). Sin embargo, ellos están sujetos a mantenimiento y/o renovación superficial periódica como resultado de los daños superficiales en las capas superiores del pavimento durante su vida útil (APA, 2002; Timm, 2006). Daños estructurales ubicados en las capas inferiores del pavimento, como agrietamiento por fatiga y/o ahuellamiento no deberían suceder o, si se presentaran, deberían ser mínimos. El principio de diseño actual mecanístico-empírico de los Pavimentos Larga Vida está, por lo tanto, basado en los siguientes dos criterios que limitan la respuesta, para agrietamiento por fatiga a flexotracción (ascendente desde las capas bituminosas inferiores) y el ahuellamiento, respectivamente (Walubita, Liu, & Scullion, 2010; Von Quintus, 2001), los cuales han sido determinados de acuerdo al reporte TRL 250 y otros estudios previos (Monismith C. y., 1999; Nunn ME, 1997; Shook, 1982; Willis J. D., 2009; Monismith C. a., 1972; Santucci, 1977; Monismith C. J., 2004):

• Deformación por tracción horizontal en el fondo de la capa más baja de la mezcla asfáltica en caliente, agrietamiento por fatiga ascendente (εt): ≤70µε

• Deformación por compresión vertical en la parte superior de la subrasante, ahuellamiento (εv): ≤200µε

Una estructura Pavimentos Larga Vida que satisfaga estos criterios de respuesta de deformación se considera que es estructuralmente adecuada en términos tanto de agrietamiento por fatiga a flexotracción, como de ahuellamiento, la Figura 1 muestra las consideraciones de diseño generalizadas y componentes estructurales de un pavimento asfáltico larga vida. Por lo tanto, el principio de diseño mecanístico de los Pavimentos Larga Vida, sugerido por varias investigaciones, consiste en proporcionar suficiente rigidez en las capas superiores del pavimento para prevenir el ahuellamiento y suficiente espesor del pavimento y flexibilidad en la capa más baja de la mezcla asfáltica en caliente para evitar el agrietamiento por fatiga ascendente (Walubita & Scullion, 2010; Thomson, 1987; Maree, 1981).


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Carpeta de rodadura, 2-3 in

Subrasante natural

Suelo estabilizado

Carpeta intermedia, mezcla asfáltica de alto módulo, 4-7 in

Carpeta base rica en asfalto, resistente a la fatiga, 2” - 3”

Máxima deformación por compresión, 200me

Máxima deformación por tracción, 70me

Figura 1.Consideraciones de diseño y componentes estructurales

generalizados de un pavimento asfáltico larga vida.

A la fecha, han sido realizadas varias investigaciones con el fin de proporcionar una metodología efectiva y eficiente para diseñar pavimentos flexibles larga vida (Zeiada, 2012; Park, 2005; Lee H. P., 2007). Otra forma efectiva de mejorar la resistencia a la fatiga de la estructura del pavimento es introducir una carpeta resistente a la fatiga, durable y de alta rigidez en el fondo del pavimento asfáltico y directamente encima de la base del pavimento. Esto puede hacerse mediante el uso de un contenido de asfalto levemente superior al contenido óptimo en una carpeta de 2 a 3 pulgadas de grosor, a menudo llamada “carpeta inferior rica en asfalto / rich-bottom layer”. El propósito principal del contenido mayor de asfalto es facilitar la compactación para disminuir los vacíos de aire en la mezcla (<3%), resultando en una deformación por tracción significativamente inferior en el fondo de esa carpeta y una mayor durabilidad y resistencia a la fatiga de la misma (Harvey J. J., 1997). Análisis realizados a los pavimentos de California, USA, han indicado que los beneficios de la carpeta inferior rica en asfalto son insignificantes cuando ésta tiene un grosor superior a las 2-3 pulgadas (Harvey J. C., 2004).

Secciones estructurales típicas de los pavimentos larga vida

Normalmente, los pavimentos son diseñados como estructuras multicapa con relativamente poca resistencia en las carpetas inferiores y materiales con progresivamente mayor resistencia hacia la

superficie, las consideraciones para este arreglo son técnicas y económicas (European Asphalt Pavement Association, 2007). En general, las carpetas de asfalto están pavimentadas sobre una carpeta base de la vía de material suelto o ligado. Iniciando en la superficie del pavimento, la primer capa se denomina la carpeta superficial, la segunda capa se denomina normalmente la carpeta intermedia, mientras que las capas más bajas son las carpetas base. Para la durabilidad de la estructura de asfalto es esencial que tenga una buena unión entre las capas de asfalto que pueda evitar que el agua penetre entre ellas.

En general, una estructura de Pavimentos Larga Vida consiste, pero no se limita, a las siguientes capas:

• Carpeta de rodadura• Carpeta intermedia • Carpeta base

Los espesores de las capas generalmente son variables dependiendo de la carga de tráfico, condiciones ambientales y diseños de materiales/mezcla. Sin embargo, las capas intermedias resistentes al ahuellamiento a menudo son el elemento más grueso, el cual proporciona suficiente capacidad de distribución de carga (Walubita & Scullion, 2010).

Carpeta superficial o de rodadura

La carpeta superficial constituye la capa externa del pavimento y debería ser capaz de resistir alto tráfico y esfuerzo inducido ambientalmente sin exhibir agrietamiento y ahuellamiento, con el fin de proporcionar un perfil uniforme para la comodidad del usuario y, al mismo tiempo, poseer una textura que asegure una adecuada resistencia a los deslizamientos, ésta debe proveer una superficie cómoda, segura y durable para la circulación del tráfico, así como garantizar una elevada resistencia al desgaste. Dependiendo de las condiciones locales, las características funcionales tales como resistencia al deslizamiento, reducción del ruido y durabilidad se requieren a menudo para las carpetas de rodadura. En algunos casos, es deseable un drenaje rápido del agua superficial mientras que en otros, la carpeta de rodadura debería ser impermeable con el objeto de mantener al agua fuera de la estructura del


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pavimento. Un amplio rango de mezclas asfálticas pueden usarse dependiendo de requerimientos específicos, como son (European Asphalt Pavement Association, 2007):

• Concreto asfáltico (AC)• Concreto asfáltico de película delgada (ACTL)• Concreto asfáltico de película muy delgada

(ACVTL)• Concreto asfáltico de película ultra delgada

(UTLAC)• Stone Mastic Asphalt (SMA)• Hot Rolled Asphalt (HRA)• Asfalto poroso (PA)• Asfalto poroso de doble capa (2L PA)• Asfalto mástico (MA)• Asfalto suave (SA)

La elección de la carpeta superficial depende de los requisitos funcionales de la superficie de la vía. Esto podría ser una alta durabilidad, reducción de ruido, reducción de las salpicaduras, alta resistencia al deslizamiento, impermeabilidad, etc. Por ejemplo, la reducción de ruido requeriría del uso de un asfalto poroso de doble capa, pero esto entra en conflicto con el requisito de una carpeta superficial muy durable. La durabilidad de las carpetas superficiales puede mejorarse mediante el uso de materiales de mayor calidad. Los mayores costos de estos serán compensados por los menores costos de las medidas de manejo de tráfico y costos de los usuarios (European Asphalt Pavement Association, 2007).

En algunos casos la necesidad de resistencia al ahuellamiento, durabilidad, impermeabilidad y al desgaste forzarían sl uso de SMA. Esto podría ser realmente necesario en áreas urbanas con altos volúmenes de tráfico de camiones. Una SMA apropiadamente diseñada y construida proporcionará un esqueleto granular para la capacidad de transporte de carga y la matriz (combinación de ligante y llenante) proporcionará la rigidez adicional a la mezcla (Huddleston, 2002). La matriz podría obtenerse usando un asfalto modificado con polímero, ligante no modificado relativamente rígido con adición de fibras, o un ligante asfáltico en conjunto con llenantes minerales específicos (Huddleston, 2002). Por otro lado, según las recomendaciones para Pavimentos Larga Vida

en Texas, esta carpeta superficial debería ser una mezcla SMA (Stone Mastic Asphalt) o un sistema de dos capas con PFC (Porous Friction Course – Carpeta de fricción porosa) encima de una SMA, con un espesor promedio entre 1,5 a 2,0 in; también se recomienda que antes de su aplicación se realice un riego de sello (seal coat) sobre la carpeta intermedia (Walubita & Scullion, 2010).

Carpeta intermedia

Las carpetas intermedias están diseñadas para resistir los más altos esfuerzos de corte que ocurren alrededor de 50 – 70 mm bajo la superficie del pavimento. Por lo tanto, la carpeta intermedia se ubica entre la carpeta de rodadura y la carpeta base para reducir el ahuellamiento mediante la combinación de cualidades como la estabilidad y la durabilidad, es capaz de dotar a la estructura de una elevada capacidad portante: su rigidez juega un papel esencial para disminuir las tracciones en el fondo de la carpeta base, así como la deformación vertical en las capas inferiores y las granulares. La estabilidad puede alcanzarse mediante un contacto suficiente agregado-agregado y/o ligantes modificados y de mayor rigidez, es apropiado el uso de mezclas asfálticas con fuerte esqueleto mineral (no necesariamente con elevado tamaño máximo de árido) (Mateos Moreno, 2009). La fricción interna provista por el agregado puede obtenerse con el uso de agregado triturado o grava y asegurando un esqueleto de agregado (Huddleston, 2002). En algunos casos se recomienda la aplicación de una o múltiples mezcla(s) asfáltica(s) caliente(s) (HMA) resistente(s) al ahuellamiento, con un espesor mínimo de 8 in. Este espesor es variable y depende del diseño del pavimento (Walubita & Scullion, 2010).

Carpeta base

La carpeta base es quizá la carpeta estructural más importante del pavimento, la cual se planea para distribuir efectivamente las cargas del tráfico y ambientales de tal forma que las capas “no ligadas” subyacentes no sean expuestas a esfuerzos y deformaciones excesivas. Esto a menudo implica comparativamente una alta rigidez de la carpeta base, así como una adecuada resistencia a la fatiga.


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Hay varias estrategias posibles para alcanzar una larga vida en esta carpeta. Una aproximación para asegurar que la vida por fatiga sea lo suficientemente larga es restringir la resistencia a la tracción en el fondo de la carpeta base bajo un determinado límite de fatiga, bajo el cual no se desarrolla ningún daño (European Asphalt Pavement Association, 2007). Una característica de la mezcla que puede ayudar a proteger contra el agrietamiento por fatiga es un mayor contenido de asfalto, el cual combinado con un espesor total apropiado de las carpetas asfálticas proporciona una mejor protección (Huddleston, 2002). El contenido de asfalto en la base debería definirse como el que produzca una densidad entre el 96 a 98 por ciento de la densidad máxima en sitio (Huddleston, 2002). Resulta apropiado el uso de hormigones bituminosos con granulometría fina y un elevado contenido de betún (vacíos por debajo del 3%) (Mateos Moreno, 2009)

Materiales no-ligados y subrasantes

Debido a que los materiales de los suelos y subsuelos a menudo constituyen materiales relativamente débiles, es de gran importancia que las cargas perjudiciales sean eliminadas efectivamente por las carpetas superiores. En este caso, los materiales de las capas de base o sub-base estarían compuestos de agregado con o sin trituración. Generalmente, los materiales no ligados se originan de fuentes disponibles localmente, tales como suelo nativo, materiales granulares triturados o sin triturar y material (secundario) reutilizado. El tipo y grosor de los materiales sin ligar utilizados para las capas de base depende técnicamente de la estructura a diseñar (carga de tráfico) y la rigidez del subrasante. Más aun, los factores económicos, tales como la disponibilidad y costos de transporte también tienen un impacto significativo en la cantidad de materiales no-ligados deseados en un pavimento. En algunos casos, puede alcanzarse adecuada capacidad de carga utilizando una técnica de estabilización (European Asphalt Pavement Association, 2007). La Guía de diseño generalizada de pavimentos Larga Vida en Texas sugiere un espesor mínimo de la subrasante de 6 in, al tiempo que debe ser resistente a la humedad y tener un módulo de diseño superior a 241 MPa (35ksi) (Walubita & Scullion, 2010).

Otros requisitos especiales de construcción

Además de las condiciones especiales de diseño, existen otras condiciones que deben cuidarse en el momento de construir los pavimentos larga vida como son (Pierce, 2012; Harvey J. , 2011):

• La selección de materiales para un proyecto de pavimento asfáltico larga vida debería ser consistente con guías de control de calidad / aseguramiento de calidad de instituciones expertas el tema (California Department of Transportation (Caltrans), 2009).

• La comunicación efectiva es vital para el éxito de un proyecto de pavimento asfáltico larga vida. Debería realizarse una reunión previa a la licitación con todos los contratistas y proveedores potenciales para informarles de los requisitos únicos de construcción necesarios para producir esta clase de pavimento. Con base en esta información los contratistas pueden decidir participar o no en la licitación.

• Asegurar una densidad adecuada de las mezclas asfálticas: esto minimiza el agrietamiento de las carpetas inferiores de HMA y minimiza el ahuellamiento en las carpetas superiores de HMA.

• Eliminar el potencial de segregación de los agregados durante la producción.

• Eliminar el potencial de diferenciales de temperatura durante el transporte de la mezcla y la pavimentación.

• Garantizar una densidad adecuada en las uniones para minimizar la infiltración de agua.

• Realizar un buen pegue entre las carpetas de HMA. La importancia de un pegue fuerte entre las carpetas de asfalto ha sido demostrada en las pruebas de pista del National Center for Asphalt Technology (NCAT) (Willis J. y., 2007) y en el Simulador de Vehículos Pesados de la University of California Pavement Research Center (UCPRC) (Harvey J. L., 1997).

• Adecuado control de calidad durante la producción y disposición de la mezcla.

• Evitar los diferenciales de temperatura durante la colocación de la mezcla.

• Evitar las juntas longitudinales.


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Realizar un inadecuado control de estos factores puede afectar la vida útil de estos pavimentos asfálticos, razón por la cual es de suma importancia garantizar el buen entrenamiento técnico del personal de planta y obra, debido a la complejidad general y a la naturaleza de múltiples capas de estas estructuras que hace el control de calidad durante la construcción muy crítico (Walubita & Scullion, 2010).

Beneficios y ventajas de los pavimentos larga vida

Principalmente, algunos de los beneficios primordiales derivados de los Pavimentos Larga Vida incluyen los siguientes:

• Alta capacidad estructural para alto volumen de tráfico y cargas de camiones pesados.

• Menor consumo energético a lo largo del ciclo de vida de la carretera.

• Eliminación del costo de reconstrucción al final de la vida de servicio del pavimento.

• Larga vida y bajos costos de mantenimiento con mínimas actividades de rehabilitación estructural.

• Menores costos para los usuarios debidos a rehabilitación o demoras en el mantenimiento.

• Opción competitiva para los pavimentos rígidos.• Conservación de recursos (agregados pétreos,

asfalto, combustibles, energía, etc.)• Reducción de los impactos ambientales (gases

efecto invernadero, huella de carbono, rellenos sanitarios, canteras, etc.)

• Menor coste económico a lo largo del ciclo de vida de la carretera; se estiman unos ahorros de hasta el 10% sobre el costo total de construcción y mantenimiento del pavimento.

Debido a las capas más gruesas ó múltiples capas de mezcla asfáltica, los costos de construcción iniciales para Pavimentos Larga Vida son, a menudo, mayores que para los pavimentos convencionales de mezcla en caliente en más de un 10%. Sin embargo, los beneficios mencionados generalmente son superiores, especialmente a largo plazo, debido a que proporcionan una solución sostenible para los organismos viales al tráfico en continuo aumento.

Otra de las ventajas que motiva la implementación de pavimentos Larga Vida es la búsqueda de la sostenibilidad en el mantenimiento y ampliación de la infraestructura vial. La búsqueda apremiante de satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la habilidad de futuras generaciones para satisfacer las suyas, en este caso, en cuanto a consumo de materiales y energía (McDaniel, 2010), si se tiene en cuenta que la fase de extracción, fabricación y transporte de materias primas y combustibles representa un 85% del impacto en el proceso de construcción de pavimentos flexibles (Potti, 2012). Con el fin de medir el impacto ambiental de diferentes tecnologías de construcción de pavimentos flexibles, el Proyecto Fénix de España está realizando estudios del Análisis del Ciclo de Vida (familia de normas ISO 14040) del proceso de fabricación, extendido y compactación de mezclas asfálticas (Proyecto Fenix, 2009; Felipo, 2008), con los cuales se podrá conocer un mejor estimativo del beneficio ambiental que conlleva la construcción de pavimentos larga vida.

Consideraciones económicas

El propósito general de los Pavimentos Larga Vida es alcanzar menores costos anuales por medio de una mayor vida útil del pavimento y actividades de mantenimiento menores y más económicas. Con el fin de calcular los beneficios económicos de los Pavimentos Larga Vida, deberían considerarse todos los cargos financieros, a saber (Forum of European National Highway Research Laboratories - FEHRL, 2004):

• Costos de construcción iniciales• Pérdida de capital debido al deterioro del

pavimento• Costos institucionales debidos a mantenimiento

periódico y manejo de tráfico durante los trabajos viales.

• Costos del usuario de las vías, principalmente debido a retrasos en los trabajos en las vías.

• Costos debido a accidentes que involucran usuarios de las vías y trabajadores en sitios de trabajo.

• Impactos económicos ambientales de la construcción y mantenimiento de la vía.


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Intuitivamente, un Pavimentos Larga Vida probablemente resultaría en un aumento en los costos de construcción comparados con los pavimentos tradicionales, pero menores costos relacionados con el mantenimiento. Algunos de los costos incluidos en el Análisis Costo/Beneficio son relativamente simples de determinar, mientras que otros son relativamente difíciles. Los costos institucionales consisten principalmente en los costos directos que incluyen mantenimiento y costos de manejo de tráfico pero también costos indirectos en términos de administración. El costo de las medidas de tráfico durante los trabajos de mantenimiento en las autopistas son altos y pueden ser mas del 50% de los costos totales de trabajo. Costos asociados con demoras al usuario de la vía pueden obtenerse utilizando modelos basados en flujos de tráfico medidos y capacidades de las vías. Los costos de seguridad vial son más difíciles de apreciar, principalmente debido a la falta de datos relevantes. Las tres principales áreas de interés para los costos ambientales son el reciclaje de materiales de pavimento, impactos por contaminantes relacionados con el consumo de combustible e impactos de ruido relacionados con el trabajo de mantenimiento.

Utilizando el Análisis Costo/Beneficio, la experiencia del Reino Unido (UK) ha mostrado que los Pavimentos Larga Vida son más económicos que los pavimentos tradicionales debido a que el pequeño aumento en el costo de construcción se compensa por los bajos costos de mantenimiento directo y costos indirectos relacionados con la interrupción del flujo vehicular (Forum of European National Highway Research Laboratories - FEHRL, 2004). Para un periodo de 10 años, los ahorros totales por adoptar los Pavimentos Larga Vida en el Reino Unido se espera que alcancen los 350 Millones de Euros (Forum of European National Highway Research Laboratories - FEHRL, 2004). Los Análisis de Costo del Ciclo de Vida (LCCA) pueden usarse para calcular el valor presente de los costos para alternativas de pavimentos y es la herramienta principal usada para comparaciones económicas.

Haas et al. sugirieron un marco para aplicaciones LCCA que reconoce periodos de corto, mediano y largo plazo, clases funcionales de autopistas, sectores privados y públicos y el método probable o

preferido de realizar el LCCA. Periodos de ciclo de vida razonables para análisis de corto, mediano y largo plazo están en el orden de 25, 50 y 100 años, respectivamente. Estos autores también dan un ejemplo numérico que muestra como una agencia podría calcular una Tasa Interna de Retorno (TIR) para una alternativa de inversión que involucre un diseño de pavimentos perpetuos o larga vida (Haas, Tighe, & Cowe Falls, 2006).

Por su parte, la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OECD, por su nombre en inglés), cuyos países miembros son: Australia, Austria, Bélgica, Canadá, República Checa, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Islandia, Irlanda, Italia, Japón, Corea, Luxemburgo, México, Holanda, Nueva Zelanda, Noruega, Polonia, Portugal, la República Eslovaca, España, Suecia, Suiza, Turquía, el Reino Unido y los Estados Unidos, publicó en el 2005 un estudio sobre la Evaluación Económica de los Pavimentos Larga Vida, en el que su análisis económico indicó que existen beneficios económicos en la implementación de carpetas de rodadura de larga vida cuando los costos de construcción iniciales son hasta tres veces los costos de los pavimentos tradicionales y los niveles de tráfico son altos (Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), 2005).

ConclusionesLa construcción de vías primarias siguiendo el

concepto de pavimentos larga vida es una alternativa que reduce significativamente el impacto ambiental de esta actividad y optimiza el uso de recursos naturales (agregados y bitumen), así como presenta características muy superiores al reciclaje de pavimentos, debido a que se consideran pavimentos perpetuos.

Los Pavimentos Larga Vida son diseñados y construidos con la filosofía de mitigar el ahuellamiento y el agrietamiento por fatiga ascendente (bottom-up). Sin embargo, ellos están sujetos a mantenimiento y/o renovación superficial periódica como resultado de los daños superficiales en las capas superiores del pavimento durante su vida útil.


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Las proyecciones económicas a mediano y largo plazo de los pavimentos larga vida los presentan como la alternativa más económica para construcción de vías primarias.

Un aspecto crítico en la implementación de tecnologías de Pavimentos Larga Vida en el país es la necesidad de capacitar y certificar al personal técnico y operativo de las empresas constructoras de vías con pavimentos flexibles, con el fin de garantizar el cumplimiento en las exigencias de calidad durante la construcción de estos pavimentos.

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