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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.