eder melendres

7/17/2019 Eder Melendres

http://slidepdf.com/reader/full/eder-melendres 1/11

Congreso Internacional deX nfraestructura Vial

& Expo Vial y TransporteLima, 22 y 23 de Agosto 2014

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA – ICGe-mail: [email protected] / Web: www.construcción.org

XIII Congreso Internacional Infraestructura Vial & Expo Vial y Transporte 2014

El concepto principal de los contratos por niveles de servicio

es la transferencia de riesgo al Contratista. Su Valor

referencial está basado en ratios típicos y techos de inversión

por Km.

¿De que depende la magnitud del riesgo?

Genéricamente depende del costo requerido para cumplir con

los Niveles de Servicio.

¿De que depende el costo requerido?

INTRODUCCION







¿De que depende el costo requerido?

La actividad más incidente en el servicio es definitivamente la

Conservación Periódica , y su costo depende del Pavimento

Básic o requer ido, consecuentemente es muy importante

determinar y analizar las variables técnicas mas importantes

que intervienen en su diseño.

INTRODUCCION


• Definir las variables técnicas más relevantes que tienen

mayor incidencia en el tipo de Mantenimiento Periódico.

• Contar con información adecuada, para estimar y analizar

el nivel de riesgo inherente en un proyecto de conservación

vial.

• Recomendar criterios de diseño a nivel de pavimento

básico para optimizar el desempeño del mantenimiento

periódico.

OBJETIVOS







Sin tener carácter limitativo, técnicamente se considera quese requiere evaluar los siguientes aspectos:

ANALISIS

ITEM VARIABLE

1 Premisas contractuales y condición inicial del pavimento,

en términos estructurales.

2 Tipo de fundación del pavimento.

3 Tecnología y/o tipo de pavimento básico.

4 Condiciones particulares de precipitación, drenaje y

homogeneidad de materiales.


Premisas contractuales Típicas

Independientemente del requerimiento contractual el pavimento tiene que

estar diseñado para satisfacer el Numero Estructural requerido (SNreq).

Para ubicarnos en este escenario determinaremos cual es el rango de

SNreq, según los manuales de diseño de carreteras de bajo volumen detransito del Perú.

Premisas contractuales y condición inicial

del pavimento

METODO DEDISEÑO

TRAFICO

T0 T1 T2 T3

2.50E+04 7.80E+04 1.50E+05 3.10E+05

CBR

FUNDACION

(%)

BUENA REG UL AR POBR E MUY P OB RE

20 10 5 3

NAASRA ESPESOR (cm) 15 19 31 45

SNreq 0.62 0.79 1.28 1.86

AASHTO 93 SNreq 1.23 1.77 2.27 2.80

Tipo de Conservación Periódica Requerimiento estructural de la capade material granular

Pavimento básico con protecciónsuperficial

SN=0.87 / IRI= 3.5

Afirmado estabilizado sin protecciónsuperficial

SN=0.40 /IRI=7.5







Es muy alta la probabilidad de que el SNreq sea mayor al valor de SNcontractual. Es aquí donde entra en el análisis una variable de importanciaque es la calidad y espesor la capa de material granular existente, queasumirá el déficit estructural (SNdif).

Espesor de pavimento adicional al contractual (cm), en función a l coeficiente estructural y déficit estructural SNdif .

Premisas contractuales y condición inicial

del pavimento

0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12

0.10 4 3 3 3 2 2

0.20 7 6 6 5 5 4

0.30 11 10 8 8 7 6

0.40 15 13 11 10 9 8

0.50 18 16 14 13 12 11

0.60 22 19 17 15 14 13

0.70 25 22 20 18 16 15

0.80 29 25 23 20 18 17

0.90 33 29 25 23 21 19

1.00 36 32 28 25 23 21

1.10 40 35 31 28 25 23

1.20 44 38 34 30 28 25

Leyenda

Aporte en la fase de Transitabilidad

S N d i f

COEFICIENTE ESTRUCTURAL (pulg/pulg)


Es muy importante tomar datos in situ, puesto que en el caso de proyectos

de conservación vial no se interviene a nivel fundación, por lo tanto no es

posible que se adquiera los grados de compactación con las cuales se

calculan los CBR de laboratorio.

Caracterización de la fundación del

pavimento







En esta fase se analiza el tipo de pavimento que puede ser desde unmaterial granular convencional procesado, hasta un suelo estabilizado con

alguna tecnología acorde al perfil del suelo. Posteriormente se verifica la

necesidad, espesor y calidad de la capa subyacente. En su conjunto el

pavimento debe cumplir con el SNreq.

La función de la capa subyacente, además de su aporte en términos de SN, es disipar los esfuerzos verticales a nivel de fundación, y garantizar una adecuada relaciónmodular.

Definición y Estructuración del Pavimento

Básico


Fallas Típicas en Pavimentos Básicos


Básico

Asentamientos a nivelde fundación, y fatigaacelerada de la capasuperior del pavimento

por insuficienciaestructural.







¿Cómo podemos definir y estructurar el pavimento básico?

Debemos considerar:

1. Numero Estructural requerido (SNreq)

2. Disponibilidad de Materiales, y

3. Comportamiento de la estructura.- Los esfuerzos verticales que llegan

a nivel de fundación y la correspondiente relación modular, deben serconsideradas en la estructuración. La experiencia ha demostrado quelas fallas típicas están relacionadas a este aspecto.


Básico


Respecto al com portamiento, en términos de esfuerzos y deformaciones,analizarem os el caso típic o de una base conv enci onal y una base estabi lizada .

Para tal efecto, primeramente definimos como parámetro de control, el esfuerzoadmisible vertical a nivel de fundación, en la bibliografía existen relaciones matemáticasque pueden usarse, tales como la siguiente expresión dada por Kerkoven y Dormont:

Si asumimos como caso crítico, una fundación de CBR 3% a 5% (E=29 Mpa), y un tipode tráfico T2 (ESAL=150000), y usando el coeficiente de Jeuffray, obtendremos que elesfuerzo vertical admisible es de 0.05Mpa = 50 Kpa.


Básico








Básico

Caso Bases Estabilizadas

Configuraciones estructurales supuestasSección TIPO A TIPO B

Modulo Espesor Poisson Modulo Espesor PoissonBase Estabilizada 362 Mpa 11cm 0.25 362 Mpa 11cm 0.25Capa Subyacente 98 Mpa 10 cm 0.35 98 Mpa 20 cm 0.35Fundación 29 Mpa 0.45 29 Mpa 0.45

RESULTADOS - CASO A

PROF. CAPAz (Kpa)

GRAFICO

0 Base Estabilizada 560.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 .0 1 00 .0 2 00 .0 3 00 .0 4 00 .0 5 00 .0 6 00 .0 7 00 .0 8 00 .0

P R O F U N D I D A D ( c m )

ESFUERZO (Kpa)



11.001 Capa Subyacente 216.3

16 Capa Subyacente 125.2


21.001 Fundación 77.8

50 Fundación 25.0

100 Fundación 8.3Comentario: Para el caso de tener una capa subyacente de 10cm, o menor, se excede elesfuerzo vertical admisible produciéndose una falla a este nivel.



Básico

Caso Bases Estabilizadas

Configuraciones estructurales supuestasSección TIPO A TIPO B

Modulo Espesor Poisson Modulo Espesor PoissonBase Estabilizada 362 Mpa 11cm 0.25 362 Mpa 11cm 0.25Capa Subyacente 98 Mpa 10 cm 0.35 98 Mpa 20 cm 0.35Fundación 29 Mpa 0.45 29 Mpa 0.45

RESULTADOS - CASO B

PROF. CAPAz (Kpa)

GRAFICO


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 .0 1 00 .0 2 00 .0 3 00 .0 4 00 .0 5 00 .0 6 00 .0 7 00 .0 8 00 .0


ESFUERZO (Kpa)







50 Fundación 22.5

100 Fundación 7.6

Comentario: Para el caso de tener una capa subyacente de 20cm, el esfuerzo verticalobtenido es menor al admisible, estos resultados nos indican que cuando se plantee eluso de bases estabilizadas es muy importante el espesor del pavimento en su conjunto,más aun teniendo fundaciones pobres y muy pobres.








Básico

Caso Bases Convencionales

Configuración estructural supuesta

Sección Modulo Espesor Poisson

Base Convencional 210 Mpa 20 cm 0.25

Capa Subyacente 98 Mpa 10 cm 0.35

Fundación 29 Mpa 0.45RESULTADOS

PROF. CAPAz (Kpa)

GRAFICO

0 Base Convencional 560.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 .0 1 00 .0 2 00 .0 3 00 .0 4 00 .0 5 00 .0 6 00 .0 7 00 .0 8 00 .0


ESFUERZO (Kpa)







50 Fundación 22.8100 Fundación 7.9

Comentario: Para el caso de tener una capa subyacente de 10cm, el esfuerzo verticalobtenido es menor al admisible, esta es una de las ventajas de las bases convencionalesque permiten a través de su espesor alejar a la fundación de esfuerzos verticales mayoresal admisible.


En base a los criterios de estructuración expuestos, en la siguiente tabla se menciona

algunas recomendaciones para la estructuración del pavimento en función a la calidad de la

Fundación, espesor de pavimento existente y clima del proyecto específico.


Básico

Fundación

Pavimento

e xi st en te (*) Re li eve y Cl ima

Zona Lluviosa

Zona de poca lluvia

Zona Lluviosa

Zona de poca lluvia

Zona LluviosaBase Convensional /Base Estabilizada Flexible

Zona de poca lluviaBase convencional /Base Estabilizada

Zona Lluviosa

Zona de poca lluvia

(*) Incluye aportes de material en la fase de transitabilidad(**) En el caso de fundaciones rocosas, no usar capas delgadas y considerar drenaje lateral revestido para evitar migración de finos.

Eo: Módulo de la fundación

E1: Módulo de la capa subyacente a la base

Buena/

Muy Buena

(**)

CBR>10%

espesor <15cm

espesor>15cm

CONDICION EN TERRENO

PAVIMENTO BASICO RECOMENDADO

espesor <15cm

espesor>15cm

Pobre/Muy

Pobre/Regu

lar

CBR<10%

OBSERVACION

Recomendable garantizar drenaje básico, y una

capa subyacente, que disipe los esfuerzos a

niveles permisibles en la fundación con una

relación Modular E1/Eo<4.

Para zonas lluviosas, implementar drenaje básico.

Base Convensional /Base Estabilizada Flexible

Base Convensional /Base Estabilizada

Base Estabilizada

Recomendable garantizar drenaje básico, y una

capa subyacente, que disipe los esfuerzos a

niveles permisibles en la fundación con una

relación Modular E1/Eo<4.

Para zonas lluviosas, implementar drenaje básico.







Eficiencia de la estabilización: En el caso especifico de aplicación deestabilización química, se usa materiales de mediana plasticidad con

matriz fina, en cuyo caso la estabilización no solo debe ser medida en

base al mejoramiento de las propiedades mecánicas, si no también es

necesario el control de las nuevas propiedades de estabilidad volumétrica,

se recomienda incluir dentro de los diseños de mezcla el parámetro de

expansión, la experiencia indica que no debe superar el 0.5%.

Condiciones Particulares


Homogeneidad de Materiales y espesores: Los procesos referidos a

mezclas y reciclado in situ, requieren una verificación preliminar del grado

homogeneidad en calidad y espesor de los materiales, este aspecto es

decisivo para la definición del tipo de pavimento básico.








Drenaje: Es en la actualidad uno de los problemas más frecuentes queafectan este tipo de contratos, si bien se consideran obras básicas de

drenaje en los términos de referencia, en muchos casos no son

suficientes.



• Se recomienda analizar los siguientes aspectos:

Conclusiones y recomendaciones

VARIABLE DESCRIPCION

1 Condición inicial de pavimento, en términos

estructurales

Exploración directa de espesores y estudio de suaporte estructural (en la mayoría de los casos son

espesores heterogéneos, y debe determinarse unespesor característico asociado a un grado deconfiabilidad).

2 Tipo de fundación del pavimento

Para definir el CBR de diseño, y sectoreshomogéneos es muy importante tomar datos in situ,

puesto que en el caso de proyectos de conservaciónvial no se interviene a nivel fundación, por lo tanto noes posible que se adquiera los grados de

compactación con las cuales se calculan los CBR de

laboratorio.

3 Tecnología y/o tipo de pavimento básico.

Directamente relacionado al performance del

mantenimiento periódico. Además de cumplir con losrequerimientos del Numero Estructural, es importante

analizar los esfuerzos y deformaciones de laconfiguración estructural que se defina.

4 Condiciones particulares

Analizar apropiadamente los aspectos relacionados, al

diseño de mezclas, Homogeneidad de los materialesdisponibles, y drenaje requerido e lo largo delproyecto.





INSTITUTO DE LA CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA – ICG


• Se incluye como parte del análisis, algunas recomendaciones para la

estructuración y definición del tipo de pavimento básico, no obstante

particularidades de ciertos proyectos pueden merecer la consideración

de soluciones diferentes a las mencionadas en el presente documento.

• Actualmente ya se están realizando estudios de pre inversión a nivel de

perfil, para proyectos que serán contratados bajo la modalidad de

Niveles de Servicio, lo cual permitirá optimizar las inversiones en este

tipo de proyectos.

Conclusiones y recomendaciones


Agradecimiento a nuestros

Auspiciadores


Muchas [email protected]

eder melendres

Documents

pavimento bsico requerido

costo requerido

tipo de pavimento bsico

estructural requerido

gerencia icge

tipo de fundacin

condicin inicial

proteccin superficial