Chapter 9 Conclusion
9.4 Reflections on the Research: Strengths and Limitations
A1.2.8.1
Costos de construcción
Los costos de construcción estimados para las distintas opciones de mejoramiento de estándar en Euros/m2, se presentan en detalle en el Apéndice 7 y se resumen a continuación. Los costos de cons-
trucción por kilómetro se asumen constantes para los 7.000 m2de pavimento por kilómetro. Estos son
sólo costos de construcción y excluyen instalación de faenas, duración del proyecto, instalaciones para las acomodaciones de tráfico y otros trabajos complementarios.
Las opciones 1 y 2 incluyen la construcción de una base chancada, solución que requiere desvíos tem- porales de tráfico. El costo de construir estos desvíos se estima en 20.000 Euros por kilómetro. Este re- querimiento no es necesario para el reciclado en dos etapas, ya que el tráfico puede ser acomodado en mitades del ancho del camino. Además, el tiempo requerido para la construcción debería ser del orden de un 20% menor en comparación con las opciones 1 y 2 para el reciclado en dos etapas. Esto se debe principalmente a que hay menos actividades incorporadas en este proceso.
A1.2.8.2
Medidas de mantenimiento
Las bases machacadas o chancadas deben ser protegidas del ingreso de agua y por lo tanto requieren un sellado en intervalos regulares, normalmente entre 5 a 7 años. Sin embargo, las bases estabilizadas con asfalto en general son más resistentes a la humedad y no son propensas al agrietamiento. La acción de mantenimiento para esta alternativa es un sello después de 10 años.
Por lo tanto, el valor presente de la alternativa de reciclado in-situ en dos etapas es significativamente menor que las otras opciones.
A1.2.9
Recomendaciones para el mejoramiento de estándar
Se recomienda la alternativa de reciclado en dos etapas para mejorar los estándares del camino de grava existente. Además de los beneficios en los costos directos, esta opción reutiliza el material de las capas superiores del pavimento, reduciendo la necesidad de importar material y el consecuente efecto negativo que esto tiene en el medioambiente.
A pesar de que las tres alternativas de diseño son adecuadas en términos de la capacidad estructural (utilizando métodos empíricos), la resiliencia de la base estabilizada con asfalto espumado en términos de tolerar las sobrecargas de tránsito es una de las características que posiciona esta opción sobre las otras. Incluso, la alternativa de reciclado en dos etapas mejora la resistencia y durabilidad de materiales relati- vamente pobres que se encuentran tanto en la parte superior como a mayor profundidad.
Basado en estas observaciones, el reciclado in-stiu en dos etapas debe ser recomendado como solución de rehabilitación.
La secuencia de construcción prevista es:
– Reciclado de 300 mm del pavimento existente en mitades de ancho, aplicando un 2% de cal. Perfilar y compactar a una densidad objetivo y abrir al tráfico cuando se finalice esta etapa
– Dentro de las siguientes 24 horas, volver a reciclar los 125 mm superiores de la capa modificada con el 3% de asfalto espumado. Perfilar, compactar a una densidad objetivo y abrir al tráfico cuando se complete
– Dentro de los 7 días siguientes, barrer cualquier pérdida de material y aplicar el doble tratamiento superficial.
Opción de Rehabilitación Costos de Construcción en (e) Por m2 Por Kilómetro
1 Pavimento convencional utilizando material granular 11,99 83.930 2 Base chancada sobre una subbase
estabilizada con cemento 12,55 87.850
A1.3
Sustituir el RAP estabilizado con asfalto espumado por una base asfáltica en
caliente
El procedimiento de diseño descrito en este ejemplo corresponde al uso de RAP estabilizado con asfalto espumado como un sustituto del recapado con mezcla asfáltica tradicional en caliente (Hot Mix Asphalt, HMA).
Los acopios de RAP se han transformando en un problema medioambiental importante en muchos paí- ses, generado una presión creciente en la población, lo que ha llevado a las autoridades a buscar un uso alternativo de estos materiales. Algunas autoridades permiten reciclar un pequeño porcentaje del RAP en sus mezclas de bases asfálticas, pero esta práctica no ha tenido un efecto significativo en el tamaño de los acopios.
A1.3.1
Descripción del proyecto
La sección de camino correspondiente a este proyecto es de aproximadamente un kilómetro de largo, y forma parte del acceso principal a un área residencial densamente poblada. Este sector del camino es una ruta importante de buses, y puede ser clasificada como Categoría A con una confiabilidad en el diseño del 95%. La sección transversal existente incluye dos pistas de 3,75 metros con bermas de 1,0 metro de ancho, las cuales presentan un tratamiento superficial. El clima es tibio a caluroso (tropical) con una precipitación media anual por sobre los 1.000 mm.
A1.3.2
Investigaciones realizadas
No existían mediciones de deflectometría previas en el camino, y el tamaño del proyecto no justifica el costo de contratar dicha inspección. Por lo tanto, el pavimento debe ser evaluado utilizando otros métodos descritos más adelante.
A1.3.2.1
Análisis de tráfico
Se realizó un conteo de tráfico. Éste clasificó a los vehículos en autos, vehículos comerciales y buses. El conteo se realizó entre las 07:00 hasta las 18:00, utilizándose un factor de 1,06 para convertir el conteo real a un conteo de 24 horas. Los resultados se presentan en la tabla siguiente.
Donde: AADT = Tráfico medio diario anual
fH = Porcentaje diario de vehículos pesados
fE = Promedio de ESALs estimado por vehículo pesado
fL = Factor de distribución de pista (Ver Tabla A4.3)
fG = Factor de pendiente (ver Tabla A4.4)
fW = Factor de distribución por pista (Ver Tabla A4.5)
Composición de tráfico Conteo Real Estimación 24 horas
Número de autos 9352 9913
Número de vehículos comerciales 512 543
Número de buses 166 176
Número total de vehículos (AADT estimado) 10030 10632
Utilizando los siguientes valores en la ecuación se calcula el ADE: AADT = 10.632 (del conteo de tráfico, ver tabla arriba)
fH = (543+176)/10.632 = 6,8% (del conteo de tráfico, ver tabla arriba)
fE = 1,5 (experiencia local – de estudios de pesajes por eje anteriores)
fL = 0,5 (ver Tabla A4.3)
fG = 1,0 (ver Tabla A4.4)
fW = 1,1 (ver Tabla A4.5)
Datos históricos indican que el crecimiento total del tráfico en los últimos 10 años fue aproximadamente de un 8%. Sin embargo, el crecimiento de los vehículos pesados fue significativamente menor a un 6%. Se realizó un análisis de sensibilidad para evaluar el efecto del crecimiento del tráfico en la capacidad estructural utilizada en el diseño.
El tráfico estimado de diseño en un período de diseño de 20 años (o capacidad estructural) puede asumirse dentro de la clase de tráfico T3 (Tabla A4.1) de 3 a 10 millones de ESALs.
A1.3.2.2
Inspección visual
Esta parte del camino presenta una pista por sentido, con una ancho pavimentado de aproximadamente 9,5 metros. La superficie existente es de asfalto. Existen soleras y drenes al costado del camino, casi en la longitud total de la sección, alternándose de un lado a otro de acuerdo al peralte obser- vado.
El asfalto de la superficie se encontraba envejecido. La textura de la superficie era rugosa, debido a la pérdida de agregados. El agrietamiento térmico era extensivo, excepto sobre las huellas de los neumáticos.
La inspección general concluyó que esta sección del camino
se encontraba en buen estado, sin deficiencias estructurales mayores.
A1.3.2.3
Investigación de calicatas
Se excavaron 3 calicatas a una profundidad de 0,9 metros, para definir las capas del pavimento existente, e identificar el tipo y condición de los materiales utilizados en la construcción original. Se enviaron al laboratorio muestras representativas de cada capa encontrada para realizar ensayos estándares de suelos (CBR, límites de Atterberg y granulometrías) y clasificar los materiales.
ADE = 10632 x 0.068 x 1.5 x 0.5 x 1.0 x 1.1 = 596 ESALs
ADE (ESALs) 596
Período de diseño (años) 20
Tasa de crecimiento (%) 4 6 8
Factor de creciemiento (Tabla A4.6) 11.304 14.232 18.039 Tráfico de Diseño (ESALs) 6 737 184 8 482 272 10 749 456
Fig. A1.13 Capa superficial del
El pavimento estaba compuesto por dos capas de recapado asfáltico sobre una subbase granular. El espesor total del asfalto era variable entre los 125 mm y 160 mm. Se observó que las capas de asfalto en los lugares donde se axcava- ron las calicatas se encontraban en buenas condiciones, sin evidencias de agrietamiento por fatiga.
La capa de subbase fue construida con material graduado chancado. El con- tenido de humedad del material de subbase era relativamente alto, aproxi- mándose al contenido óptimo de humedad. La calidad del material chancado era deficiente, con un alto contenido de finos. La capa de subbase era de consistencia densa y pruebas con ácido clorhídrico y fenolftaleno no arrojaron evidencias de estabilizaciones realizadas con anterioridad.
Las capas superiores seleccionadas de subrasante fueron construídas a partir
de tillita húmeda y el material de subrasante subyacente estaba compuesto por un material similar con bolones de de 200 mm de diámtero. El material en la porción inferior de la subrasante se encuentra en estado húmedo. En general, estas capas presentaban una consistencia media a densa.
A1.3.2.4
Auscultación con Cono de Penetración Dinámico (DCP)
Ante la ausencia de medidas de deflexión, se realizaron pruebas adicionales con DCP (a intervalos de 100 metros en ambas huellas de neumáticos, en ambas pistas) para determinar las condiciones de capacidad de soporte.
Las capas asfálticas son muy duras como para ser penetradas por el DCP. Por lo tanto, se utilizó un taladro de impacto para perforar el asfalto (de espesor medio de 150 mm), permitiendo al DCP iniciar la medición en la parte superior de la subbase hasta una profundidad estándar de 800 mm desde la super- ficie. Los datos de penetración registrados fueron analizados utilizando el programa computacional “Analizador de DCP” para calcular el CBR in-situ y el módulo elástico, a partir de la tasa de penetración. Un resumen del análisis de DCP se muestra en la siguiente tabla.
Abb. A1.14 Calicata
Distancia (m) Promedio de Módulos (MPa) CBR Promedio (%)
desde el extremo 150 – 300 mm 300 – 800 mm 150 – 300 mm 300 – 800 mm
Norte (subbase) (subbase) (subbase) (subbase)
100 761 301 227 85 200 416 153 126 38 300 239 176 65 45 400 265 170 74 43 500 318 157 91 39 600 635 270 195 75 700 140 222 34 59 800 535 215 170 57 900 270 68 75 14 1000 197 175 51 45 5 percentil (por dato) 166 106 42 25