INTRODUCCIN A LA INGENIERA DEL TRANSPORTE

IMPLEMENTACIN DE MTODOS MECANSTICOS EMPRICOS EN EL DISEO DE PAVIMENTOS EN EL PERSimposio sobre el Proyecto de Manual de Suelos y Pavimentos del MTC

Andrs Sotil Chvez, Ph.D., P.E.15 de Marzo del 2012COMENTARIOSSe usan ensayos CBR para caracterizacin de suelos para luego convertirlos a valores MR con ecuacin de la MEPDG. Cual es la variabilidad de esta ecuacin? No se implementa esta variabilidad en el uso de CBR/MR?

Para mezclas asflticas solo se pide Marshall, cuando los mtodos nuevos (MEPDG y QRSS) estn solicitando E* y Creep Compliance, DCOMENTARIOSPara trafico, se usan Ejes Equivalentes (EE). Sin embargo, estudios con el MEPDG han demostrado q el dao predicho usando EE subestiman el dao predicho con los trficos reales expresados con la matriz vehicular en aproximadamente 80%

COMENTARIOSSe tiene considerado el proceso de transicin de asfaltos tipo PEN a Superpave?

Para mezclas asflticas en climas fros y en altura no se incluye nada sobre agrietamiento trmico? Existen ensayos en el MEPDG que deberan incluirse

Como se puede calibrar la MEPDG en condiciones locales (como lo indica el manual) sino se tienen datos con que comparar y validar? Se requiere que se soliciten datos como E*, D, MRCOMENTARIOSSe requiere que este Manual sea el paso inicial para la futura implementacin de mtodos mecansticos-empricos en el Per

Para este efecto se deben incluir plazos de validez de este manual (en su mayora emprico AASHTO 93) para luego dar paso a mtodos ms actualizados

La siguiente presentacin es una propuesta para implementar los mtodos desarrollados en EEUU (MEPDG y QRSS) en el PerPROCESO DEL MEPDGModelo Climtico IntegradoCargas VehicularesPropiedades de los MaterialesAnlisisEstructura del PavimentoPrediccin de DaosProceso IterativoSTATUS DEL MEPDG EN USAPrograma terminado y presentado ante NCHRP en el 2008 (MEPDG v 1.0)Proceso de implementacin y calibracin llevndose a cabo por los estados de manera independiente con el apoyo de FHWADesarrollo de mtodos que puedan ser usados por los contratistas y proveedores basados en la MEPDGQuality-Related Specification Software (QRSS): A Performance-Based Specification for Hot-Mix Asphalt Pavement Construction

CONSTRUCCIN Y PAGOSDurante la produccin y construccin de pavimentos flexibles (HMA) se requiere la medicin de propiedades volumtricasPorcentaje de vaciosContenido de asfaltoGranulometra

Se asume que estos valores influyen el comportamiento y se definen valores arbitrarios

Mientras ms cercanos los valores en obra a los definidos en el diseo, se asume un excelente o buen comportamientoCONSTRUCCIN Y PAGOSSi los contratistas no cumplen con las especificaciones entoncesEl problema tiene que ser resuelto hasta que satisfaga al ingenieroEl pavimento defectuoso tiene que ser retirado y repuestoO el contratista sufre una penalidad

Sin embargo, el deseo a futuro es que el pago al contratista se base en la diferencia en la vida de servicio diseada en contra de la resultante de la construccin como hacerlo??MEPDG & QRSSPRS = Performance-Related Specification

El objetivo es usar esos valores (AV, AC, etc.) para determinar comportamiento (performance) mediante el uso de propiedades de ingeniera fundamentales (como el Modulo Dinmico y Creep Compliance)

Despus de 10 aos de investigacin, en Diciembre del 2011 se presento el Reporte NCHRP 704: A Performance-Related Specification for Hot-Mixed Asphalt basado en el MEPDG

Nuevo programa es QRSS aplicable por contratistas, proveedores y reguladores

APLICACIN EN PEREl QRSS se basa en presoluciones de la MEPDG calibrada y validada para EEUU

NO ES APLICABLE en el momento en el Per porque la MEPDG no esta calibrada ni validada en Per

El objetivo es calibrar la MEPDG con datos PERUANOS y eso tomara mucho tiempo y esfuerzo

No sirve ensear la MEPDG en masa HOY si es que el programa a aplicar de forma masiva ser la QRSS o similares para asfaltos.APLICACIN EN PERComo se debe realizar esta implementacin de la QRSS y la MEPDG?

Se tienen que repetir los esfuerzos realizados por EEUU, y aplicndolos a nuestra realidad.

Es un proceso que tomara en promedio 15 a 20 aos.Compromiso del MTCImpulso del Colegio de Ingenieros del PerInvestigacin de las Universidades mediante concursoTrabajo de los alumnos reflejado en Tesis de Titulacin, Tesis de Maestra, Disertacin de DoctoradosFacilidades otorgadas por los contratistas para el proceso de calibracin y validacinQue se hizo en EEUU?INFORMACIN EN EEUU??

La decisin de empezar a estudiar los pavimentos en serio, despus del AASHO Road Test a nivel federal, se dio en 1984Tres aos en planificar el trabajoDatos recin se empezaron a tomar en 2,600 secciones en 1989QUE TIPO DE INFORMACIN?

Coleccin de Datos origin el desarrollo de la Base de Datos de la LTPP

En 1994 se publicaron por primera vez lo reportes (10 aos despus!!!)QUE TIPO DE INFORMACIN?La LTPP sirvi de fuente de informacin para:Propiedades de los MaterialesDatos climatolgicosDatos de campo (fallas) para validacin y calibracin

El proyecto Superpave fue un producto del LTPP (mediados de los 90s)

La Gua del AASHTO del 2002 fue subsecuente reemplazada en nombre por la Mechanistic-Empiric Pavement Design Guide (MEPDG) por las complicaciones que hubo en su realizacin

PROCESO DE IMPLEMENTACINEn Arizona, estado donde se realiz la parte flexible de la MEPDG se propuso el siguiente proceso de implementacin de la guaPROCESO DE IMPLEMENTACINFaseN. ProyectoDescripcinI Desarrollo de Plan de Trabajo1Desarrollo de Plan de Trabajo para el Programa de Investigacin de PavimentosII Caracterizacin de los Datos de Ingreso (Input) para el Dpto. de Transportes de Arizona (ADOT)

(Propiedades de Asfalto y Mezcla)

234567

Base de Datos de la Caracterizacin de Ligantes de ADOTBase de Datos de la Rigidez de Mezcla (E*) de ADOTCaracterizacin de Agrietamiento Trmico de HMABase de Datos de Deformacin Permanente de HMABase de Datos de Agrietamiento por Fatiga de HMAImplementacin del Ensayo de Comportamiento Simple(E*, Fn, Ft, u otro)(Materiales Granulares)89Base de Datos del Modulo de Materiales GranularesBase de Datos de la Deformacin Permanente de Materiales Granulares(Climatolgicos)10Implementar el Modelo Climatolgico EICM para condiciones de Arizona(Trafico)11Desarrollar los Archivos de Trafico para ADOTIII Implementacin de la Metodologa121314Prediccin del Comportamiento de la MEPDG para ADOTCalibracin y Validacin de la MEPDG para ADOTDesarrollar la QRSS (Especificaciones Basadas en Comportamiento para ADOTPROCESO DE IMPLEMENTACINARIZONA vs. PER14 etapas1ra Fase liderada y ejecutada por el MTC (1 a 2 aos)Fases 2 a 11 a ser subdivididas en regiones y otorgadas a universidades para las investigaciones respectivas (8 a 12 aos)Universidades a entrar en convenios con universidades extranjeras (USA, Europa, Japn, Australia) para capacitacin y ayuda en implementacin (1 a 2 aos)Docentes tienen que ser capacitados/actualizados a nivel M.Sc. o Ph.D. en Pavimentos, Materiales y Suelos (2 a 3 aos)Trabajar con contratistas para la recoleccin de datos de construccin (2 a 3 aos)Colaboracin de MTC / Entidades Locales para la recoleccin de datos de daos / fallas (5 a 8 aos)

PROCESO DE IMPLEMENTACINARIZONA vs. PER14 etapas1ra Fase liderada y ejecutada por el MTC y CIP (1 a 2 aos)Fases 2 a 11 a ser subdivididas en regiones y otorgadas a universidades para las investigaciones respectivas (8 a 12 aos)Fase 12 a 14 (4 a 6 aos)Uso de datos recolectados para el desarrollo de ecuaciones mecansticas-empricas para condiciones locales (2 a 3 aos)Calibrar y validar estas ecuaciones con los datos de campo (1 a 2 aos)Calibracin de la QRSS nacional (2 a 3 aos)

PROCESO DE IMPLEMENTACINARIZONA vs. PER14 etapas1ra Fase liderada y ejecutada por el MTC y CIP (1 a 2 aos)Fases 2 a 11 a ser subdivididas en regiones y otorgadas a universidades para las investigaciones respectivas (8 a 12 aos)Fase 12 a 14 (4 a 6 aos)

Proceso tomar entre 15 a 20 aos y se tiene que empezar HOY para ponernos al dia, no con EEUU sino con nuestros vecinos latinoamericanos

Cuanto se ahorrara el pas con este sistema de diseo implementado en el pas?PAVIMENTOS PERCuanto se ahorrara el pas con este sistema de diseo implementado en el pas?

Se ahorrar en mantener los 14,500 kms existentes y en pavimentar de manera apropiada los 112,500 kms faltantes

14,500 x 7.2 = 104,400 m2Asumiendo precio de S/.200 m2 por parche (por dar un numero)Costo anual = S/. 20.8 millones

112,500 x 7.2 = 810,000 m2Asumiendo precio de S/.200 m2 por pav. nuevo (por dar un numero)Costo anual = S/. 162 millones 22CONCLUSIONESDar cursos rpidos sobre MEPDG en el Per no tiene valor real ni ingenieril ya que el programa a ser usado en realidad por los ingenieros sern programas similares a la QRSS

Se requiere de la implementacin real de la MEPDG (calibracin regional en Per) y el desarrollo de programas QRSS para el Per

Este proceso de implementacin tomara entre 15 a 20 aos de trabajo conjunto entre el MTC, CIP, Gobiernos Regionales y Locales, Ingenieros, Universidades, Contratistas y AlumnosRECOMENDACIONESEl MTC en conjunto con la CIP deben crear una entidad autnoma dedicada a la investigacin similar a la NCHRP National Cooperative Highway Research Program

Esta entidad / brazo de investigacin del MTC debe incluir todos los grupos existentes (ej. Laboratorio de Estudios Especiales) y empezar con el envo de ingenieros al exterior para su capacitacin en pavimentos, carreteras, materiales, trafico, trnsito

En estos dos primeros aos, se debe empezar con la Fase 1 del proceso de implementacin a cargo de esta entidad de investigacin

MUCHAS GRACIAS

Alguna pregunta?