Pavimentos Urbanos J. Rafael Menéndez Acurio, Ph.D., P.E.
Pavimentos Urbanos
J. Rafael Menéndez Acurio, Ph.D., P.E.
INDICE
• Problemática de los Pavimentos Urbanos
• Aspecto Normativos
• Metodos de Diseño
• Tráfico
• Evaluación del Deterioro
• Materiales
• Conservación y Construcción
PROBLEMATICA DE LOS PAVIMENTOS URBANOS(vinculada a la ingeniería de pavimentos)
Múltiples competencias de niveles de gobierno
Limitados recursos para el conservación
Ausencia de planes de gestion de conservación vial
Uso inadecuado de la tecnología
Proyectos de ingeniería deficientes
CARACTERISTICAS DE LOS PAVIMENTOS URBANOS
Interacción de múltiples redes viales
Necesidad de integración con mobiliario urbanoscomo cruceros peatonales, rampas, paraderos
Velocidad del Tráfico
Presencia de intersecciones
Limitación de la profundidad de intervención por la presencia de servicios públicos
CARACTERISTICAS DE LOS PAVIMENTOS URBANOS
Restricciones de elevación de rasante por presenciade veredas y rampas
Complejidad del análisis para determinar el tráfico
Aspectos Ambientales
Resiliencia
Integración con múltiples modos de transporte
1REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
Confort:
Regularidad Superficial
Control del Ruido
Aspectos estéticos y compatibilidad con mobiliario urbano
Seguridad:
Resistencia al deslizamiento
Geometría:
Restringida por elementos existentes e instalaciones
REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
Facilidad y bajo requerimiento de mantenimiento
Facilidad y costo de la construcción
Vida Util
Aspectos Ambientales
Incidencia Tráfico pesado
2ASPECTOS NORMATIVOS
NORMAS Y MANUALES
11
NORMA CE.010 PAVIMENTOS URBANOS
El diseño de pavimentos urbanos: norma Técnica CE.010 del Reglamento Nacional de Edificaciones. 13.01.2010.
La norma fija los requisitos y exigencias mínimas para el análisis, diseño, materiales, construcción, control de calidad e inspección de pavimentos urbanos en general.
Obligatoria en el caso de habilitaciones urbanas, así como pavimentos nuevos, rehabilitación y reposición de pavimentos.
Diseño con cualquier método tales como: Instituto del Asfalto, AASHTO-93, PCA, Metodologías sugeridas en el anexo de la Norma
Elemento Flexible Rígido Adoquines
Sub
rasante
Compactación 95%
Espesor compactado >= 250 mm vías locales y colectoras y >=300mm vías arteriales y expresas
Sub base CBR>=40% CBR>=30%
Base CBR>=100% CBR>=80%
Imprimación/cama de apoyo Penetración >=5 mm -Cama de arena 25 a
40 mm
Capa de
rodadura
Vías locales >= 50 mm
>=150 mm
>= 60 mm
Vías colectoras >= 60 mm >= 80 mm
Vías arteriales >=70 mm -
Vías expresas >=80 mm -
Material Concreto Asfáltico Módulo >=3.4 MPa f´c = 38 Mpa
12
REQUISITOS MINIMOS POR TIPO DE PAVIMENTO CE.010
Tipo de Vía Serviciabilidad FinalServiciabilidad Inicial
Pavimentos Flexibles Pavimentos Rígidos
Expresas 3.00
4.2 4.5Arteriales 2.50
Colectoras 2.25
Locales y estacionamientos 2.00
3METODOS DE DISEÑO
METODOS DE DISEÑO
SECCIONES TIPICAS DE PAVIMENTOS URBANOS
Multiples alternativas que dependen de la magnitud del tráfico, clima, disponibilidad de materiales y
capacidades de los contratistas locales.
En pavimentos existentes suelen ser secciones combinadas o secciones con aplicaciones múltiples
RUTAS DE LIMA
PROYECTO I-70 ESTE, DENVER COLORADO
0
5
10
15
20
2203+00 2269+00 2335+00 2401+00 2467+00
Thic
kn
ess
(in
ch
es)
StationCarril 1 Este
Concrete Thickness (inches)
Asphalt Thickness (inches)
0
5
10
15
20
2261+80 2341+80 2446+60
Thic
kn
ess
(in
ch
es)
StationCarril 4 Este
Concrete Thickness (inches)
Asphalt Thickness (inches)
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
2005+00 2105+00 2205+00 2305+00 2405+00
AA
DT
(2021)
OTIS 2021 2051
Cham
bers
Rd.
Sand C
reek
Havana S
t.
I-225
Colo
rado B
lvd
16,907
12,989
19,612
11,979
17,733
21,687 21,372
27,645
17,734
29,170
METODO MECANISTICO EMPIRICO AASHTOWare
Pavimentos Asfálticos Pavimentos de Concreto Hidrálico
ANALISIS DE CICLO DE VIDA
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
2021 2041
IRI
Año
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
2021 2031 2041 2051
Ah
ue
llam
ien
to
Año
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
2021 2041
IRI
Año
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
2021 2031 2041 2051
De
sce
nso
de
Ju
nta
s
YAño
2021 2035 2048
SR 36"
HMA
9.5"
ABC 8"
SR 24"
SR 36"
Milling &
SMA 2"SMA 2"
Milling &
SMA 2"
HMA
9.5"
ABC 8"
SR 24"
SR 36"
HMA
9.5"
ABC 8"
SR 24"
Colorado Blvd.-Sand Creek
PROYECTO DE MEJORAMIENTO I-405 ORANGE COUNTY
PROYECTO SOUTHERN GATEWAY DALLAS
4TRAFICO
PCA CATEGORIAS DE CARGAS POR EJES
COMPARACION VEHICULOS FHWA Y MTC
Tipo de vehículo
FHWA
Tipo de vehículo MTC
1 Motocicleta, mototaxi
2 Auto, station wagon
3 Camionetas, combies, vans
4 B2, B2-1, B4-1, BA-1, Buses pequeños
5 C2
6 C3
7 C4, 8X4
8 T2S1, T2S2, T2Se2, T3S1
9 T2S3, T2Se3, T3S2, T3Se2
10 T3S3, T3Se3
11 C2R2, C2R3, C3R2, 8X4R2, C2R4B1, C2RB2,
C3RB1, C3RB2, C4RB1, 8X4RB1
12 C3R3, C3R4, C4R2, C4RB2, 8X4RB2
13 C4R3, 8X4R3, 8X4R4, T3S2S2, T3Se2Se2,
T3S2S1S2, T3Se2S1Se2
ESPECTROS DE CARGA
-
0.10
0.20
0.30
0.40
0 10 20 30
Fre
qu
en
cia
Carga (Tn)
C2Grupo 1
Grupo 2
-
0.10
0.20
0.30
0.40
0 10 20 30
Fre
qu
en
cia
Carga (Tn)
B3Grupo 1
Grupo 2
-
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0 10 20 30
Fre
qu
en
cia
Carga (Tn)
T2S2Grupo 1Grupo 2Grupo 3
-
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0 10 20 30
Fre
qu
en
cia
Carga (Tn)
T3S3Grupo 1Grupo 2Grupo 3
5EVALUACION DEL DETERIORO
EVALUACION SUPERFICIAL SEMI AUTOMATIZADA
LIDAR (DETECCION DE LUZ Y RANGO) PARA INVENTARIOS
CONTROL Y MEDICION DEL RUIDO
• El ruido está relacionado principalmente con la textura del pavimento
• Control de ruido en zonas residencialesMedición del ruido
Información de Textura relevada con RoboTex
6MATERIALES
CONSERVACION DE RECURSOS Y ENERGIARESILIENCIA
• Reciclado de pavimentos
• Reducción del empleo de materiale con alto consume de energía
• Mejora en los diseños de estructura y mezclas
MEZCLAS DE ALTO RENDIMIENTO
• AASHTO P-84-17 Practica estándar para el desarrollo de mezclas de concreto de alto rendimiento
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
0 7 14 21 28
Resis
ten
cia
(p
si)
Edad (dias)
P-35-SPM P-35-HP 1 1/2"
P-20-HP P-20-SPM
P-35-HP 1" P-20-SPM
P-HES (WCR 0.36)
Mezclas asfálticas modificadas y MezclasSuperpave AASHTO M332-14
DesignaciónTráfico ESAL
(𝐿𝑇 )Condicional
Velocidad de tráfico (km/h) (𝑆𝑇)
Estandar “S” < 10 M y >70Alto “H” 10-30 M o 20-70
Muy Alto“V” >30 M o <20Extremadamen
te alto “E”>30 M y <20
Programa de Monitoreo de Pavimentos a Largo Plazo de la Agencia Federal de Carreteras de los EE.UU. (LTPP)
• Es el estudio de monitoreo de pavimentos de mas larga duracióndesde 1987
• Monitoreo secciones existentes(GPS) y tramos construidosespecificamente (SPS)
• Es una base de datos de accesolibre : 50 estados Americanos y 10 provincias canadienses
• LTPP MERRA data climática desde el año 85 en todas las ubicaciones de la tierra
• Tiene una malla de aproximadamente 50 km x 50 km
• Permite descargar la información endiversosn formatos entre ellos el requerido porAASHTOWare ME pavement Design
https://infopave.fhwa.dot.gov/
BASE DE DATOS DE CLIMA MERRA
TEXTURA
• Microtextura:
Resistencia al
deslizamiento en seco
• Macrotextura:
Resistencia al deslizamiento
en presencia de agua
Reducción del ruido
Fuente: Kohler
7CONSTRUCCION Y
CONSERVACION
COMPACTACION INTELIGENTE
RELLENOS FLUIDOS
SUBBASES DRENANTES
MADUREZ DEL CONCRETO
Indica el tiempo adecuado para el aserrado de juntas y texturizado de la superficie
𝑀 =
0
𝑡
𝑇 − 𝑇0 ∆𝑡
Ensayos de carga en viga o cilindros para obtener las curvas de madurez
Medir la madurez (temperaturaacumulada) en el sitio
• Actividades de conservación
• Rutinarias: actividades permanentes
• Recurrentes: cada cierto periodo de tiempo durante un año dependiendo del tráfico
• Periódicas: cada varios años
• De emergencia
• La entidad responsable debe realizar:
• Planeamiento programa anual
• Disponer de los fondos adecuados
• Programar y autorizar los trabajos
• Monitorear la calidad y efectividad de las actividades de mantenimiento
42
CONSERVACION VIAL
CONSERVACION VIAL
• Corto Plazo• Sellos
• Parchados (superficiales y profundos)
• Reparación de juntas
• Fresados
• Largo plazo• Reconstrucción
• Recapeo
• Reciclado
EQUIPOS DE PARCHADO Y SELLADO DE FISURAS
REFUERZOS Y SOBRECAPAS
Capas delgadas y ultradelgadas de concreto asfáltico
Concreto asfaltico modificado, con inclusion de RAP, RAS
Refuerzos asfáticos 50-175 mm de espesor (unidos ¨whitetopping¨ o separados).
Refuerzos de concreto (unidos o separados 100 a 300 mm de espesor).
Refuerzoscompuestos (unidos o separados)
PAVIMENTOS MODULARES PREFABRICADOS Y CONCRETO PRETENSADO
• Minimizar la interrupción del tráfico.
• Permite reparaciones de profundidad total
TEXTURIZADO
• Pulido convencional con diamantina(CDG)
• Siguiente generación de superficies de concreto (NGDS)
8CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
Inversión en vías urbanas estratégicas
Implementación planes de gestion vial para optimizarel uso de recursos.
Impulso de inversiones privadas, via concesiones, obras por impuestos
Incorporar avances tecnológicos. Promover la investigación en universidades
Fortalecimiento de la parte normativa para elaboración de expedientes.