RESUMEN DE ESPESORES DE CARPETA ASFÁLTICA CUERPO A

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1 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 Resumen de espesores Para determinar el espesor de refuerzo de la estructura de pavimento, se consideraron los cálculos por los cuatro métodos: dos por la evaluación de deflexiones y dos por la evaluación de la estructura; se consideró para cada tramo el refuerzo más crítico, tabla 4.1. Tabla 4.1 Resumen de espesores de carpeta asfáltica RESUMEN DE ESPESORES DE CARPETA ASFÁLTICA CUERPO A TRAMO: ESTACIÓN DON - CD. OBREGÓN SUBTRAMO: Km Km ; Km Km ; Km Km ; Km Km TRAMO: CD. OBREGÓN - HERMOSILLO SUBTRAMO: Km Km ; Km Km ; Km Km TRAMO: LIBRAMIENTO GUAYMAS SUBTRAMO: Km Km RUTA: MEX-15 ESPESOR (cm) PERIODO DE MÉTODO MÉTODO MÉTODO ESPESOR RECOMENDABLE TRAMO DE DISEÑO IN GE NIERIA MÉTODO MÉTODO IN STITUTO POR FATIGA CARPETA BAS E ASF. ANÁLISIS (AÑOS) DE LA UNAM AASHTO CALIFORNIA DEL ASFALTO UNAM (cm) (cm) TRAMO: ESTCIÓN DON - CD. OBREGÓN Km Km Km Km TRAMO: CD. OBREGÓN - HERMOSILLO Km Km Km TRAMO: LIBRAMIENTO GUAYMAS Km

2 Tabla 4.1 Resumen de espesores de carpeta asfáltica RESUMEN DE ESPESORES DE CARPETA ASFÁLTICA CUERPO B TRAMO: ESTACIÓN DON - NAVOJOA SUBTRAMO: Km Km ; Km Km Km Km ; Km Km Km Km ; Km Km Km Km RUTA: MEX-15 ESPESOR (cm) PERIODO DE MÉTODO MÉTODO MÉTODO ESPESOR RECOMENDABLE TRAMO DE DISEÑO INGENIERIA MÉTODO MÉTODO INSTITUTO POR FATIGA CARPETA BASE ASF. ANÁLISIS (AÑOS) DE LA UNAM AASHTO CALIFORNIA DEL ASFALTO UNAM (cm) (cm) TRAMO: ESTCIÓN DON - CD. OBREGÓN Km Km Km Km Km Km TRAMO: CD. OBREGÓN - HERMOSILLO Km Km Km Km Km Km Km Km Km Diseño de Alternativas de solución para la rehabilitación Para el diseño de las alternativas se consideraron los datos viales, los parámetros de resistencia obtenidos en el laboratorio y se aplicaron los métodos de diseño como el Método del Instituto de Ingeniería de la UNAM, el Método de California, el Método AASHTO, el Método del Instituto Norteamericano del Asfalto y el Método de Fatiga de la UNAM, para determinar la estructura de pavimento. Las alternativas que se consideran viables para la solución de las estructuras de pavimento analizadas, es un mejoramiento de la base hidráulica que puede ser con cemento portland o emulsión asfáltica; la otra alternativa es mejorar la superficie de rodamiento utilizando carpeta de renivelación para el sellado de las grietas y posteriormente colocar una carpeta asfáltica, anexo G.

3 4.2.1 Primer alternativa de rehabilitación Cortar la carpeta asfáltica y la base hidráulica existente, mediante disgregado con la máquina recuperadora RR-350 a la profundidad de 25 cm, para formar una base estabilizada con cemento portland al 9.0% PVSM, compactada al 100% y construir una carpeta de concreto asfáltico con asfalto modificado de 5 cm de espesor, compactada al 95% Segunda alternativa de rehabilitación Cortar la carpeta asfáltica y la base hidráulica existente, mediante disgregado con la máquina recuperadora RR-350 a la profundidad de 25 cm adicionarle emulsión asfáltica superestable en proporción de 80 lt/m3, para formar una base asfáltica de 25 cm de espesor, compactada al 100% y construir una carpeta con concreto asfáltico con asfalto modificado de 6.0 cm de espesor, compactada al 95% Tercer alternativa de rehabilitación Se realizará un bacheo de caja, posteriormente se tenderá una carpeta de renivelación de 8 cm con concreto asfáltico compactada al 95%, tender una malla geotextil y construir una carpeta concreto asfáltico con asfalto modificado de 10 cm de espesor, compactada al 95%. 4.3 Análisis económico de las alternativas Para la elaboración del análisis económico se realizaron las siguientes consideraciones, se calcularon: Los costos de operación vehicular para los diferentes tipos de vehículos, considerando, la configuración topográfica del terreno, los consumos de combustibles y lubricantes, gasto de llantas, costo de reparaciones y mantenimiento, depreciación del vehículo y costo del tiempo de los ocupantes, obteniéndose los siguientes valores, anexo H, tabla 4.1.

4 Las cantidades de obra y los precios unitarios de las actividades, para estimar el costo de cada alternativa de rehabilitación, para período de diseño de 15 años, anexo I, tabla 4.2. Se parte de una alternativa cero que consiste en no realizar ningún trabajo de rehabilitación, evaluando los costos de operación que se generan cuando el pavimento se va deteriorando durante un período de 10 y 15 años, anexo J. Se calcula el costo neto total (valor actualizado) de la alternativa propuesta considerando los costos de rehabilitación y conservación. En lo que se refiere a la estrategia de mantenimiento. Se considera el mantenimiento rutinario durante todos los años con un costo del 5% anual, sobre el costo de la rehabilitación del camino y la aplicación de un mantenimiento preventivo, uno cada 5 años, el costo se considera del 10% del costo de rehabilitación inicial del camino. Se obtiene el beneficio neto total mediante la diferencia entre los costos de operación con la alternativa cero (no realizar un trabajo de rehabilitación y mantenimiento) y los costos de operación con la alternativa de rehabilitación menos el costo total de rehabilitación y mantenimiento. Se obtiene la relación beneficio/costo utilizando la tasa interna de rendimiento y valor presente neto, mediante el cociente entre el beneficio total y el costo total. Este valor representa el ahorro que se obtendrá al final del período de tiempo analizado por cada peso que se invierta en la alternativa propuesta. Se presenta el resumen de los resultados obtenidos en el análisis económico y la memoria de cálculo del estudio económico, así como las curvas de degradación, anexo k, tabla 4.3. Tabla 4.1 Costos de operación

5 TIPO DE VEHICULO COSTO DE OPERACION/Km Vehículo ligero 2.45 Camión ligero 3.15 Autobús de dos ejes 6.66 Camión de dos ejes 4.41 Camión articulado Tabla 4.2 Resumen de presupuesto de las alternativas de rehabilitación RESUMEN DE PRESUPUESTO DE LAS ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN CUERPO A TRAMO: ESTACIÓN DON - CD. OBREGÓN SUBTRAMO: Km Km ; Km Km ; Km Km ; Km Km CD. OBREGÓN - HERMOSILLO Km Km ; Km Km ; Km Km LIBRAMIENTO GUAYMAS Km Km RUTA: MEX-15 ALTERNTIVA 1 ALTERNTIVA 2 ALTERNTIVA 3 Km Km ,232, ,447, ,120, Km Km Km Km ,422, ,739, ,644, Km Km ,278, ,371, ,880, Km Km ,438, ,590, ,715, Km Km ,098, ,708, ,225, Km Km ,028, ,838, ,069, Km Km ,951, ,810, ,650, SUMA : 326,450, ,505, ,308,876.03

6 RESUMEN DE PRESUPUESTO DE LAS ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN CUERPO B TRAMO: ESTACIÓN DON - NAVOJOA SUBTRAMO: Km Km ; Km Km Km Km ; Km Km Km Km ; Km Km Km Km RUTA: MEX-15 ALTERNTIVA 1 ALTERNTIVA 2 ALTERNTIVA 3 Km Km ,301, ,249, ,604, Km Km Km Km ,815, ,571, ,547, Km Km ,083, ,254, ,354, Km Km ,083, ,254, ,354, Km Km ,776, ,006, ,333, Km Km ,606, ,099, ,424, SUMA : 331,667, ,436, ,619, Tabla 4.3 Análisis económico de las alternativas de rehabilitación RUTA: ESTACIÓN DON ANÁLISIS ECONÓMICO DE LAS ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN (miles de pesos) CUERPO A LIBRAMIENTO TRAMO: ESTACIÓN DON - CD. OBREGÓN TRAMO: CD. OBREGÓN - HERMOSILLO GUAYMAS KM ALTERNATIVA KM KM KM KM KM KM KM T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C No % 257, % 58, % 572, % 80, % 8, % 93, % 55, No % 220, % 51, % 509, % 76, % 10, % 123, % 73, No % 131, % 39, % 379, % 47, % 6, % 86, % 51,

7 ANÁLISIS ECONÓMICO DE LAS ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN (miles de pesos) CUERPO B RUTA: ESTACIÓN DON TRAMO: ESTACIÓN DON - CD. OBREGÓN TRAMO: CD. OBREGÓN - HERMOSILLO KM ALTERNATIVA KM KM KM KM KM KM T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C T.I.R. V.P.N. B/C No % 290, % 314, % 134, % 44, % 170, % 98, No % 334, % 329, % 121, % 41, % 156, % 88, No % 224, % 264, % 90, % 36, % 143, % 89, Selección de mejor alternativa de rehabilitación Se recomienda utilizar la primer alternativa de rehabilitación por ser la que ofrece mayor relación beneficio/costo. 4.5 Propuestas de estrategias de mantenimiento Para proponer las estrategias de mantenimiento, se realiza un análisis de los resultados obtenidos en índice de servicio actual (ISA). Para cada uno de los subtramos en este estudio con longitud estándar de 1 km, que requieran de un análisis más detallado, será necesario recopilar en campo información adicional, que permita determinar con precisión la magnitud de los daños y con base en ello, sugerir las posibles acciones que puedan eliminar el problema, tabla 4.4. Las acciones genéricas de conservación que se incluyen en el sistema de evaluación de pavimentos, son las siguientes: * Carpeta de riegos Es el tendido de una película delgada de asfalto (emulsión), la cual se le coloca sobre una capa de material graduado. Se utiliza para el sellado de grietas, cuando se presenta la falla denominada 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

8 colocando una capa con mejor índice de fricción entre llanta y pavimento. Existen otras clases de riego de sello de mejor calidad y más resistencia como la lechada asfáltica o riego con mortero asfáltico, también denominado slurry seal, empleadas en carreteras de altos volúmenes vehiculares, en carreteras de altas especificaciones y en pavimentos de aeropuertos donde es obligatorio su uso. * Bacheo de caja y carpeta de riegos Consiste en la extracción de los materiales que se encuentran fatigados por exceso de humedad, por presencia de arcilla, que se refleja en una baja resistencia estructural, estos se sustituyen por materiales adecuados a su capa estructural con su grado de compactación especificado. Sobre esta superficie reparada se aplica el procedimiento de carpeta de riego, señalado en el párrafo anterior. * Carpeta de concreto asfáltico Cuando la superficie de concreto asfáltico se encuentra muy fatigada y las capas inferiores estructuralmente se encuentran en estado aceptable, se procede a levantar la capa de carpeta de concreto asfáltico, se perfila y se compacta la superficie de la base descubierta, se tiende un riego de impregnación con emulsión asfáltica de rompimiento lento en proporción de 1.5 lt/m2, sobre la superficie debidamente impregnada se aplica un riego de liga con emulsión asfáltica de rompimiento rápido; posteriormente se coloca una capa de concreto asfáltico a una temperatura de 130 C con un contenido óptimo de cemento asfáltico y se le aplica un acomodo con equipo de compactación hasta lograr el 95% de su peso volumétrico máximo. * Renivelación aislada y carpeta de un riego Cuando la superficie de rodamiento presenta deformaciones longitudinales y/o transversales menores a 3 cm, siempre y cuando las capas inferiores cuenten con una capacidad estructural adecuada, se recomienda este procedimiento, que consiste en aplicar un riego de liga sobre la superficie de concreto asfáltico actual; posteriormente se tiende una carpeta de concreto asfáltico utilizando una máquina extendedora con sensores verticales para absorber las deformaciones de la carpeta actual. Sobre esta capa se tenderá una carpeta de un riego descrita anteriormente. * Renivelación aislada y carpeta de concreto asfáltico Cuando la superficie de rodamiento presenta deformaciones longitudinales y/o transversales menores a 3 cm, siempre y cuando las capas inferiores cuenten con

9 una capacidad estructural adecuada, se recomienda este procedimiento, que consiste en aplicar un riego de liga sobre la superficie de concreto asfáltico actual; posteriormente se tiende una carpeta de concreto asfáltico utilizando una máquina extendedora con sensores verticales para absorber las deformaciones de la carpeta actual. Sobre esta capa se tenderá una carpeta de concreto asfáltico descrita anteriormente. * Fresado en frío de superficie y carpeta de un riego Consiste en cortar las zonas de concreto asfáltico que presentan protuberancias de carpeta, posteriormente se tiende una carpeta de un riego descrita anteriormente. * Fresado en frío de superficie y carpeta de concreto asfáltico Consiste en cortar las zonas de concreto asfáltico que presentan protuberancias de carpeta, posteriormente se tiende una carpeta de concreto asfáltico descrita anteriormente. * Fresado en caliente y carpeta de concreto asfáltico Consiste en cortar las zonas de concreto asfáltico que presentan protuberancias de carpeta, posteriormente se tiende una carpeta de un riego descrita anteriormente. * Recuperación de carpeta y el espesor de la base actual, carpeta asfáltica Consiste en el levantado de parte o toda la sección estructural del pavimento, pudiendo, si es el caso, llegar hasta la subrasante, para nuevamente tender y compactar cada una de las capas con materiales de mejor calidad. Se puede decir que éste es el extremo de la conservación de una carretera. * Recuperación de carpeta y el espesor de la base, estabilización con asfalto o cemento portland y carpeta de concreto asfáltico. Tabla 4.3 Análisis económico de las alternativas de rehabilitación

10 CUERPO A SUBTRAMO: ESTACIÓN DON - NAVOJOA DEL KM AL KM ISA Manten. S C+S C+S C+S C+S C+S E S E E C+S C+S C+S F+C+S SUBTRAMO: NAVOJOA - CD. OBREGÓN DEL KM AL KM ISA Manten. R+C+S R+C+S R+C+S F+C+S F+C+S R+C+S R+C+S R+C+S R+C+S R+C+S R+C+S SUBTRAMO: CD. OBREGÓN - GUAYMAS DEL KM AL KM ISA Manten. C+S F+C+S F+C+S C+S F+C+S F+C+S C+S F+C+S F+C+S R+C+S TRAMO: LIBRAMIENTO GUAYMAS DEL KM AL KM ISA Manten. R+C+S F+C+S F+C+S R+C+S R+C+S Estrategía de mantenimiento S Aplicación de riego de sello premezclado C+S Aplicación de carpeta de concreto asfáltico de 3 cm de espesor con riego de sello premezclado F+C+S Fresado mas aplicación de carpeta de concreto asfáltico de 3 cm de espesor con riego de sello premezclado R+C+S Recuperación de carpeta asfáltica con base hidráulica existente mas aplicación de carpeta de concreto asfáltico de 3 cm de espesor con riego de sello premezclado E En espera para darle mantenimiento mayor

11 Los datos obtenidos en campo para índice de servicio actual del camino, medición de deflexiones, inventario de deterioros fueron precisos y suficientes. Los sondeos realizados para determinar las características geotécnicas de los materiales fueron excesivas, a cada 500 m, a solicitud del cliente. Los estudios de evaluación sugieren que se realicen sondeos a cada 1,000 m o mayores cuando los materiales de la zona en estudio sean homogéneos.