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Academia de Ingeniería, A.C.
Ceremonia de Ingreso
M.en I. Enrique Padilla Corona
CUCEI
Universidad de Guadalajara, Jalisco
26 de septiembre de 2013
MEXICO
COMPORTAMIENTO DE UN PAVIMENTO DE
LARGA DURACION CON UN DISEÑO NO
CONVENCIONAL
ESPECIALIDAD: INGENIERIA CIVIL
ENRIQUE PADILLA CORONA
MAESTRO EN INGENIERIA
26 de Septiembre de 2013
Guadalajara, Jalisco, México.
Aspectos de los dos cuerpos de la vía en la zona de la Laguna de Sayula.
Perfil estratigráfico Laguna de Sayula.
Propiedad
Rango de valores
Contenido de agua
100 – 300 %
Límite líquido
110 – 300 %
Relación de vacío
1.3 – 7.1
Peso volumétrico
12.3 – 16.4 kN/m3
Resistencia al corte
14.7 – 24.5 kN/m2
Características del subsuelo de la Laguna de Sayula.
Escorias
Peso vol. seco suelto,
kN/m3
Peso vol. seco máximo,
mesa vibratoria kN/m3
Peso vol. seco
bandeado en terraplén
kN/m3
Peso vol. seco
compactado en capa
subrasante kN/m3
Características de
plasticidad
Valor soporte de
California para
material compactado.
Brecha volcánica
Banco El Crucero
Banco El Zapote
Banco Los Pozos
10.9
12.1
15.6
14.1
14.9
19.6
11.7
13.3
-----
15.2
14.8
17.4
NP
NP
IP= 10%
EA=27%
150 %
142 %
97%
Características de los materiales.
Banco de Tezontle El Crucero.
Terraplenes de prueba.
Ubicación y nivel de prueba
Km 35+000
Terreno natural
Km 35+800, tezontle
Terraplén de 1.20m
altura
3.4 – 5.3
95.1 – 111.3
de
Laguna
de
Zacoalco,
terraplén de prueba de
brecha volcánica
Laguna
terraplén
tezontle
Módulo de reacción, MN/m3
de
Zacoalco,
de prueba de
Observaciones
Pruebas de carga no
repetidas, aplicando teorías
de capacidad de carga, se
obtiene una cohesión de
39.2 kN/m3
Pruebas de
repetidas
carga
no
26.8
Pruebas de carga repetidas
50.0
Pruebas de carga repetidas
Resultado de pruebas de placa.
Procedimiento constructivo.
Procedimiento constructivo.
Compactación de capa subrasante.
Conclusiones del análisis de la base
• El comportamiento mecánico del agregado, es función del tamaño
máximo de la partícula, de su distribución de tamaños y de su sensibilidad
al medio ambiente, que a su vez depende del contenido de finos
(partículas que pasan la malla de 0.073 mm) y de su plasticidad.
• El contenido de agua del material, afecta primordialmente al módulo de
resistencia (medido en V.R.S.) y a la deformación permanente; igualmente
cuando se incrementan los finos, baja el módulo de resistencia, inclusive a
bajos contenidos de agua. Un contenido de finos bajo, mostró un
comportamiento más estable de los agregados no tratados, cuando se
someten a contenidos de agua fluctuantes.
• A mayor tamaño de grano en la base, se minimizan las deformaciones
elásticas y permanentes. Por otra parte una compactación enérgica,
puede resultar en rotura de partículas, que a su vez, afecta la distribución
de tamaños de los granos y puede variar las propiedades de deformación
permanente y elástica.
Trabajos de construcción de la base.
Subtramo
Cuerpo derecho
km 12+000 –
21+000
Cuerpo derecho
km 37+000 –
49+000
Cuerpo
izquierdo
km
37+000
–
49+000
Deflexión media
Deflexión media con viga Benkelman mm. *
Dic 85
Dic 87
Sep 88
Abr. 92
0.92
0.91
0.93
0.89
0.98
1.07
1.16
1.19
0.99
0.94
1.03
1.02
0.96
0.97
1.04
1.03
Deflexión media
con deflectómetro
de impacto mm **
2000
2003
1.60
1.49
Resultados de medidas de resistencia de conjunto.
Deflectómetro de impactos KUAB.
Subtramo
Deformación mm
Longitud zonas
afectadas, m
Porcentaje total de
la longitud total de
zonas afectadas
Cuerpo
derecho
km 12+000-21+000
Cuerpo
derecho
km 37+000-49+000
Cuerpo izquierdo
km 37+000-49+000
10-30
274
3.0
5-35
430
3.5
10-35
600
5.0
Resultados de medidas de deformación longitudinal.
Aspecto de la vía, el 14 de Febrero de 2013.
Discusión
De acuerdo a la definición de Newcomb et al (2002), el concepto de
pavimento perpetuo o de larga duración se ha establecido a través del
comportamiento de pavimentos asfálticos gruesos y bien construidos que
aunque diseñados para ser comparables en comportamiento con pavimentos
flexibles, convencionales, la resistencia mayor a la profundidad y tener
secciones muy gruesas de asfalto, han mostrado que confinar a las capas
superiores de pavimento, permite la remoción periódica de la capa superficial
y reemplazarla rápidamente. Esta práctica de reparar solamente la carpeta,
ofrece varias ventajas de la rehabilitación en términos de velocidad en la
reparación, menor costo por retardo de los usuarios y menor costo de
reconstrucción.
Conclusiones
• Después de más de 28 años en operación, del tramo ubicado del km
14+000 al 49+000, de la Autopista Guadalajara – Colima, la cual ha dado
servicio a más de 24 millones de ejes equivalentes de 80.4 kN, se concluye
que tanto el diseño y la construcción fueron adecuados, ya que la vía ha
rebasado con creces su vida de proyecto de 15 años y además con un
comportamiento similar al de un pavimento de larga vida, es decir con un
sistema de mantenimiento de bajo costo.
• Se considera que el buen comportamiento de este tramo, empezó con la
interacción estrecha de todos los participantes del proyecto para
encontrar una solución armónica; también se tuvo un sistema constructivo
adecuado, ayudado por un control de calidad y supervisión minuciosa y
finalmente con labores de mantenimiento oportunas y de calidad, lo que
dio como resultado, una estructura vial con una vida de operación larga.
En forma similar existen otros tramos carreteros, en que ha aplicado esta
metodología, con resultados similares, es decir han mostrado
comportamientos muy satisfactorios.
Academia de Ingeniería, A.C.
Ceremonia de Ingreso
M.en I. Enrique Padilla Corona
CUCEI
Universidad de Guadalajara, Jalisco
26 de septiembre de 2013