Description
MANTENIMIENTO Y GESTIÓN DE PAVIMENTOS Ing. Nancy Gabriela Tedesco
CONCEPTOS BÁSICOS
Es importante tener presente que la estructura de un pavimento sufrirá -con el tiempo- daño y deterioro, aún cuando sea adecuadamente diseñado y construido de acuerdo con todas las especificaciones y normas de calidad.
Los pavimentos tienen una vida definida; aún con un mantenimiento óptimo, alcanzarán un punto de falla.
SE DISEÑAN PARA QUE FALLEN DENTRO DE UN PERÍODO ESPECÍFICO DE TIEMPO. Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
CONCEPTOS BÁSICOS
El modo de deterioro varía sustancialmente en función de la interacción de varios parámetros, que adicionalmente controlan la rata de deterioro, ellos son: La
estructura (resistencia) del pavimento, incluyendo la subrasante.
El
volumen de tráfico y el tipo de cargas.
Políticas
de mantenimiento.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Esquema básico de Gestión de Pavimentos DISEÑO de PAVIMENTOS
M&R de PAVIMENTOS
Técnico- Ingeniería de pavimentos
GERENCIA de PAVIMENTOS
Administrativo Gerencial
PROBLEMA DE DISEÑO Definir la estructura requerida (SN) para que un pavimento construido sobre una subrasante determinada, en un medio ambiente específico, tenga un comportamiento preestablecido al ser sometido a un cierto número de repeticiones de carga.
SN NÚMERO ESTRUCTURAL
TRÁFICO (CARGAS)
CONDICIONES AMBIENTALES
Subrasante
MANTENIMIENTO VIAL
Es una importante y compleja actividad que requiere ser valorada y atendida con dedicación.
La ausencia de mantenimiento trae como consecuencia una red vial en deficientes condiciones y enormes costos de rehabilitación.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
MANTENIMIENTO & REHABILITACIÓN (M&R)
Mantenimiento: Acciones menores aplicadas a un elemento o sistema para corregir fallas o deterioros y hacer que funcione correctamente.
Rehabilitación: Acciones –generalmente mayoresaplicadas a un elemento o sistema para volverlo a su condición de “nuevo”.
IMPORTANCIA Y BENEFICIOS DEL MANTENIMIENTO:
Ayuda a mantener las vías operativas, seguras y confiables.
Reduce o elimina los peligros a los usuarios.
Reduce el costo de operación de los vehículos.
Reduce los tiempos de viaje y traslado de personas y mercancías.
Prolonga la vida de los pavimentos.
Controla la tasa de deterioro.
Reduce los costos de rehabilitación.
Protege la inversión.
Genera puestos de trabajo.
DESVENTAJAS
Es una actividad poco retribuida y reconocida.
Requiere organización y constancia.
Es una actividad poco glamorosa, no da prestigio personal ni político.
Mantener es más difícil que construir.
Los pavimentos se comportan relativamente bien sin mantenimiento durante buena parte de su vida útil.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
BENEFICIOS DEL MANTENIMIENTO
Mejora funcional e incremento de confort de los usuarios.
Corrección de problemas estructurales.
Mejora de fricción y seguridad a los usuarios.
Control de la rata de deterioro del pavimento.
Reducción o eliminación de peligros.
Impermeabilizar la superficie.
Mejora la apariencia.
Protección de la inversión. Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA DEFINICIÓN DE ACCIONES DE M&R
Tipos y severidad de fallas.
Elementos geométricos.
Posible causa de deterioro.
Recursos disponibles.
Comportamiento general del pavimento.
Condiciones ambientales.
Nivel requerido o deseado de mejoramiento.
Experiencia de mantenimiento previo.
Políticas y metas de la agencia.
Tipo de estructura y subrasante.
Importancia de la vía.
Características de tráfico.
Forma de control de tráfico.
Técnicas disponibles y su aplicabilidad.
FALLAS DEL PAVIMENTO
La falla ESTRUCTURAL está asociada con la capacidad de carga del pavimento y normalmente se refiere a la fatiga de la estructura.
La falla FUNCIONAL es generalmente definida como la incapacidad del pavimento para proveer una superficie que permita un rodaje confortable, seguro y económico de los vehículos.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
FALLA FUNCIONAL
FALLA ESTRUCTURAL
FALLAS DEL PAVIMENTO
Los modos de deterioro o falla son normalmente divididos en: asociados o no asociados con cargas, siendo los primeros inducidos por el tráfico en la estructura del pavimento.
Las fallas no asociadas con carga se refieren a las producidas por el medio ambiente y condiciones atmosféricas, calidad de construcción y/o materiales, y problemas especiales como: temperatura y humedad, características de los suelos y materiales y diseños inadecuados de ingeniería.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
TIPOS DE FALLA DE PAVIMENTOS
De acuerdo a algunos autores, los tipos de falla mas comunes son: Agrietamiento
Deformación
por cargas (fatiga).
por cargas (ahuellamiento).
Agrietamiento Deformaciones
por contracción (termo-fractura). y grietas no producidas por cargas.
Desintegración. Fallas
ocasionadas por factores no intrínsecos de la estructura.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
EJEMPLOS DE FALLA DE PAVIMENTOS
MAS EJEMPLOS…
Grietas Fuente: Andrés López
Depresión Fuente: José Dos Santos
EJEMPLOS
Piel de cocodrilo Fuente: Cristina Gómez
Piel de cocodrillo, ahuellamiento Fuente: Gabriel Figueras
Fuente: Agelvis González
Capacidad Estructural
DETERIORO ESTRUCTURAL BENEFICIO ESTRUCTURAL
SNo
SNR
SNt
SNT
SNefectivo t nt
nx ny
Tiempo (años)
nx=vida esperada sin rehabilitación ny=vida esperada del pavimento rehabilitado Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Capacidad Funcional
DETERIORO FUNCIONAL BENEFICIO FUNCIONAL
Po
DP
Pt
DPSI Nivel de falla
Pf nt
t
nx ny
Tiempo (años)
nx=vida esperada sin rehabilitación ny=vida esperada del pavimento rehabilitado Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
TIPOS O DENOMINACIONES DEL MANTENIMIENTO VIAL:
Rutinario Periódico Menor Preventivo Correctivo Mayor Rehabilitación Reconstrucción
CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DEL M&R
Mantenimiento Menor: acciones localizadas - Preventivo
- Correctivo
Mantenimiento Mayor: se aplica a toda una vía - Efectivo - Correctivo
MANTENIMIENTO MENOR Son acciones aplicadas localmente. Se clasifican en:
Preventivo: consiste en aquellas acciones que se ejecutan para proteger el pavimento y corregir fallas incipientes en su estado inicial de evolución.
Correctivo: se refiere a acciones ejecutadas para corregir o reparar fallas que afectan el nivel de servicio del pavimento, o presentan peligro para los usuarios.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
MANTENIMIENTO MENOR
Sellado de grietas.
Bacheo
De emergencia.
Bacheo superficial.
De carpeta.
Profundo.
Sello asfáltico localizado.
Nivelación localizada.
Fresado y/o texturización localizada. Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Mantenimiento menor Preventivo
Correctivo
Grietas Fuente: Gustavo Kosler
Bacheo localizado Fuente: Dayana Márquez
Ejemplos de Mantenimiento Menor
Sellado de grietas Fuente: Augusto Jugo
Bacheo de superficie Fuente: Augusto Jugo
Bacheo de emergencia Fuente: Augusto Jugo
Tipos de Bacheo Bacheo superficial
Bacheo profundo
Bacheo de carpeta
Bacheo de emergencia
Fuente: Augusto Jugo
Nivelación localizada Fuente: Augusto Jugo
Sello localizado con lechada Fuente: Augusto Jugo
MANTENIMIENTO MAYOR Estas acciones son aplicadas a un tramo de vía, o al menos a una sección importante de la misma. Son actividades programadas y ejecutadas para el mejoramiento sustancial del pavimento. Puede ser:
Efectivo: se aplica antes que la condición del pavimento alcance un estado crítico, condición regular-baja, dentro de la zona óptima de rehabilitación.
Correctivo: se aplica cuando el nivel de servicio de una vía está por debajo del mínimo aceptable desde el punto de vista funcional, o presenta un importante debilitamiento estructural. Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
MANTENIMIENTO MAYOR
Tratamientos superficiales.
Capas asfálticas:
De nivelación.
De fricción y/o sello.
Estructurales.
Remoción por fresado.
Reciclado:
En frío.
En caliente.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Mantenimiento mayor Efectivo
Nivelación capa asfáltica Fuente: Fernando Quiros
Mantenimiento mayor Correctivo
Reparación estructural Fuente: Alejandro Suárez
Reparación estructural Fuente: Gerardine Zambrano
Lechada Asfáltica (Slurry Seal) Sello de emulsión con agregado
Fuente: Augusto Jugo
MANTENIMIENTO MAYOR Estas acciones son recomendadas desde el punto de vista económico por:
Se requiere de poca preparatoria.
Un pequeño aporte estructural alarga considerablemente la vida del pavimento.
Rara vez se requieren capas de nivelación.
Los espesores de refuerzo son reducidos.
Los costos de rehabilitación son considerablemente menores.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
ACCIONES COMPLEMENTARIAS
Estas acciones agrupan aquellas actividades – generalmente localizadas- que se requieren para corregir aspectos que afectan la condición de rodaje y que no dependen directamente del pavimento y su resistencia estructural.
Estos trabajo son generalmente necesarios en vías urbanas.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
ACCIONES COMPLEMENTARIAS
Nivelación de bocas de visita.
Nivelación de sumideros.
Suministro de rejillas y marcos.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
La selección de estrategias óptimas y adecuadas para el M&R de pavimentos es un ARTE mas que una ciencia. Usualmente un proceso complejo.
PROCESO DE SELECCIÓN DE ACCIONES DE M&R AASHTO-93
Fase 1: Identificación del problema
Fase 2: Selección de posibles soluciones
Fase 3: Selección de solución Preferida (óptima)
MÉTODO PCI
Existen diversos esquemas para clasificar la calidad de un pavimento y consecuentemente definir distintos puntos o etapas en su curva de deterioro.
En este caso se ha adoptado el método PCI (Pavement Condition Index) para calificar su condición. El método cuantifica la condición del pavimento entre 0 y 100, según se indica en la siguiente tabla, en base a la cual se adoptó la siguiente clasificación práctica:
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
MÉTODO PCI PCI
CONDICIÓN
> 70
Buena
40 – 70
Regular
< 40
Mala
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
CARACTERÍSTICAS El pavimento no requiere acción especial sólo mantenimiento menor Condición intermedia. Acciones recomendables/diferibles El pavimento requiere mejoras
ZONA DE MANTENIMIENTO Y REHABILITACIÓN
PCI
ESCALA
100
Excelente
85
Muy bueno
70
Bueno
55
Regular
40
Pobre
25
Muy pobre
10
Pobre
Menor
Menor (rutinario) Mayor (efectivo) Mayor (correctivo) Mayor (correctivo) Reconstrucción
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
CURVA TÍPICA DE DETERIORO PCI
Inicio de mantenimiento menor
Condición del pavimento
100
A ( 75 +/- 4 ) 70
Inversiones pequeñas producen grandes beneficios
B ( 55 +/- 7 ) C ( 40 +/- 6 )
40
0
ZONA ÓPTIMA DE REHABILITACIÓN
Mantenimiento mayor, rehabilitación o reconstrucción Tiempo
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Sistemas de Gerencia o Gestión de Pavimentos
SGP Conceptos básicos
SISTEMA DE GERENCIA DE PAVIMENTOS (SGP) Definición (AASHTO) Es una serie de procedimientos y/o metodología que apoyan la toma de decisiones, para definir estrategias óptimas para proveer y mantener pavimentos en una adecuada condición de servicio, durante un periodo de tiempo pre-establecido.
Esquema básico de un SGP Inventario
BASE DE DATOS
Modelos de Análisis -Deterioro/predicción -Evaluación económica -Jerarquización
• Información de apoyo a toma de decisiones • Planes de inversión
Actualización de Base de Datos -De obras -Evaluación de la red
Ejecución de obras -Contratación -Ejecución -Inspección
PRECAUCIONES EN EL USO DE SISTEMAS DE GERENCIA
El éxito de la aplicación de un sistema depende de la capacidad de los técnicos involucrados en su desarrollo, implementación y operación.
Un sistema no mejora prácticas mediocres de ingeniería.
Los componentes y alcances del sistema deben ser claramente definidos.
Deben evaluarse los resultados en forma práctica y no pretender hacer un sistema infalible.
Debe evitarse la pretensión de producir soluciones precisas para problemas no “totalmente” comprendidos.
Debe evitarse la sobre-complicación o sobre-simplificación del sistema.
NIVELES DE APLICACIÓN DE SGP Nivel Proyecto: Nivel técnico
Apoya la toma de decisiones sobre una vía o tramo de una red vial.
PCI
B R M
Tiempo
Nivel Red: Nivel administrativo
Apoya la toma de decisiones para toda una red vial.
SGP-NIVEL PROYECTO NIVEL TÉCNICO Sirve para evaluar y decidir sobre un proyecto o tramo de la red. Considera aspectos técnicos de diseño, mantenimiento y/o rehabilitación. Define las alternativas posibles para cada proyecto, sus costos y beneficios. Suministra información al nivel Red.
Indicadores de rehabilitación Curva deterioro-tiempo
PCI B
Pr ΔP
R
x
Mejora de calidad (funcional)
y
t M
Nivel mínimo de calidad
o
t
f
Vida agregada
VRE
Vida Total esperada
f
Tráfico/años
SGP-NIVEL ADMINISTRATIVO NIVEL RED
Apoya la toma de decisiones para una red vial. Considera aspectos administrativos tomando en cuenta la red como un todo. Permite evaluar los beneficios de programas de inversión en forma integral. Permite incorporar beneficio de los usuarios en la toma de decisiones (costo de operación, impacto en tarifas, etc.)
SISTEMAS DE GERENCIA O GESTIÓN DE PAVIMENTOS
Ilustración Nivel Red
Red Troncal del Edo. Sucre
Troncal 09 Troncal 09
Límite Anzoátegui
Troncal 10
Límite Monagas
Red Troncal del Edo. Sucre: Codificación y Condición (primaria)
T09 SU 10
T09 SU 21
T09 SU 30
T09 SU 40 T09 SU 50
T09 SU 60
T09 SU 70
T09 SU 80
Carúpano
Cumaná
Cariaco
Yaguaraparo
Guiria
Mariguitar Río Grande
Plan de la Mesa
Límite Anzoátegui
T09 SU 20
T10 SU 10
T10 SU 20
Límite Monagas
Condición: Buena Regular Mala
Cod.
Long (km)
CondPCI
Long. Buena
Lim Anzoátegui – Plan de la Mesa
T09SU 10
40
76
40
Plan de la Mesa CZU Cumaná
T09SU 20
15
61
CZU Cumaná – Plan de la Mesa
T09SU 21
15
80
FZU Cumaná Mariguitar
T09SU 30
24
48
Mariguitar – Cariaco
T09SU 40
58
26
Cariaco – CZU Carúpano
T09SU 50
52
53
FZU Carúpano – El Pilar
T09SU 60
21
78
El Pilar – Yaguaraparo
T09SU 70
41
51
Yaguaraparo Guiria
T09SU 80
66
32
Cariaco – Río Grande
T10SU 10
48
47
Río Grande - Lim Monagas
T10SU 20
18
22
398
PCIpond. 48
Tramo
Long. Regular
Long. Mala
3 2
15
3
15
2
24 58
1 2
52
3
21
3
41 66
18
180 45 %
1 2
48
76 19 %
Nivel de Prioridad
142 36 %
1
Esquema de Prioridades: 3
B 70
R 40
M
3
3 2
32 2
2 1 1 1
Ejercicio ilustrativo •
Monto requerido para rehabilitar todos los tramos con prioridad 1 y 2
Costo para intervenir todos los tramos en NP 1 y 2 Tramo
Cod.
Long (km)
Cond PCI
Prioridad
Costo Un/km
Condición Después
Costo Total
Lim Anzoátegui – Plan de la Mesa
T09SU 10
40
76
3
-
72
-
Plan de la Mesa - CZU Cumaná
T09SU 20
15
61
2
3
100
45
CZU Cumaná – Plan de la Mesa
T09SU 21
15
80
3
-
76
-
FZU Cumaná - Mariguitar
T09SU 30
24
48
2
4
100
96
Mariguitar – Cariaco
T09SU 40
58
26
1
7
100
406
Cariaco – CZU Carúpano
T09SU 50
52
53
2
3
90
156
FZU Carúpano – El Pilar
T09SU 60
21
78
3
-
72
-
El Pilar – Yaguaraparo
T09SU 70
41
51
3
-
44
-
Yaguaraparo - Guiria
T09SU 80
66
32
1
6
90
396
Cariaco – Río Grande
T10SU 10
48
47
2
4
90
188
Río Grande - Lim Monagas
T10SU 20
18
22
1
8
100
144
398
PCI pond.
PCI pond. Después 85
1431*
48
* Monto requerido para rehabilitar todos los tramos con prioridad 1 y 2.
Ejercicio ilustrativo •
Para rehabilitar todos los tramos con prioridad 1 y 2 se requieren 1431 Un… pero solo disponemos de 700…
•
Que hacer?
Programas de acción: Considera sólo rehabilitación
•
Lo peor primero
•
Atender vías en Prioridad 2 y 1
Lo peor primero… Tramo
Cod.
Long (km)
Cond. PCI
Prioridad
Costo Un/km
Condición Después
Costo Total
Lim Anzoátegui – Plan de la Mesa
T09SU 10
40
76
3
-
72
-
Plan de la Mesa - CZU Cumaná
T09SU 20
15
61
2
3
55
CZU Cumaná – Plan de la Mesa
T09SU 21
15
80
3
-
76
FZU Cumaná - Mariguitar
T09SU 30
24
48
2
4
42
Mariguitar – Cariaco
T09SU 40
58
26
1
7
100
Cariaco – CZU Carúpano
T09SU 50
52
53
2
3
47
FZU Carúpano – El Pilar
T09SU 60
21
78
3
-
72
-
El Pilar – Yaguaraparo
T09SU 70
41
51
3
-
44
-
Yaguaraparo - Guiria
T09SU 80
66
32
1
6
60
150
406
(38%) Cariaco – Río Grande
T10SU 10
48
47
2
4
39
Río Grande - Lim Monagas
T10SU 20
18
22
1
8
100
144
398
PCI pond.
PCI pond. Después 63
700
48
Tramos con NP 2 y 1… Tramo
Cod.
Long (km)
Cond. PCI
Prioridad
Costo Un/km
Condición Después
Costo Total
Lim Anzoátegui – Plan de la Mesa
T09SU 10
40
76
3
-
72
-
Plan de la Mesa - CZU Cumaná
T09SU 20
15
61
2
3
100
45
CZU Cumaná – Plan de la Mesa
T09SU 21
15
80
3
-
76
-
FZU Cumaná - Mariguitar
T09SU 30
24
48
2
4
100
96
Mariguitar – Cariaco
T09SU 40
58
26
1
7
45
67 (16,5%)
Cariaco – CZU Carúpano
T09SU 50
52
53
2
3
100
156
FZU Carúpano – El Pilar
T09SU 60
21
78
3
-
72
-
El Pilar – Yaguaraparo
T09SU 70
41
51
3
-
44
-
Yaguaraparo - Guiria
T09SU 80
66
32
1
6
24
Cariaco – Río Grande
T10SU 10
48
47
2
4
100
192
Río Grande - Lim Monagas
T10SU 20
18
22
1
8
100
144
398
PCI pond.
PCI pond. Después 68
700
48
Indicadores de Gestión: Programa de Acción PCI Ponderado Antes: 48
PCI Ponderado Después 1. Lo peor primero 63 2. 1Atender vías con Prioridad 2 y 1 68 2.2 ….. 3. No hacer nada 42
Comparación de condición: antes - después Lo peor Antes Primero Condición Buena Regular Mala
% 19 45 36
38 50 12
Atender No hacer Prioridad nada 2y1 58 25 17
19 23 58
Importancia de un SGP:
La tendencia actual se enfoca hacia el M&R de pavimentos.
Corregir el problema de toma de decisiones -en base a criterio y/o experiencia- apoyadas en información vaga e inconsistente.
Necesidad de optimizar el uso de los escasos recursos disponibles para mantener un red vial deteriorada, envejecida y de creciente tráfico.
Necesidad de evaluar programas de inversión y sus beneficios.
Definir indicadores de gestión.
Beneficios de SGP: Proporciona una metodología para almacenar y producir información de la red vial. Apoya el proceso de toma de decisiones con base en información técnica sólida. Permite jerarquizar proyectos. Ayuda a entender los beneficios de políticas de M&R adecuadas. Permite la elaboración de programas a largo plazo y evaluar sus resultados. Protege la inversión hecha en la red vial. Mejora el nivel técnico de la organización.
Rehabilitación de Las Mercedes
ANTES Y DURANTE…
DESPUÉS
FIN !!!
Fuente: Felipe González
View more...
Comments
