Deterioro Prematuro de Pavimentos Causados por Cargas Extraordinarias

Transcripción

1 Deterioro Prematuro de Pavimentos Causados por Cargas Extraordinarias Carlos M. Chang UTEP, El Paso, Texas, E.U. Edith Montes UTEP, El Paso, Texas, E.U.

2 : Introducción La infraestructura vial es fundamental para el desarrollo económico y social de un país. La condición de la red vial es afectada por las cargas que transitan durante su vida en servicio. Cargas extraordinarias requieren de intervenciones de mantenimiento más frecuentes y acciones correctivas para mantener el nivel de servicio.

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4 Cargas Actuantes en el Pavimento Desempeño Estructural del pavimentos

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6 Fallas en el Pavimento Piel de Cocodrilo Ahuellamiento

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8 Parámetros de Tráfico 1. CONTEO Y CLASIFICACION VEHICULAR 2. CONFIGURACION DE EJES 3. PESO POR EJE Y PRESION DE NEUMATICOS 4. TASA DE CRECIMIENTO

9 Problemática Normatividad que integre aspectos técnicos y legales para que las recomendaciones se cumplan. Concientización de los sectores involucrados en la problemática. Implementación de Metodologías que permitan cuantificar el daño causado por el pavimento y su relación con el costo asociado para mantener el nivel de servicio del pavimento.

10 Cargas Extraordinarias en el Perú Directiva N MTC/20: Cargas mayores a las de ejes no convencionales se debe considerar: Eje rodado cuádruple especial Capacidad aumenta en 12t. por eje adicional

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12 Configuración de Ejes Conjunto de Eje (s) Nomenclatura Nº de Neumáticos Eje Simple (Con Rueda Simple) 1RS 02 Eje Simple (Con Rueda Doble) 1RD 04 Eje Tandem (1 Eje Rueda Simple + 1 1RS + 1RD 06 Eje Rueda Doble) Eje Tandem (2 Ejes Rueda Doble) 2RD 08 Eje Tridem (1 Rueda Simple + 2 Ejes Rueda Doble) 1RS + 2RD 10 Eje Tridem (3 Ejes Rueda Doble) 3RD 12 Nota : RS: Rueda Simple RD: Rueda Doble Gráfico

13 Versión AASHTO

14 AASHTO 93 - Ejes Equivalentes (EE) Eje Equivalente = deterioro causado por un eje simple de dos ruedas cargado con 8.2 t. de peso y con neumáticos con presión de 80 lb/pulg 2 Relación de Cargas por Eje para Determinar Ejes Equivalentes Tipo de Eje Eje Equivalente (EE 8.2 tn ) Eje Simple de ruedas simples (EE S1 ) EE S1 =[P/6.6] 4 Eje Simple de ruedas dobles (EE S2 ) EE S2 =[P/8.2] 4 Eje Tándem (1 eje ruedas dobles + 1 eje rueda simple) (EE TA1 ) EE TA1 =[P/14.8] 4 Ejes Tándem (2 ejes de ruedas dobles) (EE TA2 ) EE TA2 =[P/15.1] 4 Ejes Tridem (2 ejes de ruedas dobles + 1ejeruedasimple)(EE TR1 ) EE TR1 =[P/20.7] 4 Ejes Tridem (3 ejes de ruedas dobles) (EE TR2 ) EE TR2 =[P/21.8] 4 P= peso real por eje en toneladas

15 Ejemplo de Factores de Equivalencia por Eje y Factor Vehículo Camión C2 Pavimento Flexible o Pavimento Semirrígido Configuración Vehicular Descripción Gráfica de los Vehículos Long. Máxima (m) C EE S1 = [ P / 6.6] 4 EE S2 = [ P / 8.2] 4 Ejes E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 Carga según Censo de Carga (Ton) 7 10 Tipo de Eje Eje Simple Eje Simple Tipo de Rueda Rueda Simple Rueda Doble Peso 7 10 Factor E.E Total Factor Camión C

16 AASHTO 2008 Espectro de Carga Cargas de Diferentes Ejes Eje Sencillo Neumático Sencillo Neumático Doble Doble Eje Triple Eje Neumático Doble Cargas Mixtas de Ejes

17 Respuesta del Pavimento Bajo Carga Carga Axial Superficie SUP SUP Base/Subbase SUB Suelo de Subrasante

18 Clima Materiales Trafico Estructura Daño Respuesta Respuesta Tiempo Acumulación de daño Fallas

19 Efecto Causado por Cargas Extraordinarias Las cargas extraordinarias o especiales aceleran el deterioro, reduciendo la vida útil.

20 Normatividad de Cargas Extraordinarias en Estados Unidos Normatividad: Peso Máximo: 20,000 libras (9.72t), eje simple Peso Máximo: 34,000 libras (15.42t), eje tándem Requerimiento de Cargas superiores: Análisis y permisos especiales Tarifa especial de peaje Penalidad si es que circulan sin debida autorización

21 Camiones de Configuración Especial Sobrepasan el número de ejes y cargas establecidas para los camiones estándar.

22 Camiones de Configuración Especial(CCE) Camión C2: 1 eje simple (7 t.) de rueda simple y 1 eje simple de ruedas dobles (11 t.), EE=4.504 Camión estándard para carga de 18 t. Camión CCE1: 1 eje simple de ruedas simples (7 t.), 1 eje tridem (24.4 t.), y 8 ejes simples de ruedas cuádruples en dos grupos (13.4 t x 8 = t.), EE= Carga Especial de 60.6 t. Camión CCE2: 1 eje simple de ruedas simples (7 t.), 1 eje tridem (24.4 t.), y 10 ejes simples de ruedas cuádruples (12 t. x 10 = 120 t.), EE= Carga Especial de 83 t. Camión CCE3: 1 eje simple de ruedas simples (7 t.), 1 eje tridem (29.9 t.), y 10 ejes de ruedas cuádruples en dos grupos (14.64 t. x10 = t.),

23 Daño Equivalente Simplificado (EE) Los daños producidos por cada camión de configuración especial son: CCE1=13.2 repeticiones del camión C2 CCE2=10.75 repeticiones del camión C2 CCE3= repeticiones del camión C2

24 Reducción de la Vida Útil del Pavimento Los pavimentos están diseñados para soportar cargas estándar. El incremento del nivel de daño en el pavimento a causa de la carga es exponencial. Un pequeño aumento en la carga por eje causa una reducción significativa en su vida. Las cargas especiales tiene un factor de daño alto en términos de ejes equivalentes.

25 Conclusiones El peso por eje, la distribución de las cargas, y composición de los ejes influye en el nivel de daño causado en el pavimento El control de pesos máximo debe realizarse por eje a fin de verificar que no se superen los límites permisibles por eje de acuerdo a normas. Los camiones de carga especial o extraordinaria deben controlarse en el uso y frecuencia puesto aceleran el deterioro del pavimento en forma exponencial..

26 El daño causado por las cargas extraordinarias demanda intervenciones no contempladas en condiciones normales.

27 La red vial de carreteras de un país es un patrimonio invalorable a preservar Carlos M. Chang, Ph.D., P.E. cchangalbitres2@utep.edu