Las pistas de ensayo del PaveLab finalizadas!

Construcción de las Pistas de Ensayo de la Pista a Escala de Ensayo Natural de Pavimentos, el PaveLab

La construcción de las pistas experimentales es un sueño hecho realidad! Este es un proyecto del Programa de Infraestructura del Transporte (PITRA) del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructuralesvde la Universidad de Costa Rica  (LanammeUCR) . Seis pistas experimentales están siendo construidas, 2 en pavimento flexible convencional, dos en pavimentos flexible con asfalto modificado y dos en pavimento semi-rígido, con base estabilizada con cemento. El proceso constructivo requirió de colocar la Base Granular (GB) con una colocadora automatizada especial. La base estabilizada con cemento (BEC) fue mezcla en camión mezclador de concreto y colocada también con finisher. La construcción de la pista llevó a la colocación de los primeros sensores de presión a nivel de subrasante (suelo natural compacto) y un extenso y riguroso control de calidad de las propiedades de los materiales y su proceso constructivo.

Este proyecto es de todos los costarricenses y constituye uno de los esfuerzos mas ambiciosos realizados en latinoamérica tanto para estudiar el desempeño a escala real de pavimentos y para calibrar una guía mecanicista de diseó de pavimentos, esto, desde el punto de vista de inversión en edificaciones, equipamento, sensores de medición, hardware_software y sin duda, formación de equipo humano. El equipo humano está constituido por 4 doctores en pavimentos, 2 en geotecnia, 1 geólogo, y dos doctores en ingeniería hidráulica, mas otro tanto de profesiones con grados de maestría e ingenieros, con gran dedicación y excelencia. Con este proyecto, tanto nosotros mas el concurso de grupos organizados de ingieros, el MOPT-CONAVI, y la industria, buscamos dar un cambio radical en el diseño y análisis de desempeño tanto de materiales como de estructuras de pavimento. Así, la inversión de obra pública en materia de carreteras podrá ser maximizada a través de un uso mas eficiente de dichos recursos¡ Así las cosas,este proyecto constituye un ejemplo de la labor de la UCR orientada por su estatuto orgánico: La investigación, la docencia y la acción social.

Problemas de Compactación de Capas Asfálticas Delgadas Colocadas sobre Pavimentos Existentes Débiles

Una capa de mezcla asfáltica en caliente como la mostrada en la fotografía, 5 cm de espesor o menos, colocada sobre un pavimento estructuralmente débil, es muy difícil -sino imposible- de llevarla a un nivel de compactación óptimo. En Costa Rica, hemos recomendado al fondo vial pagar ese material con respecto a sus propiedades volumétricas en muestras tomadas en plantas. Tratar de realizar el pago en función de calidad, con base en los vacíos de sitio, no es técnicamente válido en este caso. Sabemos que en el país, las sobrecapas que se han tipificado como capas para mejorar la condición de ruedo solamente, sin aporte estructural, son inferiores a 4 cm, y a partir de ahí, son llamadas sobrecañas estructurales, sin embargo, ese umbral entre los 4 y 5 cm y que caso aporta estructuralmente se desvanece cuando el pavimento presenta una rigidez baja. La rigidez se determina con el ensayo de deflectometría de impacto o incluso con métodos menos sofisticados, como la viga Benkelman. En el país, existe una amplísima base de datos de deflectometría para la red vial nacional pavimentada, a través de las evaluaciones que realiza por ley, de manera bianual, desde hace 10 años el LanammeUCR. Por lo tanto, un ingeniero de proyecto tiene a su disposición una herramienta tremendamente poderosa, para decidir sobre la metodología de evaluación de la calidad y acciones por tomar en campo, de la capa de mezcla asfáltica en caliente que coloca en un proyecto.  Como hemos insistido en muchas ocasiones, este tipo de decisiones requieren que el ingeniero de proyecto tenga un sano conocimiento técnico del desempeño planeado de cualquier material que use en el sitio de obra, su diseño, su comportamiento mecánico, proceso constructivo y evaluación de desempeño real. Esto combinado con experiencia, resulta en mejoras sustanciales en la calidad de la obra vial a su cargo.

Porqué LanammeUCR adquirió el Heavy Weight Deflectometer?

La idea inicial es analizar el comportamiento no lineal de materiales granulares y suelos, esto por el mayor rango de carga que ofrece el HWD. Se puede usar en carreteras normales, simplemente empleando la carga en los rangos normales de aplicación de esta a un eje equivalente u otros de interés. También sirve la información para la guía mecanicista. Acá hay que recordar que desafortunadamente uno de los puntos mas débiles del AASHTO MEPDG es que está pensado mas en diseño de pavimentos nuevos que para diseño de rehabilitaciones por lo que el uso del deflectómetro no es tan importante. En nuestro caso, al igual que el CAL-ME. vamos a basar el diseño en ensayos no destructivos como el FWD/HWD y en nuestra pista a escala natural, el PaveLab (Pista de ensayo con un HVS Mark VI de Dynatest). Esto, no va en detrimento del uso del equipo en la evaluación de pavimentos de aeropuerto, aunque no fue realmente el objetivo de la adquisición, que es el de evaluar y diseñar pavimentos para vías vehiculares.

EXPLICACION DE DIFERENCIAS ENTRE LAS ESPECIFICACIONES DE RIEGO DE IMPRIMACION-LIGA ENTRE MANUAL SIECA vs CR2010

Tomé esta explicación de un correo del Ing. Fabián Elizondo, Subcoordinador del PITRA-LanammeUCR y Coordinador del Laboratorio de Infraestructura Vial del LanammeUCR.

CONSULTA

En la tabla 411-9 (pág. 312) del CR-2010 se indica  para la primera capa del tratamiento tipo E-19 una dosificación de 1 litro/m2 de emulsión asfáltica. Esto es la mitad de  lo que se indica también para el E-19 en la tabla 409-3 (pág. 400-68)  del Manual Centroamericano de Especificaciones para la Construcción de Carreteras y Puentes Regionales (Proyecto USAID N°596-0181.20 de mayo de 2001). La consulta es si es correctamente aplicable en nuestro país lo indicado por el CR-2010 (1 litr/m2)?.

RESPUESTA ING. ELIZONDO:

Efectivamente las tasas para la primera capa son distintas entre el CR2010 y el SIECA. En relación con las tasas propuestas por el CR2010 le indico que la tasa propuesta de 1 L/m2 es a mi criterio una tasa razonable tomando en cuenta que en esta misma sección se especifica la aplicación de una un riego de imprimación (riego de emulsionas asfáltica sobre la base granular) con una dosificación propuesta entre 0.45 y 1,35L/m2. En otras palabras la dosificación de emulsión se divide en dos capas las cuales podrían totalizar 2.35L/m2. En la práctica común se realiza un solo riego de emulsión normalmente entre 1.5L/m2 y 2L/m2 para la primera capa. Lo anterior debido a que no existe en el país una emulsión de penetración para imprimación o una emulsión de rompimiento lento que tenga las características requeridas. Adicionalmente El Manual Standard specifications for constructions of roads and bridges on Federal Highway projects FP de los EU, propone tasas parecidas a las que se presentan en nuestro CR2010.

Finalmente, como se indica en esta sección quisiera aclarar que las dosificaciones son propuestas aproximadas que deben ser verificadas en campo para lograr la calidad especificada por lo que las dosificaciones finales dependerán de estos tramos de prueba en obra.