mantenimiento y gestiÓn de pavimentos · definiciÓn de acciones de m&r tipos y severidad de...

MANTENIMIENTO Y

GESTIÓN DE PAVIMENTOS

Ing. Nancy Gabriela Tedesco

CONCEPTOS BÁSICOS

Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo

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.

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.

Esquema básico de

Gestión de Pavimentos

DISEÑO de

PAVIMENTOSM&R de

PAVIMENTOS

GERENCIA de

PAVIMENTOS

Administrativo

GerencialTécnico- Ingeniería de pavimentos

PROBLEMA DE DISEÑO

Subrasante

TRÁFICO

(CARGAS)

CONDICIONES

AMBIENTALES

SN

NÚ

MERO

ESTRU

CTU

RAL

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.

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.


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 mayores-

aplicadas 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.


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.

ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA

DEFINICIÓN DE ACCIONES DE M&R

Tipos y severidad de fallas.

Posible causa de deterioro.

Comportamiento general del

pavimento.

Tipo de estructura y

subrasante.

Importancia de la vía.

Características de tráfico.

Forma de control de tráfico.

Técnicas disponibles y su

aplicabilidad.

Elementos geométricos.

Recursos disponibles.

Condiciones ambientales.

Nivel requerido o deseado

de mejoramiento.

Experiencia de

mantenimiento previo.

Políticas y metas de la

agencia.

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.

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.

TIPOS DE FALLA DE PAVIMENTOS


De acuerdo a algunos autores, los tipos de falla

mas comunes son:

Agrietamiento por cargas (fatiga).

Deformación por cargas (ahuellamiento).

Agrietamiento por contracción (termo-fractura).

Deformaciones y grietas no producidas por cargas.

Desintegración.

Fallas ocasionadas por factores no intrínsecos de la

estructura.

EJEMPLOS DE FALLA DE PAVIMENTOS

MAS EJEMPLOS…

DepresiónFuente: José Dos Santos

GrietasFuente: Andrés López

EJEMPLOS

Fuente: Gabriel Figueras

Piel de cocodriloFuente: Cristina Gómez

Piel de cocodrillo,

ahuellamientoFuente: Agelvis González

DETERIORO ESTRUCTURAL


BENEFICIO

ESTRUCTURAL

Tiempo (años)

Capacid

ad E

stru

ctu

ral

SNefectivo

SNR

SNT

t

SNo

SNt

nt nx

ny

nx=vida esperada sin rehabilitación

ny=vida esperada del pavimento rehabilitado

DETERIORO FUNCIONAL


nx=vida esperada sin rehabilitación

ny=vida esperada del pavimento rehabilitado

Tiempo (años)

Capacid

ad F

uncio

nal

DP

DPSI

t

Po

Pf

Pt

Nivel de falla

nt nx

ny

BENEFICIO

FUNCIONAL

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.

MANTENIMIENTO MENOR


Sellado de grietas.

Bacheo

De emergencia.

Bacheo superficial.

De carpeta.

Profundo.

Sello asfáltico localizado.

Nivelación localizada.

Fresado y/o texturización localizada.

Mantenimiento menor

Preventivo Correctivo

Bacheo localizadoFuente: Dayana Márquez

GrietasFuente: Gustavo Kosler

Ejemplos de Mantenimiento Menor

Sellado de grietasFuente: Augusto Jugo

Bacheo de emergenciaFuente: Augusto Jugo

Bacheo de superficieFuente: Augusto Jugo

Tipos de Bacheo

Bacheo superficial

Bacheo profundo

Bacheo de carpeta Bacheo de emergenciaFuente: Augusto Jugo

Sello localizado con lechadaFuente: Augusto Jugo

Nivelación localizadaFuente: 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.

MANTENIMIENTO MAYOR


Tratamientos superficiales.

Capas asfálticas:

De nivelación.

De fricción y/o sello.

Estructurales.

Remoción por fresado.

Reciclado:

En frío.

En caliente.

Mantenimiento mayor

Efectivo

Nivelación capa asfálticaFuente: Fernando Quiros

Mantenimiento mayor

Correctivo

Reparación estructuralFuente: 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.

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.

ACCIONES COMPLEMENTARIAS


Nivelación de bocas de

visita.

Nivelación de sumideros.

Suministro de rejillas y

marcos.

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&RAASHTO-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:

MÉTODO PCI


PCI CONDICIÓN CARACTERÍSTICAS

> 70 Buena

El pavimento no requiere

acción especial sólo

mantenimiento menor

40 – 70 Regular

Condición intermedia.

Acciones

recomendables/diferibles

< 40 MalaEl pavimento requiere

mejoras


ZONA DE MANTENIMIENTO

Y REHABILITACIÓNPCI ESCALA

Menor

100 Excelente

85 Muy bueno

Menor (rutinario)

Mayor (efectivo)

70 Bueno

55 Regular

Mayor (correctivo) 40 Pobre

Mayor (correctivo)

Reconstrucción

25 Muy pobre

10 Pobre

0

40

70

100

CURVA TÍPICA DE DETERIORO


A ( 75 +/- 4 )

B ( 55 +/- 7 )

C ( 40 +/- 6 )

ZONA ÓPTIMA DE

REHABILITACIÓN

Tiempo

Condic

ión d

el pavim

ento

PCIInicio de mantenimiento menor

Inversiones pequeñas

producen grandes beneficios

Mantenimiento mayor,

rehabilitación o

reconstrucción

Sistemas de Gerencia o Gestión de

Pavimentos

SGPConceptos 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

BASE DE

DATOS

Inventario Modelos de Análisis-Deterioro/predicción

-Evaluación económica

-Jerarquización

• Planes de inversión

Ejecución de obras-Contratación

-Ejecución

-Inspección

Actualización de

Base de Datos-De obras

-Evaluación de la red

• Información de apoyo

a toma de decisiones

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.

PRECAUCIONES EN EL USO DE

SISTEMAS DE GERENCIA

Nivel Proyecto: Nivel técnico

Apoya la toma de

decisiones sobre una vía o

tramo de una red vial.

NIVELES DE APLICACIÓN DE SGP

Nivel Red: Nivel administrativo

Apoya la toma de

decisiones para

toda una red vial.

PCI

B

R

M

Tiempo

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

Tráfico/años

B

R

M Nivel mínimo de calidad

o f

Mejora

de calidad

(funcional)

VRE

t

t

Pr

ΔP

fVida agregada

Vida Total esperada

x y

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

Troncal 10

Límite

Anzoátegui

Límite

Monagas

Red Troncal del Edo. Sucre: Codificación y Condición (primaria)

Límite

AnzoáteguiLímite

Monagas

Cumaná

Carúpano

Cariaco

Guiria

Mariguitar

Yaguaraparo

Río GrandePlan de

la Mesa

T09 SU 10T09 SU 21

T09 SU 20

T09 SU 30T09 SU 40

T09 SU 80T09 SU 70T09 SU 50

T09 SU 60

T10 SU 20

T10 SU 10

Condición:

Buena

Regular

Mala

Tramo Cod.Long

(km)CondPCI

Long.

Buena

Long.

Regular

Long.

Mala

Nivel de

Prioridad

Lim Anzoátegui –

Plan de la MesaT09SU 10 40 76 40 3

Plan de la Mesa -

CZU CumanáT09SU 20 15 61 15 2

CZU Cumaná –

Plan de la MesaT09SU 21 15 80 15 3

FZU Cumaná -

MariguitarT09SU 30 24 48 24 2

Mariguitar –

CariacoT09SU 40 58 26 58 1

Cariaco – CZU

CarúpanoT09SU 50 52 53 52 2

FZU Carúpano – El

PilarT09SU 60 21 78 21 3

El Pilar –

YaguaraparoT09SU 70 41 51 41 3

Yaguaraparo -

GuiriaT09SU 80 66 32 66 1

Cariaco – Río

GrandeT10SU 10 48 47 48 2

Río Grande - Lim

MonagasT10SU 20 18 22 18 1

398PCIpond.

48

76

19 %

180

45 %

142

36 %

Esquema de Prioridades:

B

70

R

40

M1

11

2

2

2

3

3

33

2

• Monto requerido para rehabilitar todos los

tramos con prioridad 1 y 2

Ejercicio ilustrativo

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.

48PCI pond.

Después 851431*

* Monto requerido para rehabilitar todos los tramos con prioridad 1 y 2.

Costo para intervenir todos los tramos en NP 1 y 2

• Para rehabilitar todos los tramos con prioridad

1 y 2 se requieren 1431 Un… pero solo

disponemos de 700…

• Que hacer?

Ejercicio ilustrativo

• Lo peor primero

• Atender vías en Prioridad 2 y 1

Programas de acción:Considera sólo rehabilitación

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 -


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 7 100 406

Cariaco – CZU Carúpano T09SU 50 52 53 2 3 47



Yaguaraparo - Guiria T09SU 80 66 32 1 6 60 150 (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.

48PCI pond.

Después 63700

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 -


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



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.

48PCI pond.

Después 68700

Tramos con NP 2 y 1…

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

AntesLo peor

Primero

Atender

Prioridad

2 y 1

No hacer

nada

Condición %

Buena 19 38 58 19

Regular 45 50 25 23

Mala 36 12 17 58

Comparación de condición: antes - después

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.

Importancia de un 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.

Beneficios de SGP:

Rehabilitación de Las Mercedes

ANTES Y DURANTE…

DESPUÉS

FIN !!!

Fuente: Felipe González

mantenimiento y gestiÓn de pavimentos · definiciÓn de acciones de m&r tipos y severidad de...

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