“Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS...
-
Upload
duongquynh -
Category
Documents
-
view
228 -
download
5
Transcript of “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS...
![Page 1: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/1.jpg)
“Diseño Estructural y de mezclas asfálticas
de alto desempeño para pavimentos de
larga duración”
Ing. Francisco Javier Moreno FierrosCAPUFE
![Page 2: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/2.jpg)
EVALUACIÓN DE LA MEJOR
ALTERNATIVA
INGENIERÍA DE MATERIALES
CONTROL Y ASEGURAMIENTO
DE CALIDAD EN OBRA
DISEÑO ESTRUCTURAL
DE PAVIMENTOS
INSUMOS
• Librería de materiales• Modelos climáticos• Modelos de deterioro y
respuesta• Ejes equivalentes
(espectros de carga)
DISEÑO DE MEZCLAS
ASFÁLTICAS
CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS
EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO
(ESTRUCTURAL)
1.9001.9201.966
2.122
2.367
2.7012.701
3.1253.125
3.6383.638
4.2404.240
4.900
5.600
6.4006.400
7.5007.500
8.800
1.900
1.1001.166
1.313
1.518
1.786
1.200
1.4081.408
1.7501.750
2.240
1.400
1.570
1.800
2.0502.050
2.400
1.700
1.900
2.150
2.450
1.500
1.700
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
6.8
7.2
7.6
8.0
8.4
8.8
9.2
9.6
10.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
IN
DIC
E D
E R
UG
OS
ID
AD
IN
TE
RN
AC
IO
NA
L IR
I, m
/km
AÑO
Figura 1 VARIACION DE IRI EN EL TIEMPO, DE LAS PROPUESTAS DE
MANTENIMIENTO DEL LIBRAMIENTO DE VILLAHERMOSA
SIN PROYECTO
TS a 4 años y Cambio de CA a 7
años
IRI LIMITE 2.5 m/km
REP
OSI
CIÓ
ND
E C
AR
PET
A +
TS
TRA
TAM
IEN
TO S
UP
ERFI
CIA
L (T
S)
REE
STR
UC
TUR
AC
IÓN
DE
PA
VIM
ENTO
TRA
TAM
IEN
TO S
UP
ERFI
CIA
L (T
S)
PU
ESTA
A P
UN
TO
![Page 3: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/3.jpg)
Losas de concreto y base modificada con
cemento
Carpeta asfáltica y base hidráulica
Losas de concreto y
base hidráulica
Losas de concreto (whitetopping)
ESTRUCTURA DE PAVIMENTO
P L D
2000 20081994 2016CONSERVACIÓN
Sust
itu
ció
n d
e C
apa
de
Ro
dad
ura
Bac
he
o S
up
erfi
cial
Sob
re C
arp
eta
de
Asf
alto
Ren
ivel
acio
nes
Bac
he
o P
rofu
nd
o
Sella
do
de
Gri
etas
Sust
itu
ció
n d
e Se
llo
Sella
do
de
Gri
etas
Rep
arac
ión
de
Des
po
rtill
amie
nto
s
Sust
itu
ció
n d
e Lo
sas
Per
fila
do
Sust
itu
ció
n d
e B
ase
White topping
Carpeta asfáltica y base modificada con cemento
Carpeta asfáltica y base asfáltica
Técnicas de conservación de pavimentos
![Page 4: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/4.jpg)
Protocolo AMAAC mezclas asfálticas densas en caliente
![Page 5: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/5.jpg)
Estaciones móviles de pesaje dinámico (WIM)
Estación Don-Nogales (459 km)
Gómez Palacio-Corralitos (150.59 km)
Cuacnopalan-Tehuacán-Oaxaca (243 km)
Puente de Ixtla-Iguala (63.58 km)
Las Choapas-Ocozocoautla (197.5 km)
México-Cuernavaca (56.5 km)
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
20%
1 5 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46carga por eje (ton)
po
rcen
taje
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-012-SCT-2-2014
![Page 6: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/6.jpg)
Carga LegalCarga Legal
Carga Legal Carga Legal
Espectros de carga
Porcentaje de sobrecarga = 34.83%
Porcentaje de sobrecarga = 8.28 %
Porcentaje de sobrecarga = 2.2 %
Porcentaje de sobrecarga = 38.14 %
AUT. ESTACIÓN DON - NOGALES
![Page 7: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/7.jpg)
Carga LegalCarga Legal
Carga Legal Carga Legal
Espectros de carga
Porcentaje de sobrecarga = 43.19%
Porcentaje de sobrecarga = 8.81 %
Porcentaje de sobrecarga = 0.7 %
Porcentaje de sobrecarga = 6.95 %
AUT. GÓMEZ PALACIO-CORRALITOS
![Page 8: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/8.jpg)
Carga LegalCarga Legal
Carga Legal Carga Legal
Espectros de carga
Porcentaje de sobrecarga = 23.31 %
Porcentaje de sobrecarga = 9.43 %
Porcentaje de sobrecarga = 2.07 %
Porcentaje de sobrecarga = 4.52 %
C.D. COACNOPALAN - OAXACA
![Page 9: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/9.jpg)
Carga LegalCarga Legal
Carga Legal Carga Legal
Espectros de carga
Porcentaje de sobrecarga = 60.29 %
Porcentaje de sobrecarga = 19.99 %
Porcentaje de sobrecarga = 10.16 %
Porcentaje de sobrecarga = 22.87 %
C.D. LAS CHOAPAS - OCOZOCOAUTLA
![Page 10: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/10.jpg)
Carga LegalCarga Legal
Carga Legal Carga Legal
Espectros de carga
Porcentaje de sobrecarga = 28.8%
Porcentaje de sobrecarga = 11.57 %
Porcentaje de sobrecarga = 2.54 %
Porcentaje de sobrecarga = 31.29 %
AUT. MÉXICO - CUERNAVACA
![Page 11: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/11.jpg)
Tramo/Eje Sencillo (%) Dual (%) Tándem (%) Tridem (%)
Estación Don-Nogales 2.2 38.14 8.28 34.83
Gómez Palacio-Corralitos 0.70 6.95 8.81 43.19
Cuacnopalan-Oaxaca 2.07 4.52 9.43 23.31
Puente de Ixtla-Iguala 1.23 3.92 2.15 4.05
Las Choapas-Ocozocoautla 10.16 22.87 19.99 60.29
México-Cuernavaca 2.54 31.29 11.57 28.8
Resumen de pesaje dinámico (WIM)
![Page 12: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/12.jpg)
SMA, CASAA
CAPA DE ALTO MÓDULO
(CAM)
CAPA ABSORBENTE DE
TENSIÓN (CAT)
BASE GRANULAR,
SUB-BASE,
SUBRASANTE,
TERRACERÍAS
![Page 13: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/13.jpg)
Menor deformación = Mayor vida
por fatigaMayor deformación = Menor vida
por fatiga
Espesor
Espesor
![Page 14: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/14.jpg)
PCONVPLD
![Page 15: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/15.jpg)
Diseño de un PLD
Mezcla asfáltica
![Page 16: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/17.jpg)
Software LCCA v.3.1
Desarrollado por la Asphalt Pavement Alliance (Dr.
David H. Timm, de la Universidad de Auburn)
NCAT
Considera los principios de la Federal Highway
Administration (FHWA).
![Page 18: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/18.jpg)
Periodo de análisis: 30 años
Tasa de Descuento: 10%
TDPA: 42,237 vehículos en ambos sentidos
% Pesados: 10.2%
Longitud del proyecto: 56.5 km
No. de carriles: 4 a 6 carriles
Velocidad límite: 110 km/hr
Velocidad zona de trabajo: 40 km/hr
Carriles cerrados a la circulación: 1 en cada
sentido
Alternativas de diseño: Pavimento Flexible
PLD y Pavimento Rígido PCC
(Whitetopping).
Ejemplo de análisis
Autopista México - Cuernavaca
![Page 19: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/19.jpg)
Actividad C&M Año
Construcción Inicial 0
Fresado+CASAA_4cm 6
Fresado+CASAA_4cm 12
Fresado+CASAA_4cm 18
Fresado+CASAA_4cm 24
Fresado+CASAA_4cm 30
PLD
Actividad C&M Año
Construcción Inicial 0
Calafateo y Reposición Juntas (millas) 5
Demolición/Reposición Losas (1.5%) 5
Calafateo y Reposición Juntas 10
Demolición/Reposición Losas (1.8%) 10
Calafateo y Reposición Juntas 15
Demolición/Reposición Losas (2.3%) 15
Microfresado (Fricción) 15
Calafateo y Reposición Juntas 20
Demolición/Reposición Losas (3.2%) 20
Calafateo y Reposición Juntas 25
Demolición/Reposición Losas (5.1%) 25
Calafateo y Reposición Juntas 30
Demolición/Reposición Losas (9.9%) 30
Microfresado (Fricción) 30
PCC
Calendario de Actividades PLD
Calendario de Actividades PCC.
![Page 20: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/21.jpg)
Costos Totales, en 1km al año 30 y en el tiempo
24%
![Page 22: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/22.jpg)
Emisiones de CO2 equivalente en las etapas de construcción y
mantenimiento de las estructuras de pavimento PLD y PCC.
![Page 23: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/23.jpg)
• Los PLD son estructuras con desempeños y periodos de
vida mayores a los de pavimentos flexibles convencionales.
• Son diseñados con esquemas empírico mecanicistas. Una
plataforma de diseño que se puede utilizar es el programa
PerRoad 4.3.
• Uno de los insumos principales es la utilización de
espectros de carga, condición que manifiesta los
porcentajes de carga para cada tipo de eje, así como la
carga excedida, en su caso, respecto a la autorizada en la
NOM-012-SCT-2-2014
CONCLUSIONES
![Page 24: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/24.jpg)
CONCLUSIONES
• El análisis económico del costo de ciclo de vida (LCCA)
ayuda a identificar la mejor alternativa de menor costo a
largo plazo que satisfaga las necesidades y objetivos de
ingeniería, para proyectos de inversión. (Aspecto
económico y social)
• El análisis del ciclo de vida (LCA), permite evaluar el
impacto ambiental a través del ciclo de vida de un sistema
o producto, desde la extracción de materiales,
manufactura, uso y disposición final. (Aspecto ambiental)
![Page 25: “Diseño Estructural y de mezclas asfálticas - amaac.org.mx€¦ · DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CICLO DE UN PROYECTO DE PAVIMENTOS ... Losas de concreto y base modificada con](https://reader030.fdocuments.ec/reader030/viewer/2022020114/5afa15447f8b9a32348d3911/html5/thumbnails/25.jpg)
CONCLUSIONES
• Un aspecto fundamental para el diseño de pavimentos,
tanto PLD como otros tipos de diseño, es el de llevar a
cabo estudios de pesaje dinámico de manera periódica,
así como la obtención de los espectros de las cargas
reales que transitan por la red carretera nacional o bien,
los ESALs reales para el diseño.