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ISSN 0188-7297

Certificacin ISO 9001:2000 Laboratorios acreditados por EMA

SISTEMA DE EVALUACIN DE PAVIMENTOSVERSIN 2.0

Juan Manuel Orozco y Orozco Rodolfo Tllez Gutirrez Ricardo Solorio Murillo Alfonso Prez Salazar Mara Ariadna Snchez Loo Sandra Torras Ortiz

Publicacin Tcnica No 245 Sanfandila, Qro, 2004

SECRETARA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES INSTITUTO MEXICANO DEL TRANSPORTE

Sistema de Evaluacin de Pavimentos Versin 2.0

Publicacin Tcnica No 245 Sanfandila, Qro, 2004

Este trabajo fue elaborado por el M en I Juan Manuel Orozco y Orozco; M en C Rodolfo Tllez Gutirrez; M en C Ricardo Solorio Murillo; Ing Alfonso Prez Salazar; Ing Mara Ariadna Snchez Loo e Ing Sandra Torras Ortiz. Bsicamente consisti en la actualizacin del SEP versin 1.0, publicada en el 2002. Para su desarrollo se cont con la colaboracin permanente y sugerencias, tanto de personal de la Direccin General de Servicios Tcnicos, como de la Direccin General de Conservacin de Carreteras, de la Subsecretara de Infraestructura de la Secretara de Comunicaciones y Transportes. Los autores desean hacer patente su reconocimiento a los valiosos comentarios y sugerencias del Dr Octavio Rascn Chvez, Director General del Instituto Mexicano del Transporte, as como al apoyo de Felisa Ramos Alonzo, de la Universidad Tecnolgica de Quertaro (UTEQ), en la elaboracin del documento final.

ndice

Resumen Abstract Resumen Captulo 1. Captulo 2. Captulo 3. Captulo 4. Captulo 5. Captulo 6. Captulo 7. Captulo 8. Glosario Bibliografa Ejecutivo Antecedentes Introduccin Mdulo Datos Generales Mdulo ndice Internacional de Rugosidad (IRI) Mdulo Coeficiente de Friccin (CF) Mdulo Estructural Mdulo Acciones de Conservacin, y sus Costos Conclusiones

v vii ix 1 3 9 13 19 27 35 57 59 63

ResumenEn este trabajo se desarroll la versin 2.0 del Sistema de Evaluacin de Pavimentos (SEP), mejorndose el Sistema de Administracin de Pavimentos (SIMAP) desarrollado por el Instituto Mexicano del Transporte (IMT) en diferentes etapas durante los aos 90s. Con base en la experiencia, aplicaciones y restricciones o fallas de las primeras versiones, tanto el IMT como la SCT decidieron disear un nuevo sistema, a fin de que el Sector Comunicaciones y Transportes, y en especial las reas de infraestructura, Direccin General de Servicios Tcnicos y Direccin General de Conservacin de Carreteras, contaran con una herramienta sencilla y de uso prctico para evaluar los pavimentos flexibles de la red federal de carreteras, y con los resultados del sistema en cuestin, los usuarios pudieran segn su criterio, utilizar cualquier mtodo adecuado de administracin de la conservacin. Adems, con los resultados de ambos una vez integrados, o sea el Sistema de Evaluacin de Pavimentos y luego el Sistema de Administracin de la Conservacin, el Sector estuviera en condiciones de priorizar y presupuestar anualmente todas y cada una de las acciones de conservacin requeridas. El sistema considera segmentos con una longitud de 1 km, adems de algunas mejoras en los mdulos de Datos Generales, y el Estructural; se adicionan los mdulos de Friccin, ndice Internacional de Rugosidad, y Acciones de Conservacin y Costos, considerando exclusivamente la conservacin peridica y la reconstruccin, sin tomar en cuenta la conservacin rutinaria ni la modernizacin de carreteras.

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Sistema de Evaluacin de Pavimentos, versin 2.0

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AbstractThis paper presents the development of the Pavement Evaluation System, an improved version of IMT past developments on pavement management-related systems. Based on self-experience, actual applications and some restrictions of the initial versions, the IMT and the SCT decided to create a new system, in order to provide an easy-to-use tool for supporting the road maintenance activities carried out by the Transport and Communications Sector (specifically SCT Direccin General de Servicios Tcnicos and Direccin General de Conservacin de Carreteras). Using the system pavement evaluation results as input data, managers can assign priorities and budgets every year using an appropriate Maintenance Management System. The new system involves the use of 1 km long road segments and improvements were made to the General Data and Structural Adequacy modules. Additionally, the system now provides modules or subsystems for analyzing skid resistance, road roughness in terms of the International Roughness Index and maintenance tasks and their costs. The system only covers periodic maintenance and reconstruction; routine maintenance and highway upgrading, structural and capacity improvements are not included as part of the analysis.

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Resumen ejecutivoEn este trabajo se desarroll la versin 2.0 del Sistema de Evaluacin de Pavimentos(SEP), mejorndose el Sistema de Administracin de Pavimentos (SIMAP) desarrollado por el Instituto Mexicano del Transporte en diferentes etapas durante los aos 90s. Con base en la experiencia, aplicaciones y restricciones o fallas de las primeras versiones, tanto el IMT como la SCT decidieron disear un nuevo sistema, a fin de que el Sector Comunicaciones y Transportes, y en especial las reas de infraestructura, Direccin General de Servicios Tcnicos, y Direccin General de Conservacin de Carreteras, contaran con una herramienta sencilla y de uso prctico para evaluar los pavimentos flexibles de la red federal de carreteras, y con los resultados del sistema en cuestin, los usuarios pudieran segn su criterio, utilizar cualquier procedimiento adecuado de administracin de la conservacin. Adems, con los resultados de ambos ya integrados, como es primero el Sistema de Evaluacin de Pavimentos y luego el Sistema de Administracin de la Conservacin, el Sector se encontrar en condiciones de priorizar y presupuestar anualmente todas y cada una de las acciones de conservacin requeridas. Las distintas versiones del SIMAP, que datan de los aos 90s, contemplaban segmentos o tramos de estudio con longitud de 5 km. En algunas aplicaciones especficas, como en el estudio que se realiz en 1997-1998 en el estado de Puebla se observ que los tramos evaluados eran demasiado extensos para considerarse representativos de las condiciones particulares existentes en toda la longitud de carretera estudiada. En virtud de lo anterior, la Direccin General de Servicios Tcnicos y el Instituto Mexicano del Transporte tomaron la decisin de que el nuevo sistema utilizara segmentos de estudio con una longitud estandarizada de 1 km. En el mdulo Datos Generales, adems de los parmetros de entrada del sistema anterior, y en combinacin con la experiencia mexicana y de otros pases, se tom la decisin de considerar para efectos de dao al pavimento y cuantificacin de ejes equivalentes acumulados, los autobuses forneos de pasajeros, y la clasificacin completa de los camiones de carga desde dos hasta mltiples ejes. Las diferentes versiones del Sistema Mexicano de Administracin de Pavimentos contemplaban una calificacin subjetiva sintiendo el pavimento en evaluacin, la cual asignaba valores de 5 para un camino excelente, y 0 para uno intransitable segn la metodologa de la AASHTO. El nuevo Sistema de Evaluacin de Pavimentos toma como obligatoria la determinacin del ndice Internacional de Rugosidad (IRI), midiendo con aparatos o equipos apropiados la rugosidad

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acumulada en 1 km, y considerando el valor mximo 3,5 m/km como lmite para calificar un buen o mal pavimento. Se hace notar que este valor es solamente a ttulo de sugerencia, pudiendo el usuario modificarlo hacia abajo si se quiere ser muy estricto o hacia arriba si se desea ser ms benevolente. En este sistema, el mdulo o subsistema Capacidad Estructural que evala el pavimento y su resistencia de soporte, bajo la accin del trnsito repetido se modific sustancialmente, considerando ahora dos tipos de deflexin: la permisible o tolerable y la deflexin real bajo carga. En los casos en que la medicin real sea menor de la permisible, el segmento estudiado se almacena y puede esperar al siguiente ao para su prxima evaluacin. En el caso contrario, si la deflexin real bajo carga medida en el campo excede la tolerable (que est en funcin de los espesores reales del pavimento al momento de la evaluacin), el sistema sugerir la necesidad de un refuerzo con base en sobrecarpetas o, en ciertos casos extremos, llegar al reciclado o reconstruccin del tramo si la carpeta ya se encuentra agrietada. El sistema ahora contempla un mdulo de Friccin, que valora la resistencia al deslizamiento de los vehculos en operacin sobre una carretera. En pavimentos para aeropuertos, este parmetro era considerado obligatorio por la normativa internacional. Para el caso de vas nuevas y existentes de altas especificaciones y alta velocidad, tanto la SCT como el IMT consideraron la conveniencia de incluirlo. Este mdulo estima un mnimo coeficiente de friccin para la condicin ms crtica, que es cuando el pavimento est mojado; sin embargo, en virtud de que se ha observado que deterioros como el llorado de asfalto o el pulido del agregado que forma el sello o la carpeta pueden llegar a propiciar condiciones peligrosas para la operacin del transporte en la carretera; el sistema tambin incluye un mnimo coeficiente de friccin a cumplir en condiciones de pavimento seco. El mdulo Acciones de Conservacin y sus respectivos costos no contempla la conservacin rutinaria, pues se refiere a acciones simples y permanentes que la dependencia responsable del mantenimiento de carreteras debe considerar anualmente como rubro fijo, que slo resulta afectado por la inflacin anual. Tampoco toma en cuenta la modernizacin de caminos, ya que sta corresponde a otra dependencia (Direccin General de Carreteras Federales de la SCT) y se deriva de otros problemas, por ejemplo, la congestin del camino cuando el flujo vehicular excede la capacidad disponible, y se requiere adicin de nuevos carriles o la ampliacin de los existentes. El Sistema de Evaluacin de Pavimentos s involucra la conservacin peridica y la reconstruccin, proponiendo a nivel de sugerencias ciertas estrategias o acciones de mantenimiento. Para tales acciones el sistema cuantifica a precios vigentes los costos involucrados, asignando factores de inflacin o actualizacin de precios en funcin del perodo o aos de diseo elegidos. Finalmente, es importante hacer notar que con los resultados obtenidos del manejo cuidadoso de este Sistema de Evaluacin de Pavimentos, los tramos de

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Resumen ejecutivo

carretera estudiados estarn evaluados desde el punto de vista pavimento para que el usuario, utilizando con buen criterio esos resultados, obtenga un primer panorama global. Al unir resultados de este mtodo con un Sistema de Administracin de la Conservacin, por ejemplo, el SISTER o el HDM-4, los funcionarios responsables del mantenimiento en el Sector estarn en posibilidad de priorizar la conservacin en la red federal de carreteras, aumentando la longitud de carreteras en buen estado, y minimizando los tramos de carreteras en malas condiciones. Adicionalmente, se estima que con el uso peridico y constante de este sistema, el Sector podra integrar una valiosa base de datos con un historial permanente y actualizado, que podr explotarse para mltiples usos y beneficios adicionales con el objetivo primordial de contar en el pas con un transporte competitivo y eficiente, y de preservar la valiosa infraestructura carretera de la que Mxico dispone actualmente.

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1 AntecedentesEn los inicios del Instituto Mexicano del Transporte como centro de investigacin y desarrollo tecnolgico aplicado al transporte, se tom la determinacin de que uno de sus primeros trabajos a desarrollar fuera un sistema de administracin o de gestin de pavimentos flexibles que pudiera ser de utilidad y proporcionara, simultneamente, una herramienta til al Sector Comunicaciones y Transportes, especficamente a las dependencias involucradas con la evaluacin y conservacin de los pavimentos que conformaban la red federal de carreteras en Mxico a principios de los 90s. En virtud de lo anterior, durante 1990 el Instituto Mexicano del Transporte se dedic a desarrollar lo que se llam la primera fase del Sistema Mexicano de Administracin de Pavimentos (SIMAP), Conservacin, parte conceptual que fue publicada por primera vez en el Documento Tcnico No 3. La citada parte conceptual contempl los siete mdulos o subsistemas siguientes: Datos Generales (DATOGEN); ndice de Servicio Actual (ISA); Capacidad Estructural (CAPES); Inventario de Deterioros (INVEDET); Caractersticas Geotcnicas (CARGEOT); Historial de Reparaciones (HISTOREP), y Resultados Finales (REFIN), que era un mdulo que ligaba y en el que interactuaban todos los mdulos anteriores. El Documento Tcnico No 3, que involucraba la parte conceptual tcnica original, fue complementado con dos Documentos Tcnicos adicionales, nmeros 4 y 5, que incluyeron respectivamente, un Manual de Campo que en forma simple y breve describa y proporcionaba los seis formatos bsicos para que el usuario en el campo pudiera obtener valores precisos de las variables involucradas en los subsistemas, adems de un Manual del Usuario que explicaba la forma de captura de datos y manejo de la informacin en la parte de cmputo, para poder procesar el citado sistema en computadoras del tipo PC disponibles en el IMT y los Centros SCT en esas fechas. En el transcurso del ao de 1993, el IMT se ocup a desarrollar el mdulo econmico que contempl tanto la parte conceptual terica como el manual del usuario, involucrando principalmente los costos de operacin de los usuarios, correspondientes a la flota vehicular de carga que circulaba por el pas en la red federal de carreteras a mediados de los 90s. El desarrollo del citado mdulo econmico y su manual del usuario correspondiente, se public en el Documento Tcnico No 9. La segunda fase del SIMAP, desarrollada durante 1995, contempl ciertas modificaciones que pretendan hacer ms eficiente el sistema original y a la vez

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ms sencillo para el manejo cotidiano de los usuarios en sus centros de trabajo; modificaciones que involucran, entre otras las coordenadas geogrficas para ubicacin de los tramos en estudio; la inclusin del ndice Internacional de Rugosidad (IRI), como medida cuantificable del estado real de la superficie de rodamiento de la carretera; la adopcin del concepto de grava equivalente para dar idea del estado estructural del pavimento en evaluacin; actualizacin de los costos reales de operacin de los usuarios; la modernizacin de formatos, etc, y una presentacin ms amigable el sistema en general, en cuanto a procedimientos de informtica. Por lo anterior, se public en 1995 el Documento Tcnico No 15, hacindose notar que durante el mismo ao se incluy la segunda fase del Sistema Mexicano de Administracin de Pavimentos como un elemento de apoyo a lo que se llam la Estrategia Nacional para la Conservacin de Carreteras, publicada como Documento Tcnico No 11 del IMT. Con base en la evolucin del sistema desde sus inicios en 1990 y hasta 1997, el Instituto Mexicano del Transporte decidi, junto con la Secretara de Comunicaciones y Transportes, realizar una aplicacin real del sistema a nivel macro, tomndose la determinacin de estudiar toda la red federal de carreteras del estado de Puebla, que cubri aproximadamente 1 300 km de evaluacin detallada y diagnstico para fines de jerarquizacin y priorizacin de las acciones de conservacin y sus presupuestos econmicos en los siguientes aos para la citada entidad. Por ello, en 1998 el IMT y el Centro SCT de Puebla tom la decisin de editar todos los resultados obtenidos, como un buen estudio de caso en la Publicacin Tcnica No 109.

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1 IntroduccinTomando en consideracin la experiencia sobre Sistemas de Administracin de Pavimentos de otros pases, y en muchos de ellos atendiendo la obligatoriedad de etiquetar stos a los prstamos internacionales de recursos para ser aplicados en el mantenimiento y cuidado de las carpetas asflticas, experiencia que data de 10 aos a la fecha y es congruente con la prctica mexicana desarrollada con el SIMAP, se ha observado que dichos sistemas deben ser dinmicos. Esto es, con el transcurso del tiempo y con base en las condiciones cambiantes para cada caso particular, los Sistemas de Administracin de Pavimentos tienen que actualizarse permanentemente. Por lo anterior, durante el ao 2000, tcnicos de la SCT e investigadores del IMT, empezaron a cuestionarse sobre la conveniencia de modernizar y actualizar las fases I y II previas del Sistema Mexicano de Administracin de Pavimentos (SIMAP). Adicionalmente, debido a los resultados en el caso de estudio de la red federal del estado de Puebla (1 300 km), y principalmente a los problemas detectados tanto en la evaluacin como en el diagnstico e implantacin del sistema, se tom la decisin de redisear el sistema vigente. El nuevo Sistema de Evaluacin de Pavimentos pretende actualizar, afinar, modernizar y simplificar un sistema tal, que contemple la participacin y sugerencias de los principales usuarios potenciales; esto es, de los ingenieros de campo de la Direccin General de Servicios Tcnicos a travs de sus Unidades Regionales y Unidades Generales de Laboratorios, as como de los ingenieros responsables de la conservacin, tanto de las oficinas centrales de la Direccin General de Conservacin de Carreteras como de las Residencias Generales de Conservacin en los 31 Centros SCT. Las principales modificaciones que se incluyen en el nuevo Sistema de Evaluacin de Pavimentos son las siguientes: i. El sistema contempla para estudio segmentos con longitud de 1 km, lo que ampla la cobertura o capacidad del sistema para manejar con precisin, eficiencia y rapidez, del orden de 45 000 segmentos para archivo, evaluacin y estudio. Las etapas previas del sistema contemplaban segmentos de 5 km, lo cual fue considerado por la experiencia de gabinete y campo, y en muchos casos por la variacin en topografa, suelos, hidrulica, etc, como poco representativo. Esta modificacin complica la parte informtica, puesto que se tiene que manejar un sistema con capacidad suficiente para procesar absolutamente toda la red federal (45 000 km), o en su defecto redes parciales que involucren cada entidad en particular. Sin embargo, dados los avances de

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la informtica en aos recientes, el citado escollo pasa a ser irrelevante, establecindose de comn acuerdo entre la SCT y el IMT la gran conveniencia de que el nuevo sistema tenga suficiente capacidad para manejar esos rdenes de magnitud. ii. En las fases previas del sistema (I y II), se manej la cuantificacin de vehculos con base en el trnsito diario promedio anual (TDPA), utilizndose la clasificacin que publica ao con ao la SCT, a travs de la Direccin General de Servicios Tcnicos en sus aforos viales permanentes, y suponiendo tasas de crecimiento del trnsito con base en datos histricos. En este sistema, se pretende mejorar la cuantificacin de los volmenes de trnsito, considerando exclusivamente los vehculos ms frecuentes en las carreteras mexicanas, tanto de transporte de pasajeros como, especialmente, de carga. Para lo anterior, el Instituto Mexicano del Transporte, con el valioso apoyo de la Secretara de Comunicaciones y Transportes, tanto econmico como de recursos humanos, desde 1991 ha realizado en el campo estudios muy completos de pesos y dimensiones, pudiendo afirmarse que actualmente se est comenzando a conocer la realidad del trnsito carretero a todo lo largo y ancho del pas. Debido a lo anterior, ya es posible cuantificar y plasmar en el sistema no solamente el total de vehculos que circulan diariamente en una carretera y su clasificacin tradicional, esto es, vehculos ligeros, autobuses y varios tipos de transportes de carga. El Sistema de Evaluacin de Pavimentos ofrece ahora la posibilidad, adems de lo anterior, de cuantificar con precisin los vehculos de carga vacos, las unidades de carga parcialmente cargadas, los transportes que van cargados conforme a reglamento y los que van sobrecargados en porcentajes hasta del 20%. Con ello, el sistema ser capaz a travs de mecanismos adecuados de diseo, de calcular los ejes equivalentes de carga en la fecha de la evaluacin del pavimento, y con sus tasas de crecimiento respectivas procesar y obtener el gran total de ejes equivalentes de carga que golpearn sistemticamente en millones de ciclos a la seccin estructural del pavimento, hasta llevarla a la fatiga pudiendo predecirse en determinados momentos la vida remanente del pavimento en cuestin. iii. Con relacin al estado fsico de la superficie de rodamiento de un pavimento, evaluado a travs del ndice de servicio actual (ISA) en la fase I del SIMAP, se hace notar que el antiguo sistema y todava hoy vigente mtodo de calificacin que implant la AASHO en los 60s, es una medida conservadora y hasta cierto punto vlida, con el defecto de que es una calificacin subjetiva. Tomando en consideracin las innovaciones tecnolgicas en la materia, y que es mucho ms conveniente y preciso cuantificar el estado actual de la superficie de rodamiento que sentirlo, el IMT, la SCT y algunos consultores

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1 Introduccin

privados han adquirido recientemente equipos de medicin eficientes que pueden medir y cuantificar el IRI, recorriendo los tramos en estudio a la velocidad de operacin o de proyecto de cada tramo carretero (equipos tales como el Mays-Meter, RSP perfilmetro lser Dynatest, y otros). El valor del ndice internacional de rugosidad (IRI) se deber medir con equipo y personal de la Direccin General de Servicios Tcnicos de la SCT, comprometindose la dependencia a recorrer toda la longitud de la red federal de carreteras ao con ao. El sistema, ahora es capaz de registrar y archivar todos los valores medidos en el campo, kilmetro a kilmetro, proporcionando un primer listado de valores del IRI en toda la longitud de la red. Se establece un valor lmite o umbral del IRI, que por cierto el usuario puede variar a su criterio; en principio, se tom la decisin de que el sistema seleccione tramos que cumplen o no con un valor de 3,5 m/km; esto es, el segundo resultado del sistema a este nivel ser proporcionar un listado de tramos de toda la red que estn por debajo de ese valor lmite, archivndolo en su base de datos, y recomendando su evaluacin al ao siguiente (IRI solamente). Asimismo, se obtiene con el ndice internacional de rugosidad especificado un tercer listado de todos y cada uno de los tramos que no cumplen, o sea los tramos que presentan rugosidad con valores superiores a los 3,5 m/km, mismos que el sistema sealar en segmentos de 1 km que requieren evaluacin adicional con otros parmetros, y que por supuesto necesitan intervencin inmediata ese ao, para los que posteriormente se listarn y cuantificarn las acciones de conservacin. iv. El Sistema de Evaluacin de Pavimentos contempla una modificacin significativa en cuanto a los parmetros y determinacin de la capacidad estructural del pavimento. Para los tramos que estn listados y que requieren intervencin, determinados segn se describe en el prrafo iii, producto de la evaluacin con el IRI, el usuario debe proceder a la evaluacin con base en medicin de deflexiones en 25 puntos de cada segmento con longitud de 1 km. Por su parte, el Sistema de Evaluacin de Pavimentos en sus fases I y II, slo contemplaba medicin de deflexiones bajo carga estndar, con equipo de viga Benkelman o Dynaflect. El Sistema de Evaluacin incluye adicionalmente equipos ms modernos ya en uso, y que proporcionan buenos resultados tales como los FWD equipos de deflexin por impacto dinmico, tipos KUAB o Dynatest producidos en EUA y Australia respectivamente, lo que ampla el abanico de equipos disponibles; el nuevo sistema tiene capacidad de archivar y procesar datos de esta naturaleza para cualquiera de ellos que se seleccione.

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Adicionalmente, se incluye el parmetro denominado deflexin tolerable o permisible, mismo que el sistema determina con base en los espesores reales del tramo de pavimento en estudio. El software involucrado est diseado para que con los parmetros anteriores de entrada, deflexin caracterstica o de diseo bajo carga real, deflexin permisible o tolerable con base en espesores reales del pavimento, y con el ndice de trnsito de diseo pueda hacer la comparacin entre ambas deflexiones, arrojando dos listados como sigue: un primer resultado, que proporciona al usuario todos los tramos que presentan deflexiones reales bajo carga menores a la deflexin permisible o tolerable, y un segundo listado, que contiene los tramos crticos que no cumplen y que requieren conservacin porque presentan deflexiones reales bajo carga, mayores a la deflexin tolerable. v. El Sistema de Evaluacin de Pavimentos contempla como innovacin un nuevo parmetro que no haba sido considerado; esto es, el coeficiente de friccin o textura del pavimento, cuyo valor determina la buena o mala adherencia entre la llanta del vehculo y la superficie de rodamiento, estableciendo que la situacin ms crtica o desfavorable es la condicin de pavimento mojado. En el medio aeroportuario, y dada la importancia que se da a la seguridad del usuario en el transporte areo, adems de la exigencia de cumplir con la normativa internacional, la medicin de este importante parmetro desde hace 20 aos se lleva a cabo peridicamente en los pavimentos que conforman el sistema terrestre aeroportuario, y que cubren el rodamiento de aeronaves tanto en las operaciones de despegue como de aterrizaje en pistas, rodajes y plataformas de operacin, debiendo cumplirse con valores lmite de coeficiente de friccin ordenados por las autoridades nacionales e internacionales. En virtud de lo anterior, y conscientes de que en el transporte terrestre hubo un rezago al respecto, tomando en consideracin que a la fecha el pas cuenta ya con una importante extensin de ms de 6 000 km de carreteras de altas especificaciones, construidas con el tradicional pavimento flexible asfltico y pavimentos rgidos de concreto hidrulico, de comn acuerdo la SCT y el IMT tomaron la decisin de hacer obligatorio y de cuantificar el parmetro de friccin, mismo que el sistema captura, almacena y procesa, y del que provee resultados para que exista una toma de decisiones adecuada al respecto por parte de los ingenieros responsables de la conservacin. En principio, se sugieren los siguientes valores lmite: mnimo coeficiente de friccin para pavimento seco de 0,8 y mnimo coeficiente de friccin para pavimento mojado, de 0,5. vi. Es importante hacer notar que el Sistema de Evaluacin de Pavimentos constituye una base fundamental, y proporciona datos que alimentarn a

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1 Introduccin

cualquier Sistema de Administracin de la Conservacin; en otras palabras, la nueva versin aqu contemplada orienta a los usuarios a qu nivel de conservacin se debe intervenir. Esto es, el sistema slo propone estrategias de intervencin, correspondiendo al Sistema de Administracin de la Conservacin que tenga en uso o que elija la SCT, el anlisis de las mismas en virtud de que la seleccin final es un asunto de carcter econmico-presupuestal. Por tratarse de pavimentos flexibles, la gran mayora que atiende el Sector, se pens en que las alternativas de solucin de los tramos evaluados con el nuevo sistema contemplen 5, 10 y 15 aos solamente, calculndose el costo presupuestal de cada intervencin para que posteriormente el Sistema de Administracin de la Conservacin elegido pueda jerarquizar y analizar el reparto de los recursos con base en la rentabilidad de la inversin; esto es, costo/beneficio de cada obra en particular, y bajo las restricciones presupuestales impuestas. vii. Se resalta que ciertas acciones del mantenimiento o conservacin de los pavimentos flexibles en la red federal de carreteras mexicanas son de carcter rutinario y permanente, acciones que junto son su costo involucrado, la Direccin General de Conservacin de la SCT y sus Residencias Generales de Conservacin en los 31 Centros SCT, definitivamente deben contemplar por separado en otro rubro, tanto de acciones a llevar a cabo, como del momento oportuno de ejecucin y de los costos involucrados, por ser de carcter rutinario y de un nivel menor. En virtud de lo anterior, el Sistema de Evaluacin de Pavimentos desarrollado en este trabajo no contempla la conservacin rutinaria ni la modernizacin de carreteras (que corresponde a otra dependencia y a otras necesidades); en cambio, definitivamente s contempla la conservacin peridica y los segmentos de vas estudiados que requieren reconstruccin. Esto es, los resultados finales del nuevo sistema incluyen los tramos que necesitan intervencin, qu hay que hacer y cunto cuesta. viii. Con relacin al mdulo econmico que se manej en las fases I y II, se hace notar que el nuevo sistema de evaluacin contempla una modificacin importante: Se actualizan los costos reales de conservacin a los aos 1999 y 2000, y se prevn tasas de inflacin anuales para que automticamente el sistema contemple su actualizacin correspondiente. ix. Con los resultados parciales y finales que proporciona el Sistema de Evaluacin de Pavimentos, el usuario est en posibilidad de obtener acciones de conservacin convenientes para el corto y mediano plazos, que junto con su evaluacin econmica y contemplando la disponibilidad de recursos y su rentabilidad, la Secretara a travs de sus funcionarios responsables estar en 7


posibilidad de tomar las decisiones sobre qu acciones ejercer en el siguiente ao presupuestal, incluyndolas en su solicitud anual.

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3 Mdulo Datos GeneralesDentro del Sistema de Evaluacin de Pavimentos, el usuario deber llenar como primer paso un formato llamado Datos Generales, que contendr como su nombre lo indica, parmetros de entrada comunes a la carretera por evaluar. El sistema est diseado para subdividir la carretera en estudio, o subtramos en estudio, en segmentos con longitud estandarizada de un kilmetro (1 km). El formato en cuestin contiene los siguientes parmetros de entrada: Fecha de evaluacin Origen y destino de la carretera Origen y destino del tramo Origen y destino del subtramo (km inicial - km final) Coordenadas geogrficas origen y destino Nmero de carriles Periodo de diseo en aos TDPA en ambas direcciones Tasa de crecimiento anual (%) del TDPA Clasificacin detallada del trnsito

En este mdulo se capturan datos relacionados con el trnsito vehicular, del cual para esta nueva versin, slo se considerarn los transportes pesados; esto es, autobuses forneos de pasajeros, y vehculos de carga, como los C2, C3, T3S2, T3S3 y T3S2R4, entre otros. Las unidades ligeras se consideran de poca influencia en el dao acumulado a los pavimentos, y no se toman en cuenta. Por otro lado, en cuanto al porcentaje de vehculos, el usuario tendr dos opciones; una, reportar slo el porcentaje de transportes vacos y cargados (formato 3.1, simplificado obligatorio); y dos, si cuenta con la informacin, el porcentaje preciso de los vehculos de carga que transitan vacos, parcialmente cargados con el 20, 40, 60, 80 y 100%, respecto al volumen reglamentario, as como los sobrecargados hasta en 20% (formato 3.2, detallado opcional).

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Formato 3.1 Simplificado, obligatorio FORMATOD AT O S G E N E R E R A L E S (simplificado)Fecha :_______________________________ Origen de la carretera:_____________________ Origen del tramo:__________________________ Subtramo km inicial:_________________________ Coordenadas geogrficas origen:____________ Crecimiento trnsito anual:___________% Carga legal por eje sencillo:_________ton Temperatura promedio anual:________C Precipitacin promedio de lluvia:______ Destino de la carretera:__________________ Destino del tramo:_____________________ Subtramo km final______________________ Coordenadas geogrficas destino:_________ Periodo diseo :_________________aos No. de carriles:_____________________ Origen de los datos:_________________ Temperatura mxima anual:___________ Temperatura mnima anual:____________

TDPA Tipo de vehculo Composicin vehcular

Procentaje de vehculos Cargados Vacos

B C2 C3 T3S2 T3S3 T3S2R4

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3 Mdulo Datos Generales

Formato 3.2 Detallado, opcional.

FORMATOD AT O S G E N E R E R A L E S (detallado)Fecha :_______________________ Origen de la carretera:_____________________ Origen del tramo:__________________________ Subtramo km inicial:_________________________ Coordenadas geogrficas origen:____________ Crecimiento trnsito anual:___________% Carga legal por eje sencillo:_________ton Temperatura promedio anual:________C Precipitacin promedio de la lluvia:______ Destino de la carretera:_____________ Destino del tramo:___________________ Subtramo km final:_________________ Coordenadas geogrficas destino:____ Periodo diseo :_______________aos No. de carriles:_____________________ Origen de los datos:_________________ Temperatura mxima anual:___________ Temperatura mnima anual:____________

TDPA Tipo de vehculo Composicin vehcular 0% 20% Porcentaje de vehculos cargados Respecto al peso bruto vehcular reglamentado por el tipo de carretera 40% 60% 80% 100% 120%

B C2 C3 T3S2 T3S3 T3S2R4

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4 Mdulo ndice Internacional de Rugosidad (IRI)Caractersticas superficialesLos objetivos principales de la superficie de rodamiento en pavimentos para carreteras son proporcionar al usuario caractersticas de comodidad, seguridad y durabilidad. La superficie de rodamiento de un pavimento se clasifica considerando la naturaleza de las irregularidades superficiales, las cuales afectan la seguridad, la comodidad y el costo de los usuarios. Se estiman de importancia para caracterizar a los pavimentos, desde el punto de vista de su superficie: Parmetro Rugosidad Friccin Medida IRI (ndice de Rugosidad Internacional) IFI (ndice de Friccin Internacional)

IntroduccinEn la ingeniera de carreteras, la calidad del pavimento se analiza determinando la regularidad superficial, que tiene que ver con las irregularidades verticales acumuladas a lo largo de un kilmetro, con respecto a un plano horizontal en un pavimento. stas se deben principalmente a dos causas: la primera, al procedimiento constructivo, y la segunda al dao producido a la carretera misma por el trnsito vehicular. En ocasiones, dichas irregularidades son una combinacin de ambas; as por ejemplo, las diferentes capas que constituyen un pavimento suelen presentar afectaciones debidas a asentamientos o acomodos de los materiales que las constituyen, y son funcin de las cargas que circulan sobre el pavimento. Tambin pueden tener su origen en un deficiente proceso constructivo. La regularidad superficial se define normalmente, por un ndice que se refiere a una determinada longitud de carretera. Los ndices se obtienen midiendo el perfil longitudinal y aplicando un modelo matemtico de anlisis para reducir el perfil a un ndice estandarizado. En el pasado, el equipo y mtodo ms utilizado para cuantificar la regularidad de un perfil ha sido una regla de 3 m que permite medir las irregularidades en el

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punto medio de la regla respecto a los dos extremos (que definen el plano de referencia). Actualmente, se utilizan equipos ms modernos, tales como el perfilgrafo longitudinal, ya sea de la magnitud de 3 o 7 m y que mediante un sistema grfico o computarizado, determina la magnitud de las irregularidades en el punto medio del perfilgrafo, respecto a los dos extremos. Tambin se utilizan otros, como el analizador dinmico del perfil longitudinal (APL, equipo francs), el analizador de la regularidad superficial (ARS, equipo espaol) y el Mays Ride Meter (equipo americano), que se usa actualmente en el pas. Todos ellos se caracterizan por desplazarse a velocidades de operacin de los dems vehculos en las carreteras, no interfiriendo con el flujo vehicular; las velocidades de operacin van desde los 20 hasta los 80 km/h. Con el fin de estandarizar el valor de la regularidad superficial, el Banco Mundial propuso el ndice internacional de rugosidad (IRI) que se basa en un modelo matemtico denominado cuarto de carro normalizado (Golden Quarter Car) circulando a 80 km/h. Dicho ndice se obtiene a partir de la acumulacin del desplazamiento relativo entre las masas de la carrocera y la suspensin del modelo, cuando el vehculo circula por el perfil del camino en estudio. El propsito del sistema es analizar la red por segmentos de 1 km, y establecer sus caractersticas de regularidad superficial. Se realiza la medicin del IRI para cada segmento. Para este caso, se decide en principio un valor lmite de IRI igual a 3,5 m/km, de acuerdo con lo recomendado en la Tabla 4.1, que proporciona valores internacionales, y a la experiencia nacional. Sin embargo, debe mencionarse que dicho valor de umbral se puede modificar de acuerdo con las caractersticas de la red analizada, y con la experiencia del administrador o responsable de la misma. En muchos casos, el TDPA presente en el tramo analizado puede utilizarse como criterio para la eleccin de un valor lmite de IRI, ya que el trnsito constituye un indicador de la importancia de la carretera y, por tanto, del nivel de deterioro tolerable en la misma.

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4 Modulo ndice Internacional de Rugosidad (IRI)

Tabla 4.1 Lmites permisibles del IRI (m/km) Pas Blgica Espaa Francia Portugal Italia Autopista libre 2,5 2,5 2,0 2,2 2,0 Carretera nacional 3,5 3,0 2,8 3,5 3,0 Autopista de cuota 2,0 2,5 2,0 2,0 2,0

En la fig 4.1 se presenta una correlacin entre los tipos de superficie de rodamiento y el rango de los IRI medidos. Dicha tabla fue propuesta por el Banco Mundial como parte de la Gua para la Realizacin y Calibracin de Mediciones de Regularidad en Carreteras.Trnsito Diario Promedio Anual (TDPA) ndice Internacional de Rugosidad, IRI (m/km) 02 24 46 68 8 - 10 10 12 > 12

0 4 999 5 000 9 999 10 000 19 999 > 20 000

Muy bueno

Bueno Regular Malo Muy malo

Fig 4.1 Recomendaciones del TRB para la seleccin de valores mximos admisibles de IRI en funcin del TDPA

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Fig 4.2 Escala del IRI, segn el Banco Mundial Una vez que se haya capturado la informacin correspondiente al mdulo de IRI, el sistema presentar un listado como el que se ejemplifica en la tabla 4.2, en donde se puede observar para cada uno de los segmentos estudiados su respectivo valor de IRI; por otro lado, se generar un listado correspondiente a aquellos segmentos que estn por debajo del lmite de IRI establecido (tabla 4.3); consecuentemente se archivarn en un listado, recomendando su evaluacin para el prximo ao. Finalmente, se mostrar un listado de los segmentos (tabla 4.4) que excedan dicho valor de umbral, y que por supuesto requieren de una conservacin a corto plazo, siendo precisamente estos segmentos los que se analizarn desde el punto de vista estructural, en el mdulo Capacidad Estructural.

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4 Modulo ndice Internacional de Rugosidad (IRI)

Tabla 4.2 Listado de los segmentos estudiados

MDULO I R I DATOS DE ENTRADA

Segmento 22+000-23+000 23+000-24+000 24+000-25+000 25+000-26+000 26+000-27+000 27+000-28+000 28+000-29+000 29+000-30+000 30+000-31+000 31+000-32+000 32+000-33+000 33+000-34+000 34+000-35+000 35+000-36+000 36+000-37+000 37+000-38+000 38+000-39+000 39+000-40+000 40+000-41+000 41+000-42+000

Nmero 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Velocidad 80 80 75 70 80 70 75 80 75 75 80 75 80 78 80 77 76 80 80 80

IRI 2,8 2,9 3,7 3,5 3,9 3,8 2,9 2,8 3,1 3,6 3,4 3,6 3,8 3,9 4,1 4,2 3,5 3,7 3,1 2,9

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Tabla 4.3 Listado de los segmentos que s cumplen con el lmite establecido por el usuario (en este caso 3,5 m/km)

MDULO I R I s cumplenSegmento 22+000-23+000 23+000-24+000 28+000-29+000 29+000-30+000 30+000-31+000 32+000-33+000 40+000-41+000 41+000-42+000 Nmero 1 2 7 8 9 11 19 20 Velocidad 80 80 75 80 75 80 80 80 IRI 2.8 2.9 2,9 2,8 3,1 3,4 3,1 2,9

Tabla 4.4 Listado de los segmentos que no cumplen con el lmite establecido por el usuario

MDULO I R I no cumplenSegmento 24+000-25+000 25+000-26+000 26+000-27+000 27+000-28+000 31+000-32+000 33+000-34+000 34+000-35+000 35+000-36+000 36+000-37+000 37+000-38+000 38+000-39+000 39+000-40+000 Nmero 3 4 5 6 10 12 13 14 15 16 17 18 Velocidad 75 70 80 70 75 75 80 78 80 77 76 80 IRI 3,7 3,5 3,9 3,8 3,6 3,6 3,8 3,9 4,1 4,2 3,5 3,7

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5 Mdulo Coeficiente de Friccin (CF)En la presente versin del Sistema de Evaluacin de Pavimentos se contempla un nuevo mdulo, denominado Coeficiente de Friccin (CF), en el cual ser obligatorio determinar valores para cada segmento que se evale dentro de la red federal y autopistas. En lo que respecta a la friccin o resistencia al deslizamiento del pavimento, se considera la condicin ms desfavorable aquella en la que el pavimento se encuentra mojado. Su medida y estudio es fundamental, sobre todo en caminos de elevada intensidad de trnsito. La friccin se determina en forma indirecta midiendo el coeficiente de rozamiento entre el pavimento artificialmente mojado y una llanta especial. Tambin se puede considerar de forma indirecta, al medir la textura del pavimento con ayuda de tcnicas como el cono de arena. El valor del coeficiente de friccin para pavimento mojado depende de una serie de factores; algunos inherentes a la carretera, como el estado de la superficie de rodamiento, drenaje, etc; mientras que otros son responsabilidad del usuario (como la velocidad y el estado de las llantas), o de la naturaleza (lluvia, nieve, hielo sobre la carpeta, etc). El coeficiente de friccin est en funcin de la velocidad y cantidad de agua que exista sobre el pavimento, adems del tipo y del estado de la carpeta. Al igual que otras caractersticas superficiales, los valores del coeficiente de friccin de un pavimento evolucionan con el tiempo, como consecuencia del pulido de la superficie por la accin repetida de las llantas de los vehculos. Esta accin ser ms o menos intensa dependiendo del tipo de agregado utilizado. As por ejemplo, para agregados calizos el problema cobra indiscutible importancia, lo que quiz no sea tan marcado cuando se utilizan agregados de origen volcnico. Por tanto, es necesario determinar peridicamente de manera indirecta la resistencia al deslizamiento mediante equipos que determinen el coeficiente de friccin. Uno de los equipos ms sencillos que proporcionan una medida adecuada del coeficiente de friccin, es el pndulo del TRRL (Transport and Road Research Laboratory), mostrado en la Fig 5.1 y que se describe a continuacin.

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Fig 5.1 Pndulo de friccin del TRRL Este aparato sirve para obtener un coeficiente de friccin que mantiene correlacin con la fueza de friccin real, y ayuda a valorar las caractersticas deslizantes de la superficie de un pavimento. Este ensayo consiste en medir la prdida de energa de un pndulo, cuyas caractersticas corresponden a ciertas especificaciones, provisto en su extremo de una zapata de caucho. La prdida de energa se mide por el ngulo suplementario de la oscilacin del pndulo. Los valores de friccin para un pavimento mojado (tabla 5.1) y seco (tabla 5.2), obtenidos con el pndulo TRRL, y producto de la experiencia europea, sirven como apoyo para sugerir un valor de referencia con respecto a la friccin.

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5 Mdulo Coeficiente de Friccin (CF)

Tabla 5.1 Lmites permisibles del coeficiente de friccin para pavimento mojadoVehculo

C2, C3, C4Pavimento

B1, B2

T2-S2, T3-S2

T3-S2-R2, T3-S2-R4 0,50 0,45 0,40 0,45 0,40

Rgido Flexible Poroso Lechadas Sellos

0,50 0,50 0,45 0,50 0,50

0,45 0,50 0,45 0,55 0,45

0,45 0,45 0,40 0,55 0,45

Tabla 5.2 Lmites permisibles del coeficiente de friccin para pavimento secoVehculo

C2, C3, C4Pavimento

B1, B2

T2-S2, T3-S2

T3-S2-R2, T3-S2-R4 0,80 0,85 0,85 0,85 0,80

Rgido Flexible Poroso Lechadas Sellos

0,80 0,80 0,75 0,80 0,85

0,85 0,85 0,85 0,90 0,90

0,80 0,85 0,85 0,80 0,75

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Con base en los valores recomendados en las tablas 5.1 y 5.2, se sugiere para el caso de evaluacin en carreteras mexicanas, aplicar los siguientes valores mnimos del coeficiente de friccin: a) Pavimentos flexibles en condiciones secas: 0,80 mn b) Pavimentos flexibles en condiciones hmedas: 0,50 mn Se hace notar que considerando la condicin crtica para el caso de mantenimiento de carreteras, y debido principalmente a requerimientos de seguridad de los usuarios, en el caso de los pavimentos mexicanos el sistema tomar como valor para separar tramos que cumplen y que no cumplen, solamente el valor de 0,5 del coeficiente de friccin en pavimento mojado. Debido a lo anterior, este mdulo proporcionar un listado que muestre todos los segmentos evaluados y sus correspondientes coeficientes de friccin obtenidos (Tabla 5.3). A continuacin aparecer un segundo listado con los segmentos de longitud de 1 km que s cumplen con el valor citado de 0,5 (tabla 5.4), con la leyenda Dejar en espera y evaluar al ao siguiente; finalmente, se proporcionar un tercer listado conteniendo los segmentos de 1 km que no cumplen con el mnimo coeficiente de friccin especificado (tabla 5.5); stos requerirn alguna accin o tratamiento de mantenimiento para mejorar las condiciones de operacin, por lo que el sistema proporcionar dichas acciones de conservacin, y posteriormente calcular el costo correspondiente.

Tabla 5.3 22


Listado de segmentos en estudio

MDULO C F DATOS DE ENTRADASegmento 20+000-21+000 21+000-22+000 22+000-23+000 23+000-24+000 26+000-27+000 27+000-28+000 28+000-29+000 29+000-30+000 30+000-31+000 31+000-32+000 32+000-33+000 33+000-34+000 34+000-35+000 35+000-36+000 36+000-37+000 37+000-38+000 38+000-39+000 39+000-40+000 40+000-41+000 41+000-42+000 Nmero 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TempC del pavimento 35 40 35 30 41 38 35 37 30 36 34 31 25 25 29 33 37 31 30 31 Coeficiente friccin 0.5 0,6 0,4 0,4 0,4 0,5 0,3 0,3 0,5 0,6 0,4 0,6 0,6 0,5 0,6 0,4 0,5 0,6 0,4 0,5

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Tabla 5.4 Listado de segmentos que s cumplieron con el mnimo coeficiente de friccin establecidoMDULO C F s cumple

Nm ero

Tem p c del pavim entCoeficiente friccin

1 2 6 9 10 12 13 14 15 17 18

35 40 38 30 36 31 25 25 29 37 31

0,5 0,6 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6

Tabla 5.5 Listado de segmentos que no cumplieron con el mnimo coeficiente de friccin establecido

MDULO C Fno cumplen

Segmento 22+000-23+000 23+000-24+000 26+000-27+000 28+000-29+000 29+000-30+000 32+000-33+000 37+000-38+000 40+000-41+000

Nmero 3 4 5 7 8 11 16 19

Temp C del pavimento 35 30 41 35 37 34 33 30

Coeficiente friccin 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4

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Entre las acciones ms comunes a recomendar para mejorar la friccin, se incluyen: a) Para el caso de carreteras de la red federal, la aplicacin de un tratamiento superficial mediante carpeta de un riego, con material ptreo y emulsin de liga. Para el caso de autopistas, se sugiere una microcarpeta b) Para el caso de autopistas con pavimentos rgidos de concreto hidrulico se recomienda el ranurado longitudinal mediante una fresadora, con ranuras de 0,5 cm de ancho y 0,5 cm de profundidad, espaciamiento de 1 cm para un drenaje superficial eficiente y no permitir la acumulacin de lminas de agua que puedan provocar el fenmeno de acuaplaneo

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6 Mdulo EstructuralEn este apartado se presentan las tcnicas para evaluar la capacidad estructural de los pavimentos asflticos, as como el diseo estructural de las sobrecarpetas para refuerzo en pavimentos dbiles o deteriorados (slo superficialmente, sin grietas de fatiga), de tal manera que se incremente la rigidez de los pavimentos existentes para que puedan resistir el trnsito a lo largo de su vida til. Adicionalmente, este mdulo proporciona a nivel de sugerencia, el diseo de la reconstruccin del pavimento existente para los casos en que resulte inaceptable o imprctico seguir reforzando el pavimento con sobrecarpetas. Es importante sealar que este mdulo analiza aquellos segmentos que tienen una regularidad superficial deficiente, de acuerdo con los criterios establecidos en el mdulo correspondiente de este documento; es decir, slo aquellos tramos que presenten un ndice internacional de rugosidad mayores de 3,5 m/km (o el que especifique el usuario para casos particulares), sern considerados en el programa para evaluacin de capacidad estructural. La evaluacin estructural involucra la determinacin de la aptitud de un pavimento para soportar el trnsito sin presentar deformaciones acumuladas mayores de 3,5 cm al final de su vida til. La evaluacin estructural se estima tanto en la condicin presente del pavimento como en su vida de servicio futura (considerada), todo ello con respecto al flujo cotidiano. Se deben determinar los siguientes factores para un diseo efectivo de refuerzo, ya sea con sobrecarpetas o reconstruccin total del pavimento existente. a) Magnitud de la deflexin real de la seccin existente b) ndice de trnsito, con base en tasas de crecimiento y los ejes equivalentes presentes y futuros acumulados en el perodo de diseo (pudiendo ser 5, 10 o 15 aos) c) Espesor real de la carpeta existente, igual a cero s est agrietado por fatiga d) Deflexin tolerable para extender la vida de la carpeta existente hasta el final de la vida til esperada e) Condicin de la carpeta. Si la carpeta ya esta agrietada por fatiga, su vida remanente es nula, y multiplicada por cualquier factor seguir siendo nula. En este caso deber retirarse o colocar un white-topping

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En dicha evaluacin se realizan mediciones en campo de la deflexin que el pavimento presenta, bajo la aplicacin de una carga estndar y con el procedimiento propuesto por el Instituto Norteamericano del Asfalto. Para este caso se realizarn 25 determinaciones para cada segmento de 1 km que no cumplen con el mnimo de IRI establecido por el usuario. Con estos resultados capturados en el programa, formato 6.1, se efecta un anlisis estadstico, definiendo el 80 percentil (80) de las deflexiones reales en campo para obtener la deflexin caracterstica o representativa del diseo en el pavimento en estudio. Formato 6.1 Captura de lecturas de deflexin real en campo y clculo del 80 percentil para deflexin caracterstica

FORMATOD AT O S G E N E R E R A L E S (simplificado)Fecha :__________________________ Origen de la carretera:____________________ Destino de la carretera:______________ Origen del tramo:________________________ Destino del tramo:____________________ Subtramo km inicial:____________________ Subtramo km final:___________________ Coordenadas geogrficas origen:____________Coordenadas geogrficas destino:_______ Crecimiento trnsito anual:___________% Carga legal por eje sencillo:_________ton Temperatura promedio anual:________C Precipitacin promedio de la lluvia:______ Periodo diseo :_________________aos No de carriles:_____________________ Origen de los datos:_________________ Temperatura mxima anual:___________ Temperatura mnima anual:____________

Segmento Lectura de deflexin (mm) o (plg) n1= n2= n3= n4= n5= n6= n7= n8= n9= n10= n11= n12= n13= n14= n15= n16= n17= n18= n19= n20= 80%=

Periodo crtico

S No

n21= n22= n23= n24= n25=

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6 Mdulo Estructural

La deflexin tolerable (tol) se establece de acuerdo con los criterios del Departamento del Transporte del Estado de California, con base en el espesor de carpeta existente sin agrietamiento y el ndice de trnsito de diseo. En el caso de que el 80 percentil de las deflexiones de campo sea menor a la deflexin tolerable, el programa almacena dicha informacin y coloca en espera a dichos tramos hasta un nuevo periodo de anlisis, recomendndose un ao de espera (tramos que cumplen con rigidez estructural). La sugerencia que el programa emite, en este caso, es realizar una renivelacin del tramo propuesto, dado que para llegar a este nivel de auscultacin, el tramo present deformaciones excesivas en su capa de rodamiento. En la tabla 6.1 se presenta el listado de los tramos que no cumplieron con el IRI, a los cuales se les realizaron mediciones de deflexin con viga Benkelman. Tabla 6.1 Lista de los segmentos en los cuales se midi la deflexin MDULO DE CAPACIDAD ESTRUCTURAL

Segmento 24+000-25+000 25+000-26+000 26+000-27+000 27+000-28+000 31+000-32+000 33+000-34+000 34+000-35+000 35+000-36+000 36+000- 37+000 37+000- 38+000 38+000- 39+000 39+000-40+000

Nmero 3 4 5 6 10 12 13 14 15 16 17 18

Temp C del pavimento 30 31 33 32 30 30 30 31 30 33 32 32

80 1,1 0,96 1,15 1,3 0,87 0,95 1,3 1,4 1,6 1,5 0,9 1,6

tol 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

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Cuando las deflexiones reales medidas en el campo, caracterizadas por el 80 percentil, son mayores a la deflexin tolerable, el programa procede a realizar el diseo de la sobrecarpeta de refuerzo para el periodo de diseo que se requiera, slo si la carpeta no est agrietada por fatiga. Si lo est, hay que desintegrarla mediante una recuperadora. La determinacin de los espesores requeridos de refuerzo se realiza de acuerdo con el mtodo vigente de diseo de sobrecarpetas, emitido por el Departamento del Transporte del Estado de California, que considera para el anlisis el ndice de trnsito el espesor de carpeta existente (si no est agrietada), y la vida til que el usuario pretenda para su camino. En las tablas 6.2 y 6.3 se muestran los segmentos que presentaron deflexiones menores y mayores a la tolerable. Tabla 6.2 Segmentos con deflexiones reales de campo menores a la tolerable (s cumplen con rigidez estructural) MDULO DE CAPACIDAD ESTRUCTURAL s cumplen

Segmento 24+000-25+000 25+000-26+000 26+000-27+000 31+000-32+000 33+000-34+000 38+000- 39+000

Nmero 3 4 5 10 12 17

Temp C del pavimento 30 31 33 30 30 32

80 1,10 0,96 1,15 0,87 0,95 0,90

tol 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

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6 Mdulo Estructural

Tabla 6.3 Segmentos con deflexiones reales en campo mayores que la tolerable (no cumplen con rigidez estructural)

MDULO DE CAPACIDAD ESTRUCTURAL no cumplen

Segmento 27+000-28+000 34+000-35+000 35+000-36+000 36+000- 37+000 37+000- 38+000 39+000-40+000 41+000-42+000

Nmero 6 13 14 15 16 18 20

TempC del pavimento 32 30 31 30 33 32 27

80 1,3 1,3 1,4 1,6 1,5 1,6 1,6

tol 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Los resultados se presentan con aproximacin al medio centmetro tanto para espesores de grava equivalente como de concreto asfltico. Es importante destacar que el programa considera carpetas de concreto asfltico desde 3 cm hasta 10 cm, ya que menores al primero no se considera tengan aporte estructural al conjunto, y que mayores al segundo, es probable que la reconstruccin sea una mejor opcin por razones de costo y por la conveniencia de una reconstruccin bien diseada y construida. Se hace notar que para los casos en que los resultados del sistema indiquen que la solucin apunta a la reconstruccin, parcial o total, forzosamente el ingeniero responsable deber realizar por su cuenta, o a travs de un consultor, un estudio geotcnico detallado para el nuevo diseo de la seccin estructural del pavimento, que arroje un diseo completo del nuevo pavimento tomando en cuenta nuevos espesores de las capas a partir de la subrasante y, por supuesto, considerando la alternativa de reutilizar los materiales existentes; si el trnsito actual y futuro lo permite, sera conveniente contemplar para el nuevo pavimento la estabilizacin de bases hidrulicas con cal, cemento hidrulico, o asfalto. Adicionalmente el programa jerarquiza los tramos considerando al trnsito diario promedio anual (TDPA), priorizando las acciones de intervencin de la siguiente manera: Para TDPA menores de 500 vehculos, se consideran soluciones econmicas e incluso pueden colocarse en espera, en el caso de que por cuestiones presupuestales as se requiera (IRI 5).

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Para TDPA de 500 a 5000 vehculos, se pueden considerar soluciones combinadas de acuerdo con las condiciones de regularidad superficial y capacidad estructural presentes (3,5 IRI 5). Para TDPA mayores de 5000 no se pueden tolerar estrategias de espera, dados los sobrecostos de operacin y molestias que se generaran por la utilizacin del tramo, bajo estas condiciones; por lo que se presentan mensajes que indican la prioridad de atender a los tramos que muestran estos niveles de trnsito (IRI 3,5). A continuacin se presenta un diagrama de flujo (figura 6.1) del algoritmo que el sistema utiliza para proponer los espesores de sobrecarpeta de concreto asfltico cuando las determinaciones de la deflexin se hacen con viga Benkelman.

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6 Mdulo Estructural

Inicio No

Carpeta con agrietamiento severo

S

Recuperar el espesor total

mm

Seleccionar plg / mm

Conversin

plg

01 06 11 16 21

02 07 12 17 22

03 08 13 18 23

04 09 14 19 24

05 10 15 20 25

Temperatura promedio de la carpeta (C)

Espesor de la carpeta (plg)

Clculo de la media aritmtica CA (plg) Espesores 0 3 6 12 19 25 Obtencin del factor de ajuste por temperatura para deflexiones f =- 2,95E-06T3+ 0,0034T2-10,1457T + 2,8172 f = -1,67E-05T3 + 0,002T2 0,0871T + 0,1088 f = -1,30E-05T3+ 0,0015T2 0,0643T + 0,8152 f = -1,13E-05T3+ 0,0013T2 0,00539T + 0,651 f = -8,50E-06T3+ 0,001T2 0,0424T + 0,5359 f = -1,15E-05T3+ 0,0012T2-0,0440T + 0,5009

f = ni

i

Clculo de la desviacin estndar

= (

i

)2

n 1

Espesor de la carpeta (plg)

ndice de trnsito

80 = + 0.84Clculo de la deflexin tolerable Mtodo del Departamento de Transporte de California

tol

80 tol

Espesor de la sobrecarpeta (plg) con IT y 80

No es necesario disear sobrecarpeta, slo sellar grietas y mejorar la superficie de rodamiento

Fin

Fig 6.1 Diagrama de flujo para el diseo de sobrecarpetas

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7 Mdulo Acciones de Conservacin y sus Costos7.1 Conservacin7.1.1 GeneralidadesA lo largo de la vida til de un pavimento se van presentando distintos grados de deterioro debidos a mltiples causas, principalmente a la accin del trnsito y a las condiciones climticas entre otros, lo que hace necesario llevar a cabo trabajos de conservacin con el fin de mantener en buen estado tanto la superficie de rodamiento como la capacidad estructural para la que fue diseado, minimizando los sobrecostos de operacin en los que incurrira el transporte al transitar por carreteras en mal estado superficial. La estrategia de conservacin (trabajos a realizar y momento para su realizacin) constituye una parte integral del diseo del pavimento, que en ningn caso puede ser olvidada. Los trabajos de conservacin se divide en tres partes: conservacin rutinaria, conservacin peridica, y reconstruccin. La conservacin rutinaria se refiere a los trabajos que se realizan de manera continua durante todos los aos para seguridad de los usuarios, y funcionalidad hidrulica de la carretera. Algunos ejemplos son el bacheo aislado, la limpieza y desazolve de cunetas, chapeo del derecho de va, limpieza y reposicin de seales, repintado de marcas de pavimento, y limpieza de alcantarillas. La conservacin peridica se entiende como las acciones planeadas y previstas en el diseo cada determinado tiempo, con el objetivo de proteger la estructura del pavimento, o rescatar la calidad de rodamiento. Acciones tpicas son los tratamientos superficiales, las microcarpetas, las sobrecarpetas, la recuperacin en caliente, el fresado superficial, la texturizacin etc. La reconstruccin, como su nombre lo indica, implica volver a construir parcial o totalmente la seccin estructural del pavimento, a fin de que cuente con la capacidad estructural adecuada para resistir el trnsito por acumularse, sin que existan modificaciones geomtricas en la seccin transversal. Acciones tpicas son el White-topping, la recuperacin, la modificacin de materiales, la estabilizacin, la transformacin en concreto compactado, etc. 35


Dentro del Sistema de Evaluacin de Pavimentos se involucra exclusivamente la conservacin peridica y la reconstruccin, quedando fuera de sus alcances la conservacin rutinaria por ser independiente de las condiciones superficiales y estructurales en que se encuentre un pavimento, y la magnitud de la accin es constante a lo largo del tiempo, adems de depender mucho ms de las condiciones topogrficas y climticas. Se hace notar que el sistema se enfoca tanto al estado superficial de un pavimento como al desempeo de su estructura, con base en la medicin de una serie de parmetros, y los resultados que arroja estn en funcin del nivel de deterioro que presenta.

7.1.2 DeteriorosLos deterioros se pueden clasificar de acuerdo con el Catlogo de Deterioros en Pavimentos Flexibles de Carreteras Mexicanas publicado, por el Instituto Mexicano del Transporte en 1991 (Publicacin Tcnica No 21), en cuatro grupos: los desprendimientos, las deformaciones, agrietamientos y uno ltimo, denominado varios. Los principales deterioros agrupados son los siguientes: Por desprendimiento: Indentacin de objetos duros en la superficie de rodamiento Levantamiento por congelamiento Desprendimiento de agregados Pulido de superficie Desintegracin de la capa de rodadura Exudacin de asfalto

Por deformaciones: Burbuja Roderas o canalizaciones Ondulaciones transversales o corrugaciones Protuberancias Defectos constructivos

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7 Mdulo acciones de conservacin y costos

Crestas longitudinales masivas Desplazamiento transversal de la seccin del pavimento

Por tipo o grupo de agrietamiento: Fisuras Agrietamiento piel de cocodrilo Agrietamiento tipo mapa Grieta transversal Grieta longitudinal

Las definiciones especficas de cada uno de los deterioros, as como las causas probables que los provocan vienen detalladas en la publicacin citada, en la cual adicionalmente se incluyen fotografas que permiten distinguirlos con claridad. Si bien existen ms deterioros, stos no inciden directamente sobre el pavimento de manera directa, por lo que se opt por excluirlos para evitar confusiones.

7.1.3 Acciones de conservacinPara cada uno de los subtramos en estudio con longitud estndar de 1 km, y que requieran de un anlisis ms detallado, ser necesario recopilar en campo informacin adicional que permita determinar con precisin la magnitud de los daos, y con base en ello sugerir las posibles acciones que puedan contrarrestarlos. Las acciones genricas de conservacin que se incluyen en el Sistema de Evaluacin de Pavimentos, son las siguientes: Bacheo de caja Tratamiento superficial Slurry Seal Microcarpeta Carpeta de un riego open-graded Renivelacin de la superficie de rodamiento Sobrecarpeta para rigidizacin o refuerzo

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Recuperacin parcial o total de pavimento

El riego de sello consiste en colocar una pelcula delgada de asfalto (emulsin) y encima de ella una capa de material graduado. Fundamentalmente se utiliza para sellado de grietas, en especial cuando aparece agrietamiento generalizado, malla de gallinero o piel de cocodrilo; cuando existen problemas de pulimento en la superficie de rodamiento; o cuando se presentan zonas con asfalto llorado. El objetivo principal es mejorar la textura de la superficie de rodamiento aplicando una capa con mejor ndice de friccin entre llanta y pavimento. Existen otras clases de riego de sello de mejor calidad y ms resistencia, como la lechada asfltica, riego con cemento asfltico, tambin denominado Slurry-seal, empleadas en carreteras de altos volmenes vehiculares, en carreteras de altas especificaciones. Las carpetas a base de riegos son superficies asflticas de espesor no mayor a 3 cm que alcanzan este grosor mediante la aplicacin de uno o ms riegos, y colocando material graduado de diferentes tamaos. La sobrecarpeta tendida sobre la superficie de rodamiento, y elaborada con mezclas bien diseadas de concreto asfltico en fro o en caliente, tiene por objeto principal reforzar estructuralmente la seccin del pavimento. Esta accin comnmente toma la decisin de ejecutarla en perodos cada 5, 7 o 10 aos, con el fin de prolongar la vida til de todo el pavimento. Por razones constructivas, es conveniente tender sobrecarpetas de refuerzo con un mximo de espesor de 10 cm por capa, con el propsito de alcanzar la compactacin especificada. Por lo anterior el Sistema de Evaluacin de Pavimentos, slo maneja espesores que van de los 3 cm hasta los 10 cm, con valores intermedios cada 0,5 cm. Para espesores de refuerzo mayores, el sistema recomienda reconstruir parcial o totalmente. La renivelacin es el tendido de una capa de mezcla asfltica cuyo espesor vara a lo largo del tramo, aunque se considera que no debe ser superior a los 3 cm. Esta solucin se adopta cuando existen problemas de deformaciones longitudinales y/o transversales, siempre y cuando las capas inferiores cuenten con una capacidad estructural adecuada, y si hay carpetas, estas no presentan agrietamiento. La recuperacin de pavimento consiste en el levantado de parte o de toda la seccin estructural del pavimento, pudiendo si es el caso, llegar hasta la subrasante, para nuevamente tender y compactar cada una de las capas con el material recuperado y estabilizado con cal, cemento hidrulico o asfalto. Finalmente, se hace notar que el sistema calcula el nivel de intervencin; de acuerdo con la vida til que el usuario quiera agregar al pavimento, propone los tramos que requieren intervencin, las acciones que se pueden llevar a cabo para alcanzar ese horizonte, y el costo correspondiente.

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7.2 Costos de conservacinCada una de las intervenciones que se efecten a una carretera, evidentemente traen implcitamente asociado un costo, que depender de la magnitud de la accin de mantenimiento y del precio de los insumos para poder llevarla a cabo (personal, equipo, maquinaria y materiales). El sistema calcula el monto de la inversin necesaria para todas las acciones propuestas, con el fin de que el usuario cuente con informacin suficiente que le permita tomar una mejor decisin.

7.2.1 Determinacin de costosPara determinar el costo de cada una de las acciones mencionadas, se tomaron en cuenta dos condiciones que permitirn una idea bastante precisa de su magnitud: proyeccin y costos locales.

Costos localesLa Direccin General de Conservacin de Carreteras, de la Secretara de Comunicaciones y Transportes, ha elaborado un Catlogo de Conceptos de Conservacin, el cual incluye 63 acciones divididas en Terraceras, Estructuras y Obras de Drenaje, y Pavimentos; para cada una establece un precio a costo directo, e incluye el anlisis del precio unitario correspondiente, adems de costos horarios y especificaciones particulares, entre otros. El sistema incluye la parte correspondiente a las acciones de conservacin peridica y reconstruccin de tramos del Catlogo de Conceptos, ya que se trata de valores promedios en el pas y forma parte del Tabulador de Costos Directos de la SCT. De esta forma, se evita que el usuario tenga necesidad de obtener e introducir los costos de cada uno de los insumos que se requieren para ejecutar una accin de conservacin, lo que minimiza las posibilidades de error, mejora la eficiencia del sistema y reduce el tiempo de respuesta. Si bien podra pensarse que pueden existir diferencias significativas entre el costo promedio calculado por la Direccin General de Conservacin de Carreteras y el costo local, debe de tomarse en cuenta que el Sistema de Evaluacin de Pavimentos es una herramienta de planeacin, y que la ejecucin de las acciones se realizar durante el periodo presupuestal siguiente a partir del que fueron obtenidos los resultados (en el mejor de los casos), por lo que habr variacin entre lo estimado y lo real, simplemente por la inflacin acumulada en el lapso citado. Sin embargo, con la finalidad de que esta herramienta de trabajo d un mejor apoyo al usuario, se decidi incluir un factor de actualizacin de costos que elimina la diferencia entre el monto promedio nacional y el local. Este valor de 39


actualizacin se puede obtener al comparar los resultados iniciales del sistema con los que maneja la residencia de Conservacin, o en su defecto, calculando un costo unitario para extrapolarlo a los dems.

ProyeccinDebido a que los resultados de las acciones propuestas por el sistema no se implantarn de manera inmediata, se vuelve necesario establecer un factor de proyeccin que determine los montos para el horizonte en el cual se pretende realizar los trabajos. Esta proyeccin considera los factores inflacionarios que se han presentado en Mxico durante los ltimos cinco aos, de acuerdo con lo reportado por el Banco de Mxico. Existen dos posibilidades; la primera, es que la accin se ejecute de manera inmediata o casi inmediata a los resultados arrojados por el sistema, por lo que puede considerarse despreciable el factor inflacionario; y la segunda, es que la intervencin se realice en un ao posterior, siendo necesario incluir el factor inflacionario en la determinacin del costo. En este sentido, el Mdulo Costos presenta una opcin para la proyeccin del costo, que funciona de la forma siguiente: El sistema pregunta en cunto tiempo (en aos) se pretende llevar a cabo la accin, tomando un valor de 0 (cero) en caso de que sea inmediato, as como valores de 1, 2, 3, etc, para la diferencia en aos entre los resultados proporcionados por el sistema y la implantacin de la accin. Adicionalmente, es posible ajustar el factor de proyeccin o inflacionario, de acuerdo con las condiciones de la regin, puesto que el incremento en los precios no necesariamente es uniforme en todo el territorio nacional; ni en todos los aos, la estimacin de la inflacin por parte del Banco de Mxico se realiza con base en la canasta bsica.

7.2.2 Costos unitarios y alcances de accionesLa determinacin de los costos unitarios de las acciones de conservacin, no es parte propiamente de un sistema de evaluacin de pavimentos; no obstante, con el fin de orientar a los usuarios, se muestran tablas con costos utilizados por la SCT, mismos que habr que adecuar a la fecha de realizacin de los anlisis corespondientes. Para establecer tanto el costo como la magnitud de los trabajos, es necesario definir previamente qu tareas involucra cada una de las acciones de conservacin sealadas en este mdulo; para ello, se tomaron las especificaciones particulares estipuladas en el Catlogo de Conceptos de Conservacin de la SCT, as como en las normas de construccin de la misma.

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Posteriormente a la especificacin, se presenta el anlisis del costo unitario por metro cbico para cada una de las acciones que contempla el Sistema de Evaluacin de Pavimentos. Al utilizar las escalatorias de la Subsecretara de Infraestructura, se elimina la posibilidad de ajustar el factor de proyeccin, con un cargo adicional por razn de las condiciones de la regin.

Riego de sello EjecucinLa aplicacin de carpetas de un riego se realiza conforme lo sealado en las normas para construccin e instalaciones, con la modificacin de que al material ptreo se le dar un tratamiento previo de premezclado con emulsin catinica de rompimiento rpido diluida, como se indica a continuacin: a) El material ptreo a tratar se colocar en una plataforma de trabajo, fuera de la superficie de rodamiento de la carretera, y deber estar en condiciones tales que no se contamine con las maniobras de premezclado b) El material ptreo ser acamellonado de manera similar a como se elabora una mezcla asfltica por el sistema de mezcla en el lugar c) La emulsin catinica de rompimiento rpido se diluir con agua en proporcin en volumen de 40% de emulsin y 60% de agua, cuidando que sea a la emulsin a la que se le incorpore el agua y no en forma inversa; el agua a utilizar deber estar exenta de contaminantes. Antes de aplicar al material ptreo la disolucin obtenida, deber tener una consistencia homognea d) Sobre el material ptreo se aplicar la disolucin de emulsin-agua, previamente calentada a una temperatura entre 30 y 40C, en proporcin aproximada de 140 l/m3 de material ptreo, cuidando que el residuo asfltico de la mezcla sea de 2,5% en peso, o el que en su momento sea determinado por el laboratorio; se deber observar que el mezclado se haga de manera que se obtenga un producto homogneo e) El mezclado deber realizarse en forma rpida, antes de que ocurra el rompimiento de la emulsin f) La aplicacin del riego de sello se realizar de acuerdo con lo que se menciona en las normas para construccin e instalaciones de la Secretara

MedicinSe har de conformidad a lo dispuesto en las normas para construccin e instalaciones de la Secretara. 41


Base de pagoEl pago por unidad de obra terminada de aplicacin del riego de sello con material premezclado, se har al precio unitario fijado en el contrato por metro cbico de cada uno de los materiales ptreos empleados; este precio incluye, adems de lo indicado en las normas para construccin e instalaciones, lo que corresponda por valor de adquisicin de la emulsin catinica de rompimiento rpido y del agua para efectuar el premezclado; la carga, acarreo y descarga de la emulsin y del agua; la elaboracin de la disolucin emulsin-agua, su calentamiento e incorporacin al material ptreo; la construccin de la plataforma para el trabajo de premezclado y, en general, todas las actividades, materiales y equipo necesarios para la correcta ejecucin de los trabajos. Existe la posibilidad de contratar a precio alzado.

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Anlisis de precio unitario de riego de selloClave Materiales Sello 3-A Acarreo 1er km Descripcin Unidad Cantidad m3 m3 m3-km Litro Litro Hora Hora Hora Hora Hora Hora 1,00000 1,00000 44,0000 56,0000 56,0000 0,01000 0,07143 0,01667 0,02222 0,01667 0,09091 Costo U 78,40 6,07 3,18 1,33 0,22 71,20 173,48 244,08 203,64 384,51 736,09 Total 78,40 6,07 139,96 74,64 12,54 311,61 0,72 12,39 4,07 4,52 6,41 66,92 95,02 Litro 0,50000 3,30 1,66

Sello 3-A Acarreo 1er km tarifa SCT Acarreo km subs Acarreo de km Subsecuentes, tarifa SCT Emulsin asfltica Emulsin catinica de RR-2K rompimiento rpido Flete de emulsiones Flete emulsiones PEO Total materiales Equipo Barredora autop Barredora autopropulsada Mobil Sweet Camin volteo Camin volteo Merce Mercedes Benz 7 m3 Cargador F-CAT Cargador frontal CAT936 936-B de 175 HP Compactador S/Neu Compactador sobre neumticos de 9 llantas autopropulsado Planta mezcladora Planta mezcladora E marca Escudero modelo 80-100 Esparcidor p/sello E Esparcidor para sello marca Escudero Total equipo Auxiliares Bsico 016 Suministro y aplicacin de emulsin de rompimiento rpido para riegos de liga Total auxiliares Costo Directo

1,66 408,28

Costo directo: $ 408,28/m3

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Mortero asfltico (Slurry Seal)Esta accin no se encuentra en el Catlogo de Conceptos de Conservacin, por lo que se incluye solamente el anlisis del precio unitario. Debido a que la capa es muy delgada y el espesor nico, el precio est en funcin del m2 aplicado.

Anlisis de precio unitario de mortero asfltico (Slurry Seal)Clave Materiales Calafateo grietas con mortero Retiro del caucho existente y/o sealamiento Elaboracin del mortero asfltico Total materiales Equipo Movimiento de material Retiro del caucho existente y/o sealamiento Limpieza para el calafateo Barrido de la superficie, previa colocacin mortero Acarreo local en formacin de almacenes Carga, colocacin y compactacin del mortero asfltico Limpieza final Total equipo Descripcin Agregado para calafateo y emulsin asfltica Extraccin y acarreo de agua, y cepillo de raz Agregado p/mortero, cemento Portland, emulsin asfltica, aditivo ADP-1, extraccin y acarreo de agua Camioneta redilas Compresor P375W, bomba 4 gas Compresor P375W Barredora automtica Rosco RB-48 Camin volteo c/caja gravera de 7 m3 Camin sellador Slurry, cargador 544 2.25 yd3, compactador PF-300B, pipa de 8,000 l, petrolizadora 5,900 l y tanque remolque de 45 m3 Barredora automtica Rosco RB-48 Costo U 0,03 3,14 12,89 Total 0,03 3,14 12,89 16,06 141,75 227,18 153,81 198,02 191,30 1913,34 0,37 3,51 0,40 0,52 0,50 5,02

198,02

0,52 10,84

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Clave Mano de obra Retiro del caucho existente y/o sealamiento Calafateo grietas Cribado y mezcla del agregado Acarreos locales en formacin de almacn Limpieza Colocacin de mortero asfltico Total mano de obra Auxiliares Herramienta Sealamiento, seguridad e iluminacin Total auxiliares Costo directo

Descripcin 1 cabo, y 10 ayudantes generales 5 ayudantes generales 20 cabos de oficios, 3 ayudantes generales 1 cabo oficios, 3 ayudantes generales 1 cabo oficios, 6 ayudantes generales 1 cabo oficios, 2 tornilleros, 3 rastrilleros, 4 ayudante generales 10% de mano de obra 3% del costo subtotal ($23.96)

Costo U 670,00 1 024,75 681,20 946,61 1 561,46 2 507,38

Total 5,25 0,38 0,36 0,35 0,60 0,93 7,87

0,78 1,07

0,78 1,07 1,85 36,62


Carpeta a base de riegosTanto la ejecucin como la medicin y la base de pago, son las mismas que para el riego de sello con la nica salvedad de que la carpeta se formar con la sobreposicin de tres riegos. De la misma forma, el costo correspondiente se incrementa al triple, por lo que asciende a $ 1 224,84/m3.

Sobrecarpeta de concreto asfltico EjecucinPara la elaboracin del concreto asfltico para carpeta, se seguir en todo lo que corresponda con lo sealado en las normas para construccin e instalaciones de la Secretara.

MedicinSe efectuar conforme a lo indicado en dichas normas.

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Base de pagoEl pago por unidad de obra terminada de concreto asfltico, compactado al grado mnimo que fije el proyecto y/u ordene la Secretara; mnimo noventa y cinco por ciento (95%) del peso volumtrico seco mximo para la construccin de la capa de carpeta, se har al precio fijado en el contrato para el metro cbico de la mezcla de cada banco en particular y utilizada en cada capa; este precio incluye lo que corresponde a cada trabajo especfico, con lo sealado en las normas para construccin e instalaciones, incluyendo el acarreo del concreto asfltico en la distancia entre el banco de extraccin de los materiales ptreos para su elaboracin y el sitio de aplicacin de la mezcla. Asimismo, deber comprender la adquisicin del cemento asfltico y su flete al lugar de aplicacin, as como el producto asfltico empleado en el riego de liga, su compra, flete, mermas y las maniobras realizadas durante su carga, descarga y aplicacin, y en general todas las actividades, materiales y equipo necesarios para la correcta ejecucin de los trabajos.

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Anlisis de precio unitario de sobrecarpetaClave Mano de obra Banderero Cabo Total mano de obra Herramienta Herramienta menor Total herramienta Equipo Barredora autop Descripcin Banderero Cabo Herramienta menor Unidad Cantidad Jornal Jornal (%) MO Hora Hora Hora Hora 0,00400 0,00200 0,05000 0,02000 0,02000 0,00736 0,01407 Costo U 100,80 151,20 0,70 71,20 203,64 477,60 336,03 Total 0,40 0,30 0,70 0,03 0,03 1,42 4,08 3,52 4,73 13,74 Litro 5,30000 3,30 17,51

Barredora autopropulsada Mobil Sweet Compactador S/Neu Compactador sobre neumticos de 9 llantas autopropulsado Motoconformadora Motoconformadora CAT. Modelo 120 G Vibrocompactador R Vibrocompactador REX Total equipo Auxiliares Bsico 016 Suministro y aplicacin de emulsin de rompimiento rpido para riegos de liga Bsico 001 Mezcla asfltica hecha en el lugar con agregado mximo de 19 mm (3/4) caracterstica y grado de compactacin segn especificacin. Total auxiliares Costo directo

m3

1,10000

445,17

89,69

507,19 521,67


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Renivelaciones asflticas EjecucinEn las zonas de la superficie de rodamiento actual que hayan sufrido alguna deformacin y/o desplazamiento, y que expresamente seale la Secretara; para su correccin, se proceder conforme a lo sealado en las Normas y Procedimientos de Conservacin y Reconstruccin de Carreteras.

MedicinSe considera como unidad el metro cbico de mezcla, con aproximacin de un decimal. El volumen se determinar en los vehculos de transporte inmediatamente antes de su carga, extendiendo la mezcla en el interior de la caja para obtener mayor precisin.

Base de pagoEl pago por unidad de obra terminada de renivelacin se har al precio unitario fijado en el contrato para el metro cbico de mezcla. Este precio incluye lo que corresponda por la apertura de la caja perimetral y la remocin del material, su extraccin, carga, acarreo, descarga y acomodo en el lugar que la Secretara ordene dentro del derecho de va; suministro, carga, acarreo y aplicacin de los productos necesarios en su caso, para la compactacin al grado mnimo que fije el proyecto y/u ordene la Secretara; suministro, carga, acarreo y aplicacin de los productos asflticos para el riego de liga y la mezcla asfltica, as como lo que corresponda de lo sealado en las normas para construccin e instalaciones, incluyendo las cargas, acarreos y descargas de la mezcla, de la plataforma al lugar de utilizacin, y los tiempos de los vehculos empleados en la transportacin durante las cargas y las descargas, y en general, todas las actividades materiales y equipo necesarios para la correcta ejecucin de los trabajos.

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Anlisis de precio unitario de renivelacinClave Equipo Barredora autop Descripcin Unidad Cantidad Hora Hora Hora Hora 0,02000 0,02000 0,00736 0,01407 Costo U 71,20 203,64 477,60 336,03 Total 1,42 4,08 3,52 4,73 13,74 Litro 5,30000 3,30 17,51

Barredora autopropulsada Mobil Sweet Compactador S/Neu Compactador sobre neumticos de 9 llantas autopropulsado Motoconformadora Motoconformadora CAT. Modelo 120 G Vibrocompactador R Vibrocompactador REX Total equipo Auxiliares Bsico 016 Suministro y aplicacin de emulsin de rompimiento rpido para riegos de liga Bsico 001 Mezcla asfltica hecha en el lugar con agregado mximo de 19 mm (3/4) caracterstica y grado de compactacin segn especificacin. Total auxiliares Costo directo

m3

1,10000

445,17

489,69

507,19 520,93


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ReconstruccinEsta accin incluye la recuperacin y formacin de una base estabilizada, y la colocacin de una carpeta asfltica. Debido a que sta involucra todo lo descrito en la accin de sobrecarpeta de concreto asfltico, slo se presenta la descripcin de la base estabilizada, tanto con cemento Portland como con asfalto. De esta forma, el costo del metro cbico de reconstruccin ser la suma de la base estabilizada, ms la carpeta de concreto asfltico.

Recuperacin y formacin de base estabilizada con cemento Portland EjecucinEn los subtramos que ordene la Secretara, mediante el equipo adecuado con el que se logre efectuar las operaciones in situ que a continuacin se indican, se cortar en fro el material que constituye el pavimento existente hasta la profundidad que seale el proyecto; con el mismo equipo, el material recuperado se disgregar y mezclar con el material para base hidrulica procedente de banco, para conformar el espesor establecido en el proyecto, posteriormente se homogeneizar, agregndole cemento Portland en la proporcin que sea ordenada. La mezcla obtenida ser tendida en el ancho y en el espesor fijado de manera uniforme sobre la superficie tratada, de acuerdo con las indicaciones de la Secretara, procediendo a perfilar y compactar hasta alcanzar el 100% del peso volumtrico seco mximo determinado con la prueba AASHTO modificada, constituyendo la capa de base hidrulica, debindose restituir el alineamiento horizontal y vertical mediante un bombeo mnimo del 2% de la seccin transversal del camino, y lo sealado en las normas.

MedicinSe considera como unidad el metro cbico del material tratado, con aproximacin a un decimal.

Base de pagoEl pago por unidad de obra terminada de recuperacin y base estabilizada, se har al precio unitario fijado en el contrato para el metro cbico del material tratado y que constituir la capa que se estipule; este precio incluye lo que corresponda por utilizacin del equipo de corte en fro; adquisicin y/o suministro del material ptreo de banco con calidad de base hidrulica con tamao mximo de treinta y ocho (38) milmetros a finos, parcialmente triturado, as como su acarreo desde el centro productor hasta el lugar de su utilizacin; disgregado del material recuperado y mezclado de ste con el material con calidad de base hidrulica; en 50


su caso, extraccin, carga, acarreo y aplicacin del agua, as como permisos para la explotacin de bancos de agua; incorporacin del cemento Portland normal; tendido en el espesor y ancho sealado; utilizacin del equipo para perfilar y compactar el material al grado mnimo que fije el proyecto y/u ordene la Secretara; afinamiento para dar el acabado superficial. Los cargos por empleo del equipo adicional necesario, herramientas y mano de obra; consumos y desperdicios; los tiempos de los vehculos empleados en los acarreos durante las cargas y descargas, y en general todas las actividades, materiales y equipos necesarios para la correcta ejecucin de los trabajos.

Anlisis de precio unitario de base estabilizada con cemento PortlandClave Materiales Grava de 1 Acarreo 1er km Acarreo km subs Cemento gris en saco Total materiales Mano de obra Ayudante general Banderero Total mano de obra Herramienta Herramienta menor Total herramienta Equipo Camin pipa 6 m3 Descripcin Grava de 1 Acarreo 1er km tarifa SCT Acarreo de km subsecuentes, tarifa SCT Emulsin catinica de rompimiento rpido Ayudante general Banderero Herramienta menor Unidad Cantidad m3 m3 m3-km Litro 0,62500 0,62500 15,0000 0,06500 Costo U 78,40 6,07 3,18 1500,80 Total 82,60 3,80 47,71 97,55 198,06 Jornal Jornal (%) MO Hora Hora Hora Hora 0,03000 0,00500 0,05000 0,02000 0,00918 0,03000 0,01560 95,20 100,80 3,36 244,23 477,60 1554,25 336,03 2,86 0,50 3,36 0,17 0,17 4,88 4,38 46,63 5,24 61,13 262,72

Camin pipa de 6 m3 de capacidad Motoconformadora Motoconformadora CAT. Modelo 120 G Recuperador de CA Recuperadora de pavimento RR-250 Marca CAT. Vibrocompactador R Vibrocompactador REX Total equipo Costo directo


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Recuperacin y formacin de base estabilizada con aglutinante asfltico EjecucinEn los subtramos que ordene la Secretara, mediante el equipo adecuado con el que se logre efectuar las operaciones in situ que a continuacin se indican, se cortar en fro el material que constituye el pavimento existente hasta la profundidad estipulada en el proyecto; con el mismo equipo el material recuperado se disgregar y mezclar con el material aglutinante del tipo, y en la proporcin que sea ordenada, as como el agua necesaria. La mezcla obtenida se tender en el ancho y en el espesor fijado de manera uniforme sobre la superficie tratada, de acuerdo con las indicaciones de la Secretara, procediendo a perfilar y compactar el material hasta alcanzar el 100% del peso volumtrico seco mximo determinado con la prueba AASHTO modificada, debindose restituir el alineamiento horizontal y vertical con un bombeo mnimo del 2% de la seccin transversal del camino y lo sealado en las normas.

MedicinSe considera como unidad el metro cbico del material tratado, con aproximacin a un decimal.

Base de pagoEl pago por unidad de obra terminada de recuperacin del material del pavimento existente, se har al precio unitario fijado en el contrato para el metro cbico del material tratado y que constituir la capa que se estipule; este precio incluye lo que corresponda al uso del equipo de corte en fro; disgregado del material recuperado; en su caso extraccin, carga, acarreo y aplicacin del agua, as como permisos para la explotacin de bancos de agua; suministro e incorporacin del producto aglutinante especificado; homogeneizacin de la mezcla; tendido en el espesor y ancho sealado; empleo del equipo para perfilar y compactar el material al grado mnimo que fije el proyecto y/u o

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