conservacion bueno
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conservacionTRANSCRIPT
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ADMINISTRACIN DE PAVIMENTOSADMINISTRACIN DE PAVIMENTOSPARA CARRETERAS EN MXICOPARA CARRETERAS EN MXICO
Por:Por:Dr. Carlos Humberto FONSECA RODRGUEZDr. Carlos Humberto FONSECA RODRGUEZ
Profesor Titular de Ingeniera CivilProfesor Titular de Ingeniera CivilITESM, Campus MonterreyITESM, Campus Monterrey
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OBJETIVO
ANTECEDENTES
NDICE DE FRICCIN INTERNACIONAL
CONTENIDO
NDICE DE FRICCIN INTERNACIONAL
NDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL
CAPACIDAD ESTRUCTURAL
SOLUCIONES DE REHABILITACIN
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OBJETIVOOBJETIVO
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Presentar las metodologas existentespara caracterizacin y auscultacinempleadas en la infraestructura vial,relacionados con el diseo, construccin,conservacin y rehabilitacin de
OBJETIVO
conservacin y rehabilitacin depavimentos en carreteras, con el fin deproporcionar un panorama global delestado de arte actual en Mxico.
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ANTECEDENTESANTECEDENTES
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Cada una de las administraciones endiferentes pases emplean sus metodologasde diseo, construccin y rehabilitacin depavimentos, ya que consideran importanteinvolucrar la experiencia vivida y las
ANTECEDENTES
involucrar la experiencia vivida y lascondiciones tpicas del lugar.
Sin embargo, existen metodologas comunesen estos procesos que tambin son adoptadasy adaptadas a cada situacin, por estasadministraciones.
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ANTECEDENTES
TIPOS DE PAVIMENTOS
Histricamente los pavimentos se han dividido en dos tipos:
Flexiblesy
Rgidos
pueden existir soluciones intermedias a las cuales se les ha llamado pavimentos
Combinados o Semirrgidos.
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Subbase
Base
Capa Intermedia (Mezcla Densa)
Capa de Rodamiento (Mezcla Abierta)
PAVIMENTOFLEXIBLE
Riego de ImpregnacinY Liga
Riego de Liga
ANTECEDENTES
Terraceras
Subbase
Calzada
Subrasante
Rasante
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ANTECEDENTES
Base
Losas de Concreto Hidrulico(Hormign)PAVIMENTO
RGIDO
Riego de Impregnacin
Mezcla Asfltica
Terraceras
Calzada
Subrasante
Rasante
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ANTECEDENTES
CARACTERSTICAS FUNCIONALES
Existen dos CARACTERSTICASCARACTERSTICAS muy importantesque hay que tener en cuenta en el desempeo deun pavimento, stos son:
CARACTERSTICAS FUNCIONALES
CARACTERSTICAS ESTRUCTURALES
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ANTECEDENTES
Proporcionar al usuario un espacio
Funcionalmente un pavimento a travs de susuperficie deben cumplir con:
CARACTERSTICAS FUNCIONALES
Proporcionar al usuario un espacioSEGUROSEGURO, CMODOCMODO y UNIFORMEUNIFORME para elusuario al transitar.
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ANTECEDENTES
Proteger las CAPASCAPAS de TERRACERASTERRACERAS
Estructuralmente un pavimento y sus capasdeben cumplir con:
CARACTERSTICAS ESTRUCTURALES
Proteger las CAPASCAPAS de TERRACERASTERRACERASde la accin de agentes climticos,evitando que pierdan capacidadportante.
Resistir las CARGASCARGAS de los vehculos ytransmitirlas a las capas inferiores.
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ANTECEDENTES
Para determinar el estado actual de estasCARACTERSTICASCARACTERSTICAS, debe de medirse ciertasPROPIEDADESPROPIEDADES FSICASFSICAS, definidas en la mayorasde los casos como NDICESNDICES, stos son:
NDICE DE FRICCIN INTERNACIONALNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONALPROFUNDIDAD DE RODERA
CAPACIDAD ESTRUCTURAL
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NDICE DE FRICCIN INTERNACIONALNDICE DE FRICCIN INTERNACIONALIFI
-
IFI
Para definir el InternationalInternational FrictionFriction IndexIndexIFI, se parte de un concepto bsico de laFsica que es el Coeficiente de Friccinconocido Miu, .
W
W
F
F = W
= F////W
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IFIADHERENCIA NEUMTICO-PAVIMENTO
Lmina de
Sentido de la marcha
Condiciones de contacto entre neumtico movindose y pavimento mojado.
(Desmond F. Moore).
Lmina de agua
Zona A Zona B Zona C
Superficie de rodamiento
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IFIPROPIEDADES ANTIDESLIZANTES
En el Congreso Mundial de la AIPCRcelebrado en Bruselas en 1987 se definieronciertas bandas de la textura de la capa derodamiento de los pavimentos, stas son:
Microtextura, irregularidades superficialesdel pavimento menores de 0.50 milmetros,que depende de la mineraloga del ptreo.
Macrotextura, irregularidades superficialesdel pavimento entre 0.50 y 5 milmetros,que depende de la granulometra delptreo.
rodamiento de los pavimentos, stas son:
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IFI
A continuacin se listan algunos equipos.NORSEMETER (Noruega)SKIDDOMETER (Suiza)STUTT REIBUNGSMESSER (Alemania)
MEDICIN DE MICROTEXTURA
STUTT REIBUNGSMESSER (Alemania)Camin Bloqueado ASTM E-274 (EEUU)Pndulo de Friccin Ingls (Reino Unido)MuMeter (Reino Unido)ODOLIOGRAPH (Blgica)SCRIM (Reino Unido)
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IFIMEDICIN DE MICROTEXTURAASTME305StandardTestMethodForStoppingMeasuringMeasuringSurfaceFrictionPropertiesUsingthe BritishPendulumTester
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IFIMEDICIN DE MICROTEXTURA
ASTME305StandardTestMethodForStopping
Friccin, Valor de CDR
EVALUACIN
< 0.32 PROHIBIDO
Especificacin de Microtextura propuesta para el Estado de Nuevo
Len, Mxico
StoppingMeasuringSurfaceFrictionPropertiesUsingthe BritishPendulumTester
0.32 0.42 MALO
0.42 0.52 BUENO
> 0.52 MUY BUENO
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IFI
Vehculo para textura FHWA (EEUU)Perfilmetro mvil VTI (Suiza)RST AEPO (Espaa)
A continuacin se listan algunos equipos.MEDICIN DE MACROTEXTURA
RST AEPO (Espaa)Perfilmetro mvil CRR (Blgica)Perfilmetro estacionario CRR (Blgica)Crculo de arena ASTM (EEUU)Drenmetro (Espaa, Blgica, EEUU)SCRIM (Reino Unido)
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IFIIFIMEDICIN DE MACROTEXTURAASTM E 965 Standard Test Method For Stopping Stopping Measuring Surface MacrotextureDepth Using a Sand Volumetric Technique
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IFIMEDICIN DE MACROTEXTURA
Textura (mm) EVALUACIN
< 0.43 PROHIBIDO
ASTM E 965 Standard Test Method For Stopping
Especificacin de Macrotextura propuesta para el Estado de Nuevo
Len, Mxico
0.43 0.63 MALO
0.63 0.83 BUENO
>0.83 MUY BUENO
Stopping Measuring Surface MacrotextureDepth Using a Sand Volumetric Technique
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METODOLOGA
Con los valores de FriccinFriccin (microtexturamicrotextura) y deTexturaTextura (macrotexturamacrotextura) arrojados por las
IFI
anteriores normas sirven de base para elclculo de los valores FF6060 y SpSp que son losparmetros que definen al ndice de Friccininternacional, IFIIFI, expuesto por el modeloPIARC (Asociacion Mundial de Carreteras).(NORMANORMA ASTMASTM EE--19601960--9898)
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IFI
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NDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONALNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONALIRI
-
IRI
A pesar de la contribucin de CAREYCAREY [[6060]],no fue sino hasta el proyecto desarrolladopor la AASHO en su proyecto ROAD TEST[Highway Research Board, HBR 62], cuando
SERVICIABILIDAD
[Highway Research Board, HBR 62], cuandose desarrollo a plenitud el CONCEPTOCONCEPTO DEDESERVICIABILIDADSERVICIABILIDAD, dndosele pocaimportancia a la calidad de servicio que lospavimentos prestaban.
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Las distorsiones de la superficie del pavimentogeneran ACELERACIONESACELERACIONES en las dos direcciones delvehculo VERTICALVERTICAL y LATERALLATERAL.
La ACELERACINACELERACIN VERTICALVERTICAL es la que mscontribuye a violentar la comodidad de los usuarios ydepende de la DISTORSINDISTORSIN LONGITUDINALLONGITUDINAL del
REGULARIDAD SUPERFICIALIRI
Aceleracin Vertical
Aceleracin Lateral
depende de la DISTORSINDISTORSIN LONGITUDINALLONGITUDINAL delPERFIL del pavimento
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IRI
Fue desarrollado en BRASILBRASIL en 19821982,auspiciado por el BANCOBANCO MUNDIALMUNDIAL.
INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX
Fue adoptado como estndar por la FederalHighway Administration, FHWAFHWA, comoHighway Performance Monitoring System,HPMS, en 1987.
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Condiciones Superficiales
El ndice de Regularidad Internacional, IRI, de unasuperficie de pavimento, es una escala utilizadapara medir las irregularidades de la superficie porla cual transitan los vehculos, las cuales generan
IRI
la cual transitan los vehculos, las cuales generanuna respuesta de un vehculo de motor genrico yson representadas por aceleraciones verticales delmismo.
La unidades del IRI estn en m/km.
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PERFILGRAFOSIRI
CALIFORNIACALIFORNIA
RAINHARTRAINHART
-
Response-Type Road Roughness Measuring System,RTRRMSRTRRMS.
MAYS RIDE METERIRI
-
Mide perfiles longitudinales en la huellas. Mide a 22, 55 y 90 Km/h. Mide longitudes de onda entre 0.6 y 30 m.
ANALIZADOR REGULARIDAD SUPERFICIALIRI
-
Mide 15 perfiles longitudinales. Mide el perfil transversal. Mide la textura de la superficie, Macrotextura.
PERFILGRAFO LASER ALTA CAPACIDADIRI
-
Equipo de nueva generacin, ligero y verstil.
NON-CONTACT LIGHTWEIGHT PROFILINGDEVICES
IRI
-
IRI y PR
Condiciones SuperficialesIRI
1 2 3 4 5
5 LASER
-
Este equipo permite obtener:
Cinco perfiles longitudinales de carril, IRI
Condiciones SuperficialesIRI-PR
Cinco perfiles longitudinales de carril, IRI
Un perfil transversal del carril, PR
-
Clasificacin del IRI:
IRI 2.81 m/Km. Si el promedio del IRI ensubtramos de 1 Km que forman parte de secciones
Condiciones SuperficialesIRI-PR
subtramos de 1 Km que forman parte de seccionesde 10 Km de longitud o menores est en esterango, se puede considerar que la superficie derodamiento del pavimento est en buenascondiciones y requiere solamente de aplicacionesde tcnicas de conservacin rutinaria.
-
Condiciones SuperficialesClasificacin del IRI:
IRI > 2.81 m/Km. Si el promedio del IRI ensubtramos de 1 Km que forman parte de secciones
IRI-PR
de 10 Km de longitud o menores est en esterango, se puede considerar que la superficie derodamiento del pavimento est en malascondiciones y requiere de aplicaciones de tcnicasde conservacin correctiva en zonas aisladas y/ode tcnicas de conservacin preventiva, realizandoestudios previos para definir las tcnicas aemplear.
-
Clasificacin de la Profundidad de Rodera, PR:
PR 5.0 mm. Las condiciones de la superficie derodamientos es buena y las zonas son aceptables.
Condiciones SuperficialesIRI-PR
rodamientos es buena y las zonas son aceptables.
5.0 < PR 15.0 mm. Las condiciones de lasuperficie de rodamientos es regular y las zonas eneste rango deben de ser corregidas.
PR > 15.0 mm. Las condiciones de la superficie derodamientos son malas y las zonas son rechazadas.
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20
INDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL, IRI (m/km)
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
CADENAMIENTO (km)
I
R
I
(
m
/
k
m
)
RODADA IZQUIERDA RODADA DERECHA
-
3.833.6223.533.26220+00010+0004.033.5613.673.22110+00000+000
C. BajaC. AltaSeccinC. BajaC. AltaSeccinCuerpo BCuerpo A
Al KmDel Km
INDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL, IRI (m/km)
3.123.1083.102.87876+80070+0002.672.6273.322.96770+00060+0003.213.4563.243.03660+00050+0003.923.9753.613.17550+00040+0003.333.2743.072.84440+00030+0003.473.8432.982.75330+00020+0003.833.6223.533.26220+00010+000
-
5.00
Carril Alta Carril BajaCuerpo A
INDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL, IRI (m/km)
2.00
3.00
4.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Secciones
I
R
I
(
m
/
k
m
)
2.81
-
05
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
CADENAMIENTO (km)
PROFUNDIDAD DE RODERA, PR (mm)
10
15
20
25
P
R
(
m
m
)
RODADA IZQUIERDA RODADA DERECHA
-
PROFUNDIDAD DE RODERA, PR (mm)
Del Km Al KmCuerpo A
Seccin C. Alta C. Baja00+000 10+000 1 2.05 7.8900+000 10+000 1 2.05 7.8910+000 20+000 2 2.74 8.8520+000 30+000 3 2.49 10.8130+000 40+000 4 2.54 10.0440+000 50+000 5 2.53 8.5950+000 60+000 6 2.35 9.5360+000 70+000 7 2.42 9.9470+000 76+800 8 3.03 11.10
-
PROFUNDIDAD DE RODERA, PR (mm)
15.00
20.00
Carril Alta Carril BajaCuerpo A
0.00
5.00
10.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Secciones
P
R
(
m
m
)
-
CAPACIDAD ESTRUCTURALCAPACIDAD ESTRUCTURAL
-
CE
Las DEFLEXIONESDEFLEXIONES han sido empleadas paraevaluar la CAPACIDADCAPACIDAD ESTRUCTURALESTRUCTURAL delos pavimentos InSitu.
DEFLEXIONES
Con sus valores es posible realizar unCLCULOCLCULO INVERSOINVERSO para determinar elMDULOMDULO DEDE ELASTICIDADELASTICIDAD de las capas quecomponen el pavimento.
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CEDatos generales del camino.
3.62 m 1.02 m 0.85 m 3.62 m 3.46 m 0.46 m 1.70 m 3.60 m CARRIL DE BAJA CARRIL DE BAJA CARRIL DE ALTA CARRIL DE ALTA
Autopista en Estudio3.62 m 1.02 m
CUERPO A CUERPO B
0.85 m 3.62 m 3.46 m 0.46 m 1.70 m 3.60 m
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CEEstructura Actual del Pavimento
Radar de Penetracin, GPR.
-
CE
Sondeo Km 41+000 Cuerpo
Estructura Actual del Pavimento
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CE
km
0.0
10.0
0
.
0
2
.
0
4
.
0
6
.
0
8
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0
.
0
1
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.
0
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0
1
6
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8
.
0
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.
0
2
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.
0
2
4
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0
2
6
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0
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.
0
3
0
.
0
3
2
.
0
3
4
.
0
3
6
.
0
3
8
.
0
4
0
.
0
4
1
.
9
4
3
.
9
4
5
.
9
4
7
.
9
4
9
.
9
5
1
.
9
5
3
.
9
5
5
.
9
5
7
.
9
5
9
.
9
6
1
.
9
6
3
.
9
6
5
.
9
6
7
.
9
6
9
.
9
7
1
.
9
7
3
.
9
7
5
.
9
Estructura Actual del Pavimento
P
R
O
F
U
N
D
I
D
A
D
(
c
m
)
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
CARPETA BASE SUBBASE
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CEEstructura Actual del Pavimento
Carpeta Base
Mediante el Radar de Penetracin se obtiene los Espesoresde las capas que integran el pavimento, Cuerpo A
Carpeta Asfltica
Base Asfltica Sub-Rasante
Valor Medio (cm) 6.29
Valor Medio (cm) 22.07
Valor Medio (cm) 31.88
Desv.Est. (cm) 0.82
Desv.Est. (cm) 7.11
Desv.Est. (cm) 7.71
Valor Mx. (cm) 11.01
Valor Mx. (cm) 59.22
Valor Mx. (cm) 75.32
Valor Mn. (cm) 3.20
Valor Mn. (cm) 6.74
Valor Mn. (cm) 1.45
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CEMedicin de DESPLAZAMIENTOS VERTICALES:
Se emplea un equipo de impacto, tipo HWD, simulael efecto producido por el paso de las cargas(vehculos). Durante el impacto se registran losdesplazamientos verticales y sus tiempos deocurrencia mediante 7 gefonos (sensores), conespaciamiento usual de 30, 45, 60, 90, 120 y 180 cm,a partir del sensor localizado bajo la carga. La cargaaplicada para este tipo de autopistas oscila entre 6toneladas, con una placa de 30 cm de dimetro.
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CE
Viga BENKELMANBENKELMAN
DYNAFLECTDYNAFLECT
A continuacin se listan algunos equipos.MEDICIN DE DESPLAZAMIENTOS
DYNAFLECTDYNAFLECT
ROADROAD RATERRATER
DYNATEST Falling Weight Deflectometer
KUAB Falling Weight Deflectometer
PHOENIX Falling Weight Deflectometer
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CEVIGA BENKELMANBENKELMAN
-
CEDYNAFLECTDYNAFLECT
-
CEROADROAD RATERRATER
-
CEDYNATEST Falling Weight Deflectometer
-
CEKUAB Falling Weight Deflectometer
-
CE
HDW, Cuerpo A
DYNATEST Falling Weight Deflectometer
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CECapacidad Estructural
Este equipo permite obtener:
Desplazamiento Verticales en los 7 sensores
Con los desplazamientos y un clculo inverso seobtienen los Mdulos Elsticos de las capas queintegran el pavimento
-
CE
DESPLAZAM
IENTO
VERTIC
AL (m
m)
km
0.0
0.1
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
Resultados de DESPLAZAMIENTOS VERTICALES
DESPLAZAM
IENTO
VERTIC
AL (m
m)
0.2
0.3
0.4
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
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CECapacidad Estructural
Carp. Asf. Base Asf. Subrasante Capas Inf.
Valor Medio Valor Medio (Kg/cm2) 29,960 39,052 3,681 2,010
Desv.Est. (Kg/cm2) 12,645 5,799 1,994 1,201Valor Mx. (Kg/cm2) 50,307 63,846 9,725 7,518Valor Mn. (Kg/cm2) 15,022 10,180 1,284 536
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CECapacidad Estructural
Con los valores de los Mdulos Elstico, Ei, sepueden evaluar los Coeficientes Estructurales, ai:
a2 = 0.249 (logE2) 0.997 Base
a3 = 0.227 (logE3) 0.839 Subbase
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CECapacidad Estructural
MATERIAL TIPOCOEFICIENTE ESTRUCTURAL
a1 a2 a3CAPA DE RODAMIENTOMezcla en calienteMezcla en fro InSituMortero asfltico
O.440.200.40
CAPA DE BASEGrava arenosaPiedra TrituradaBASE CEMENTO PORTLANDResistenciaa compresina los y dasBASE CEMENTO ASFLTICOAgregado gruesoMortero asflticoBASE CON CAL
45 kg/cm228 a 45 kg/cm2< 28 kg/cm2
0.070.14
0.230.200.15
0.300.250.20
CAPA DE SUBBASEGrava areniscaArena o arcilla arenosa
0.110.05-0.10
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CECapacidad Estructural
SNact = a1D1 + a2D2 m2 + a3D3 m3En la cual:a1, a2 y a3 son los nmeros estructurales de lacapa de rodamiento, capa base y subbase,respectivamente.respectivamente.
D1, D2 y D3 son los espesores de la capa derodamiento, capa base y subbase,respectivamente.
m2 y m3 son los coeficientes de drenaje de lade la capa base y de la subbase,respectivamente.
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CECapacidad Estructural
S
e
r
v
i
c
i
a
b
i
l
i
d
a
d
1.5N
P1
P2 Np
PAVIMENTO EXISTENTE
Nf
SOBRECARPETA
N Aplicacin de Cargas
S
N
C
a
p
a
c
i
d
a
d
E
s
t
r
u
c
t
u
r
a
l
N Aplicacin de Cargas
N1.5
SNoSNOL
SNeff
Nf
SNf
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SOLUCIONES DESOLUCIONES DEREHABILITACIN
-
Soluciones de Rehabilitacin
Mtodo UNAM Mtodo IA
Mtodo AASHTO
Alt. 1 Alt. 2 Alt. 3Alt. 1 Alt. 2 Alt. 3Carpeta Asfltica 12.0 6.0 9.0 11.4 11.7
Base Asfltica 16.0 26.0 22.0 16.0 16.0Subrasante 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
SUMA 59.0 63.0 62.0 58.4 58.7
-
Capacidad Estructural
Mtodo UNAMMtodo IA Mtodo AASHTO
Alt. 1 Alt. 2 Alt. 3Esp ai Esp ai Esp ai Esp ai Esp aiEsp ai Esp ai Esp ai Esp ai Esp ai
Carpeta Asfltica 12 0.44 6 0.44 9 0.44 11.4 0.44 11.7 0.44
Base Asfltica 16 0.30 26 0.30 22 0.30 16 0.30 16 0.30
Subrasante 31 31 31 31 31
SUMA 59 63 62 58.4 58.7NMERO
ESTRUCTURAL 4.0 4.1 4.2 3.9 3.9
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ADMINISTRACIN DE PAVIMENTOSADMINISTRACIN DE PAVIMENTOSPARA CARRETERAS EN MXICOPARA CARRETERAS EN MXICO
GRACIAS !!! GRACIAS !!!