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DESAFÍOS EN EL DISEÑO DE CAMINOS RURALES: PROBLEMÁTICA Y ALTERNATIVAS
ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfalto
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29 Junio 2016 2 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
Desafíos
Parámetros de diseño
Genéricos
Técnicos
Criterios actuales de diseño
Tecnologías asfálticas disponibles
Conclusiones
2
AGENDA
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29 Junio 2016 3 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
DESAFÍOS
3
PRESUPUESTO < $/m2 para
este segmento
COSTOS Soluciones
“a medida” para evitar sobrecostos
CAMBIO CLIMÁTICO > régimen de lluvia afecta la integridad
de los caminos
CONECTIVIDAD Asegurar
transitabilidad bajo cualquier
condición
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29 Junio 2016 4 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
El Banco Mundial gasta 1B u$s/año en caminos rurales
1,2 B de personas NO tienen acceso a caminos “todo tiempo”
500K mujeres mueren/año por problemas de parto (75%
evitable)
Desarrollo sustentable significa “cubrir las necesidades
presentes sin comprometer
la capacidad de las futuras
generaciones de cubrir las propias”
4
DESAFÍOS (cont.)
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Económico
Medio
ambient
e
Productores más cerca de los mercados
Estudiantes más cerca de las escuelas
Accesos a los centros de salud
Uso de tecnologías amigables
(ej: emulsiones)
Desarrollo de negocios con socios locales
Familias más cerca entre sí
Una solución de costo-beneficio
adecuada para los fondos públicos
Eliminación del polvo
5
DESAFÍOS (cont.): EL DESAROLLO “SUSTENTABLE”
EN CAMINOS RURALES
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016
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29 Junio 2016 6 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
Genéricos
Tránsito
Expresado en ESAL
En este segmento bajos: falta de datos
Clima
Precipitaciones; variación de temperaturas
Medioambiente
Drenaje,drenaje, drenaje!!!!
6
PARÁMETROS DE DISEÑO:
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29 Junio 2016 7 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
Técnicos
Suelos naturales
De calidad baja a aceptable (local)
Dependiente del tipo, humedad, densidad
Materiales de pavimentación
Disponibles localmente
Evaluación por CBR
Tipología de caminos
“De tierra”
“De grava”
“Sellados”
7
Material de pavimento
Suelo natural
PARÁMETROS DE DISEÑO (cont.):
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Source World Bank Design and Apraisal of Rural Transport Infrastructure, http://www4.worldbank.org/afr/ssatp/Resources/WorldBank-TechnicalPapers/TP496/tp496.pdf
Campo Viviendas Pueblo Centro mercado Cabeza distrito Idem reg. Cap/Puerto
Infraestructura
típica de transporte
Senda
Senda/ Huella
Huella/
Camino de tierra
Camino de
tierra/ Enripiado
1 ó 2 carriles Enripiados ó con SS (*)
Camino de 2 carriles CA (**)
Tránsito Víveres 0-5 VPD 5-50 VPD 20-200 VPD >100 VPD >1500 VPD
Distancia 1-5 km 1-10km 5-20 km 10-50 km 20-100 km 50-200 km
Responsable
Comunidad
Gob. Local
Gob.
Prov./Central
Tipo de red Infraestructura Transporte Rural *** Red Prov. O Nacional Caminos
* Sello superficial ** Concreto asfáltico *** Puede ser indistintamente parte de la infraestructura rural o de la red Nacional/Prov.
8
Análisis multimodal
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO:
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016
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29 Junio 2016 9 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 9
Tierra
100 200 300 400 500
Tránsito
diario
Grava Selladas
Pavimentadas
Tránsito vs Tipo de Camino
Por clasificación de subrasante
3 5 10 20
Valor
CBR
Muy pobre Pobre Aceptable
Buena Muy buena
Base Granular 15cm con CBR=50-80
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO: TENDENCIA
![Page 10: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/10.jpg)
chip seal +12cm base (CBR=45
+12cm sub base (CBR=30)
Design Traffic Class (106 ESALs)
<0.01 0.01~0.05 0.05~0.1 0.1~0.3 0.3~0.5
Sub-grade CBR
Layer
Thickness
CBR Thickness
CBR Thickness
CBR Thickness
CBR Thickness
CBR
3~4 Road Base Subbase Select Fill
150 -
150
45 -
15
120 120 120
65 30 15
150 120 120
65 30 15
150 120 150
80 30 15
175 150 150
80 30 15
5~8 Road Base Subbase Select Fill
120 -
150
45 -
15
150 120
-
55 30 -
150 150
-
65 30 -
175 175
-
65 30 -
200 200
-
65 30 -
9~14 Road Base Subbase Select Fill
150 - -
(1) - -
120 120
-
45 30 -
150 120
-
55 30 -
175 120
-
65 30 -
200 120
-
65 30 -
15~29 Road Base Subbase Select Fill
150 - -
(1) - -
200 - -
45 - -
120 120
-
45 30 -
120 120
-
55 30 -
150 120
-
55 30 -
>30 Road Base Subbase Select Fill
150 - -
(1) - -
150 - -
45 - -
150 - -
45 - -
175 - -
55 - -
175 - -
55 - -
Design Traffic Class (106 ESALs)
<0.01 0.01~0.05 0.05~0.1 0.1~0.3 0.3~0.5
Sub-grade CBR
Layer
Thickness
CBR Thickness
CBR Thickness
CBR Thickness
CBR Thickness
CBR
3~4 Road Base Subbase Select Fill
150 -
150
45 -
15
120 120 120
65 30 15
150 120 120
65 30 15
150 120 150
80 30 15
175 150 150
80 30 15
5~8 Road Base Subbase Select Fill
120 -
150
45 -
15
150 120
-
55 30 -
150 150
-
65 30 -
175 175
-
65 30 -
200 200
-
65 30 -
9~14 Road Base Subbase Select Fill
150 - -
(1) - -
120 120
-
45 30 -
150 120
-
55 30 -
175 120
-
65 30 -
200 120
-
65 30 -
15~29 Road Base Subbase Select Fill
150 - -
(1) - -
200 - -
45 - -
120 120
-
45 30 -
120 120
-
55 30 -
150 120
-
55 30 -
>30 Road Base Subbase Select Fill
150 - -
(1) - -
150 - -
45 - -
150 - -
45 - -
175 - -
55 - -
175 - -
55 - -
Source: Gourley et al “Cost effective design for low volume sealed roads” 14th IRF Paris 2001
TRL Approach (cartillas de diseño)
Imput:
Tránsito: 0,01 a 0,5 M ESAL
Subrasante: 15
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 10
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Source: Gourley et al “Cost effective design for low volume sealed roads” 14th IRF Paris 2001
Método Francés
Imput:
Tránsito: 0,01 a 0,5 M ESAL
Subrasante: CBR 15 (“good”)
Ejemplo
0,07 msa (150 v/d en 10 años)
Total cumulative
traffic
Th
ickn
ess
of
base
layer
So
il s
up
po
rt
Sealed pavement Paved pavement
p3 15cm
0.07 msa
chip seal +15cm base (CBR=80%)
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 11
![Page 12: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/12.jpg)
US approach
Similar a las guías AASHTO para caminos principales
utilizando criterios empíricos
Foco diferentes regiones US
Criterios de performance
Deformación y pérdida agregado
Uso cartillas de diseño
Gravel Pavement Thickness (mm) Relative Subgrade Strength*
U.S. Climatic Region** 10000~30000
ESAL 30000~60000
ESAL 60000~100000
ESAL
I 100 150 200
II 100 200 250
III 150 275 375
IV 100 125 175
V 100 175 225
Very Good
VI 150 275 375
I 100 200 275
II 125 225 300
III 175 300 425
IV 100 175 250
V 125 225 275
Good
VI 175 300 425
I 150 275 325
II 150 275 350
III 175 300 425
IV 125 250 300
V 125 250 325
Fair
VI 175 300 425
I 225 NA*** NA***
II 250 NA*** NA***
III 225 NA*** NA***
IV 200 NA*** NA***
V 200 NA*** NA***
Poor
VI 225 NA*** NA***
I 275 NA*** NA***
II 275 NA*** NA***
III 250 NA*** NA***
IV 200 NA*** NA***
V 200 NA*** NA***
Very Poor
VI 225 NA*** NA***
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 12
![Page 13: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/13.jpg)
Guías PIARC
Recopila buenas prácticas
Sólo caminos de grava
Criterios de performance (pérdida agregado/lluvia)
de 1 a 5cm/año
Uso cartillas de diseño
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 13
![Page 14: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/14.jpg)
Manual de pavimentos para vías de baja intensidad
de tráfico (España)
Formato de catálogo
Función del tránsito y categoría de subrasante
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 14
![Page 15: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/15.jpg)
Manual de pavimentos para vías de baja intensidad
de tráfico (España)
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 15
![Page 16: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/16.jpg)
Comparativa
Ejemplo
Tránsito 150 veh/d durante 15 años 0.1 millones ESAL
Subrasante CBR 15. >1500mm/año lluvia.
Pavimento Comentarios
TRL Chip seal 12cm base granular +12cm subbase idem Para base CBR 45 y sub-base CBR 30
M. Francés
Chip seal 15 cm base granular Para base 80 CBR
US 20 cm base granular
PIARC 20 cm granular
MétodoEspañol
Lechada/Chip seal
20cm base granular+20 subbase idem Para base CBR 40 y subbase CBR 20
CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.):
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 16
![Page 17: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/17.jpg)
Para capas estructurales
Estabilizados con emulsión/espuma
Estabilizados emulsión + cemento/cal
Para capas de sellado
Chip seal
Cap seal
Slurries
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 17
TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS DISPONIBLES
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Construcción por etapas
Año Tránsito Actuación Descripción
1st Upgrade sellado de camino
de grava
0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm
base granular 15cm base granular
(CBR80%)
TSDoble
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 18
TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.):
![Page 19: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/19.jpg)
Construcción por etapas
Año Tránsito Actuación Descripción
1st Upgrade sellado de camino
de grava
0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm
base granular
2nd Upgrade 3-5 300 V/d Recubrimiento con
microsurfacing
15cm base granular
(CBR 80%)
TSDoble
Recubrimiento microsurfacing
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 19
TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.):
![Page 20: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/20.jpg)
Construcción por etapas
Año Tránsito Actuación Descripción
1st Upgrade sellado de camino
de grava
0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm
base granular
2nd Upgrade 3-5 300 V/d Recubrimiento con
microsurfacing
3rd Upgrade 8-10 500 V/d Reciclado de base y capas superiores +
microsurfacing
15cm base granular
(CBR80%)
TSDoble
Recubrimiento microsurfacing
Microsurfacing
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 20
TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.):
![Page 21: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/21.jpg)
Construcción por etapas
Año Tránsito Actuación Descripción
1st Upgrade sellado de camino
de grava
0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm
base granular
2nd Upgrade 3-5 300 V/d Recubrimiento con
microsurfacing
3rd Upgrade 8-10 500 V/d Reciclado de base y capas superiores +
microsurfacing
Final 12-15 > 500 V/d Recubrimiento con
mezcla asfáltica
15cm base granular
(CBR80%)
TSDoble
Recubrimiento microsurfacing
Microsurfacing
Mezcla asfáltica
Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 21
TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.):
![Page 22: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/22.jpg)
29 Junio 2016 22 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 22
ENTONCES?....
QUE MÁS?....
![Page 23: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/23.jpg)
29 Junio 2016 23 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
DESAFÍO
23
PRESUPUESTO < $/m2 para
este segmento
COSTOS Soluciones
“a medida” para evitar sobrecostos
Hablemos de números…
![Page 24: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/24.jpg)
29 Junio 2016 24 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 24
EJEMPLO ($ a Mayo 2016):
6m de ancho
Elevación terraplén 1.20m
50 vp/día
Terraplén +alcantarillado
+ subrasante 0,30 (CBR 15)
Estructura(*)
(*) 0,15 subbase granular CBR 40 + 0,15 de base granular al 4% cal + TS doble…
Si el costo total es 100…
70%
30%
Drenaje, drenaje, drenaje…
![Page 25: ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfaltocaminosrurales.org.ar/caminos-rurales-2016/pdfs/miercoles/05-DESAFIOS... · Similar a las guías AASHTO para caminos principales](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022041602/5e31ed5ccc189d5ca86c92cb/html5/thumbnails/25.jpg)
29 Junio 2016 25 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
Para caminos rurales, necesidad de “ingeniería simple”
Pavimentos para caminos rurales = bajo tránsito…+
dependencia de:
Clima (nivel de lluvia umbral? <> 1500 mm/año)
Calidad de la subrasante (mín 3 y hasta 30)
Por sobre 100 veh/d, necesidad de sellado por preservación
Las soluciones basadas en tecnologías con emulsiones son
una buena relación costo beneficio, brindando un portafolio
de alternativas con variadas posibilidades
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CONCLUSIONES
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29 Junio 2016 26 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas
Necesidad de portafolio de soluciones para carreteras
naturales y caminos rurales proveyendo alternativas de
costo-rendimiento apropiadas y brindando beneficios
sociales
Cuando estos caminos reciben además una capa de
rodamiento, se ofrece una solución sostenible con:
Ventajas medioambientales, reducción de polvo, uso de tecnologías en frío y agregados locales.
Beneficios a la comunidad, proveyendo caminos accesibles bajo cualquier clima y acceso a los mercados, centros educativos y de salud.
Oportunidades de crecimiento económico con optimización en el uso de los recursos disponibles (equipamiento inclusive).
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CONCLUSIONES (cont.)
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29 Junio 2016 27 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 27
DESAFÍOS EN EL DISEÑO DE CAMINOS RURALES: PROBLEMÁTICA Y ALTERNATIVAS
www.cpasfalto.org
GRACIAS POR SU ATENCIÓN