Seminario: “Diagnóstico de la situación actual y desarrollo de las nuevas tecnologías para el diseño y conservación de pavimentos”.
“Innovación y capacitación para mejorar las vías terrestres”
Tema: Pavimentos de Larga Duración (PLD) en
carreteras mexicanas
M.I. Carlos Adolfo Coria Gutiérrez
Asesor en Gestión y Diseño Estructural de Pavimentos
Pachuca de Soto, HidalgoJueves 13 de Octubre del 2016
“Toma de Protesta del Capítulo Estudiantil de la AMIVTAC del Instituto Tecnológico de Pachuca”
Seminario: “Diagnóstico de la situación actual y desarrollo de las nuevas tecnologías para el diseño y conservación de pavimentos”.
“Innovación y capacitación para mejorar las vías terrestres”
Introducción
En los últimos años en nuestro país ha habido una
creciente demanda de transporte de carga dado los
convenios y aperturas comerciales que se firman con
los países vecinos. Esto trae como consecuencia altos
volúmenes de tránsito en nuestras carreteras que
aunados a las configuraciones vehiculares existentes
(pesos y tipos de ejes) exigen estructuras de
pavimento mucho más adecuadas y resistentes
traducidas en menores costos de operación para los
usuarios.
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Diseño de espesores: Métodos Empírico-
Mecanicistas
Tránsito y cargas
Medio ambiente
Materiales
Criterios de falla
Confiabilidad
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“Innovación y capacitación para mejorar las vías terrestres”
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Seminario: “Diagnóstico de la situación actual y desarrollo de las nuevas tecnologías para el diseño y conservación de pavimentos”.
“Innovación y capacitación para mejorar las vías terrestres”
Configuración de Carga (ESAL)
Modelos de deterioro por fatiga y deformación
Clima
Determinista (no probabilista)
LIMITANTES
Diseño de espesores: Métodos Empírico-
Mecanicistas
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Estructuras de pavimento con altos ESALS
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Concepto General de Pavimento de Larga Duración
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Pavimento de Larga Duración (PLD)
Un pavimento de larga duración o perpetúo se define como un pavimento asfáltico
diseñado y construido para durar más tiempo que un pavimento convencional, sin
necesidad de rehabilitación o reconstrucción estructural importante y sólo necesita la
renovación periódica de la superficie en respuesta a los deterioros limitados a la parte
superior del pavimento.
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SMA, CASAA
CAPA DE ALTO MÓDULO
(CAM)
CAPA ABSORBENTE DE
TENSIÓN (CAT)
BASE GRANULAR,
SUB-BASE,
SUBRASANTE,
TERRACERÍAS
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Beneficios de los Pavimentos de
Larga duración.
Entre los muchos beneficios económico-
ambientales que se tienen al construir este
tipo de pavimento flexible, se tienen los
siguientes:
• Reduce el espesor del pavimento.
• Bajo costo del ciclo de vida.
• Menores retrasos por obras de
mantenimiento y costos de los usuarios.
• Bajos costos de rehabilitación.
• Totalmente reciclable
• Menores emisiones de bióxido de
carbono.
• Menor consumo de energía.
¿Por qué un PLD?
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Menor deformación = Mayor vida
por fatiga
Mayor deformación = Menor vida
por fatiga
Espesor
Espesor
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PCONVPLD
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¿Cómo se diseña un PLD?
Metodología de Diseño Empírico-Mecanicista
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Configuración de Carga (ESAL)
Modelos de deterioro por fatiga y deformación
Clima
Determinista (no probabilista)
Espectro de carga
Modelos de deterioro por fatiga y deformación
Clima
Probabilista
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Limitando respuestas criticas en el pavimento
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Pavimentos Perpetuos construidos en México
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Libramiento Dr. González Nuevo León.
Tramo km 43+400 a km 55+022.83.
ESALS= 66.8 millones en 25 años.
Finalizado.
CASAA
Alto módulo 10,000 MPa
Absorbente de
tensión4,000 MPa
Subrasante 120 MPa-
30 mm
180 mm
100 mm
Autopista México-Puebla, cuerpo A. Km 17+000 al km
29+500. Próximo proyecto. ESALS = 39.8 millones en
15 años.
SMA
Alto módulo 10,000 MPa
Absorbente de
tensión4,000 MPa
Base Hidráulica 281 MPa
Subbase 242 MPa
Subrasante 120 MPa
200 mm
300 mm
200 mm
40 mm
150 mm
150 mm
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Eslabones que garantizan el éxito de un Pavimento de Larga Duración
Correcto tendido y
compactación de capas
granulares (subrasantes,
bases, etc.)
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Módulo Resiliente triaxial
Mejor caracterización del agregado pétreo (rigidez)
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Mejor caracterización del ligante
asfáltico por grado PG
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Correcta verificación y
calibración planta de
producción asfáltica
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Correcto vaciado y
transporte de mezcla
asfáltica
Camión de 14 m³ empleado para el
traslado de la mezcla asfáltica.
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Adecuada compactación
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Campo electromagnético
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Extracción de especimenes de campo y determinación en laboratorio
de parámetros mecánicos
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Módulo
Dinámico |E*|
Fatiga
Evaluación de desempeño de mezclas asfálticas: Módulo Dinámico y
Fatiga
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FATIGA (Leyes de Fatiga)
MÓDULO DINÁMICO (Curvas
Maestras)
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Deflectómetro de Impacto
(HWD)
EVALUACIÓN
ESTRUCTURAL Y
SUPERFICIAL POST-
CONSTRUCCIÓN CON
EQUIPO DE ALTO
DESEMPEÑO
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Fricción
Macro y microtextura
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Índice de Regularidad
Internacional (IRI)
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Roderas y deterioros
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Experiencias en
Libramiento del Dr.
González
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1er Proyecto de este tipo (finalizado 2011)
Libramiento Dr. González, Nuevo león.
TDPA 7022 – 37.4 % vehículos pesados
66.8 x106 ESAL´s en 25 años
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Características mezcla CAM
Características mezcla CAT
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Control de calidad CAM
Recomendaciones de producción.
Determinar la granulometría del material tomado de la banda de producción,
antes del arranque, una vez por día.
Contenido de asfalto, granulometría y Gmm de la mezcla, de producción, dos
veces por día.
Temperaturas de producción en un rango de 175-185°C
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Construcción CAM
Recomendaciones de construcción.
Riego de liga con emulsión sin diluir de 0.6 lts/m2
El espesor total de 18 cm se aplicará en dos capas.
Dos compactadores de rodillo (vibratorio 12 ton y un estático)
Temperatura de compactación 168 °C
Secuencia: 3 cerradas con vibrocompactador y 3 cerradas con estático.
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Control de calidad CAM
Recomendaciones de verificación.
%AC mediante horno de ignición
TSR. Mezcla tomada en planta
Hamburgo. Mezcla tomada en planta y
de núcleos de 10”
Módulos. Mezcla tomada en planta y/o
núcleos de 6”
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Evaluación CAM.
Obra: Dr. González.
Mezcla producida en planta y núcleos.
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Experiencias Carril
Confinado México DF
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Carril Confinado Metrobús
Eje 3 Oriente, Moctezuma – Axomulco, del Km 0+000 al Km
9+500, Venustiano Carranza. D. F.
TDPA 468 – 100 % vehículos pesados (fuente: TRA SENDA)
133 x106 ESAL´s en 20 años (fuente: TRA SENDA)
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CONCLUSIONES
• El PLD ha llegado a representar una atractiva propuesta de construcción para carreteras con altos volúmenes de tránsito
en nuestro país.
• El PLD sólo requiera acciones de conservación periódica sobra la capa de rodamiento, no acciones de rehabilitación
estructural que encarecen el proyecto geométrico.
• Esta estructura de pavimento se diseña con una metodología empírico mecanicista con un software especial y mejorado
en cuanto a modelos de deterioro, climas y espectros de carga.
• Para el éxito de un PLD se requiere una sinergia de varios elementos entre ellos los aspectos de tipo constructivo y un
estricto control de calidad en obra.
• Paralelamente a ello se llevan a cabo pruebas de desempeño en mezclas asfálticas y en el ligante asfáltico bajo
recomendaciones de SUPERPAVE o Protocolo AMAAC.
• Se lleva a cabo un seguimiento de evaluación estructural y funcional de la estructura del pavimento mediante equipo no
destructivo. Lo último y más avanzado.
• Se han construido y monitoreado exitosamente siete proyectos de PLD en nuestro país, entre los que resaltan el
libramiento del Dr. Gonzalez en NL y el Metrobús de la Cd. MEX.
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¡Gracias!
Contacto:
Ing. Agustín Melo Jiménez,
Delegado AMIVTAC en Hidalgo.
Correo electrónico: [email protected]
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