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ASOCIACIÓN MEXICANA DE INGENIERÍA DE VÍAS TERRESTRES DELEGACIÓN JALISCO

AMIVTAC: TOMA DE PROTESTA DE NUEVA MESA DIRECTIVA XI 2017 - 2019DÍA NACIONAL DEL INGENIEROCONSEJO UJAI “VISIÓN GREMIAL“

EVENTOS

EVALUACIÓN, DISEÑO Y SELECCIÓN DEL TIPO RIEGO DE SELLO PARA TRATAMIENTOS DE CONSERVACIÓNIng. Eymard Ávila Vázquez

PAVIMENTOS

PUENTES MODERNOS EN MÉXICOIng. Leopoldo Cinco Castro

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ING. ALBERTO LÓPEZ GUTIÉRREZEditorial

PERFIL

CONTENIDO

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26 METROPOLITANOLa metrópoli hacia una verdadera modernidad

10 PUENTES

Puentes modernos en México06 PERFIL

Ing. Alberto López Gutiérrez

PROYECTOSFactores que intervienen en el análisis y diseño de un pavimento

3428 CONTROL Y SUPERVISIÓN DE OBRALa importancia de la liberacióndel derecho de vía en vías terrestres

EVENTOSAMIVTAC: Toma de protesta de nueva mesa directiva XI 2017 - 2019

Acto académico AMIVTAC-UACHMaestría en Vías TerrestresGraduación IV generación

Sesión ordinaria mesa directiva AMIVTAC Jalisco

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MESA DIRECTIVA DelegadoIng. Salvador Fernández AyalaSubdelegadoIng. José Jorge López Urtusuástequi Ing. Armando Ballesteros Merlo SecretarioIng. Arq. Sonia Alvarado Cardiel

DIRECTORIO

Edición No. 33, octubre 2017Los artículos publicados son responsabilidad de quien los aporta y no necesariamentecorresponden al punto de vista de la Delegación AMIVTAC, Jalisco. Sus páginas están abiertas a la participación de todos los asociados que deseen colaborar.

TesoreroLic. Horacio Javier Zambrano MontemayorVocalesIng. Esteban Pérez Muñoz Ing. Omar Paredes Flores Ing. Esaú Flores Álvarez

Patrimonios, Gestión y PromociónIng. José Gabriel Mendoza SánchezLic. Jesús Vega SaldañaIng. Adrián Sígala Rivas Lic. Margarita Barbosa RodríguezIng. Carlos Ulloa LeañoRelaciones GremialesIng. Arq. Sonia Alvarado CardielIng. Armando Ballesteros Merlo Maestría en Vías TerrestresIng. Esteban Pérez MuñozIng. Alberto Sánchez VázquezCapacitaciónIng. Lorena Margarita Limón GonzálezCapítulo EstudiantilIng. Estefanía Juárez LimónIng. Francisco Cermeño LópezRevistaIng. Esteban Pérez MuñozCoordinador de Comités Técnicos Ing. Mauro Alberto Flores AlmonteGerenciaIng. Héctor Luna Millán Coordinación Integral de Seguridad VialIng. Delfino Jesús Saldaña EchevarríaIng. Héctor Luna MillánInnovación Tecnológica Ing. Diana García CorbyPavimentosIng. Érick Mendoza GuerreroIng. Luis Enrique Ramírez SotoPuentesIng. Leopoldo Cinco Castro Proyectos Ing. Pedro Pimentel VegaIng. Roberto Anastasio García olivasMecánica de SuelosIng. Silvia B. Hernández Salazar

Medio AmbienteBiól. Brenda Sepúlveda Sánchez Biól. Marcos Daniel Noriega ConstantinoBiól. Carlos Eusebio Ramírez López Metropolitano Arq. César Manuel Ruelas Dueñas Arq. Hugo Oswaldo Hernández GarcíaIng. Alfonso Gamaliel Gutiérrez GonzálezIng. Adrián Sígala RivasIng. Carlos Fabrizcio Ceballos GodínezInfraestructura de Vías TerrestresAeropuertosIng. Andrés Macías López Conservación Ing. Luis Enrique Ramírez SotoIng. Esaú Flores Álvarez Ing. David Augusto Trejo AlbaIng. Juan Pablo Tercero Fernández MoránIng. Francisco Cermeño López Ferrocarriles Ing. Fidel González OrtizIng. Alberto Monge LunaSupervisión y Control de ObraIng. Ricardo Peregrina Noriega Ing. Eva María Chávez NavarroIng. Sonia Alvarado CardielTransporteIng. Julio Tirado CañedoLic. José Cedano Rubio

DISEÑO ORIGINALKoutye ComunicaciónEdición Yara PatiñoDirección de ArteAriana Villanueva

PLANTILLA CONVERGENCIA

Día Nacional del Ingeniero Consejo UJAI “Visión Gremial“

Taller El INGENIERO VERDE

PAVIMENTOSEvaluación, diseño y selección del tipo riego de sello para tratamientos de conservación

LA PORTADA 33 DE LA REVISTA

ASOCIACIÓN MEXICANA DE INGENIERÍA DE VÍAS TERRESTRES DELEGACIÓN JALISCO

La nueva mesa directiva 2017-2019 inicia su periodo en la delegación Jalisco de la AMIVTAC y anuncia el lema que regirá su gestión: “Innovación y capacitación para

mejorar las vías terrestres”, mismo que constituirá sus prio-ridades y dirigirá sus acciones para llevara la delegación a cumplir sus metas. Los siete objetivos de su programa son los siguientes:1.- Inducción a la capacitación2.- Integración gremial con profesionistas y otras asociaciones3.- Apropiarnos del conocimiento4.- Foro-lounge estudiantil5.- Servicios comunitarios6.- Reactivación de página web7.- Convivio entre asociados

Estimados agremiados:

Los integrantes de la actual mesa directiva que me honro en presidir y quienes la integramos, disponemos de una dinámica gremial que nos identificará por ser una directiva formal, entusiasta y responsable, con acciones encaminadas al crecimiento personal y profesional de cada uno de nuestras socias y socios que nos acompañen durante los próximos dos años.

La delegación AMIVTAC Jalisco continuará siendo el referente del liderazgo, con mayor incidencia en temas técnicos, tan variados como importantes, lo que nos hará más competitivos al acumular experiencias y apropiarnos del conocimiento.

Sabremos, además, identificar intereses comunes con otros gremios teniendo la sensibilidad necesaria para articular una visión compartida que mejore las condiciones de nuestro entorno.

Finalmente, los invito a ser Socios en Serio, donde tendrán derechos, obligaciones y beneficios que los motivarán a integrarse y permanecer activos en nuestra comunidad. Sí, buscamos Socios en Serio, comprometidos y participativos con el gremio. La única consecuencia de serlo será que van a sentirse orgullosos de formar parte de esta gran delegación AMIVTAC Jalisco.

Con afecto,

Ing. Salvador Fernández AyalaDelegado Estatal AMIVTAC JaliscoXI Mesa Directiva.

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Textos y Fotos: Editorial

Soy un chaparrito comeaños, dice de sí mismo el ingeniero López Gutiérrez. Tiene 83 años de edad, una larga historia al lado de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, experiencia de sobra en la labor con comunidades indígenas y buen recuerdo de aquel tiempo, a principios de los ochenta, cuando participó en la recom-

posición institucional de la SCT. Para la entrevista toma un sitio cerca de un mapa de

grandes dimensiones que describe la red carretera del cen-tro-occidente mexicano, así que funciona de maravilla para que el ingeniero señale los sitios que han sido clave en su vida y su carrera como caminero y funcionario.

En primer lugar: el municipio de Villanueva, Zacatecas -a mitad entre los lindes con Jalisco y Aguascalientes-, cuna del entrevistado; luego Zacatecas capital, 60 kilómetros al norte, donde el bachiller López Gutiérrez se formó como ingeniero topógrafo hidrógrafo, egresado del Instituto de Ciencias Autónomo de Zacatecas en 1956.

En sus primeros años como profesional, López Gutiérrez se concentró en las responsabilidades que le fueron concedidas en la Junta Local de Caminos de Zacatecas: servir como ayudante de residente de construcción en los tramos Zacatecas-Concepción

ING. ALBERTO LÓPEZ GUTIÉRREZ

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del Oro de la carretera Guadalajara-Saltillo y la carretera Nieves-Camacho y Camacho-Concepción del Oro. “Me tocó trabajar en esos años en el semidesierto zacatecano en trazo, localización y construcción”, recuerda.

“Yo comandaba una brigada de localización en aquel entonces y posteriormente una brigada de construcción, específicamente, de obras de drenaje”.

Después, en 1963, ya como residente de obra, el ingeniero López fue asignado a Nochistlán de Mejía para encargarse de las vialidades entre Nochistlán, Tlachichila y Santa Rosa, todos en Zacatecas. De ahí se dirigió, de nueva cuenta, a la capital de su estado, a la sede de la Junta Local de Caminos donde su camino se cruzó con el del ingeniero Gustavo Welsh Castillo.

“Se inició un programa muy importante que fue el de caminos rurales de acceso, yo era titular de ese programa. Posteriormente llegó un ingeniero jovencito como jefe de zona. Ese era Gustavo Welsh Castillo, que es un poco menor de edad que yo. Yo era su auxiliar porque él venía de México como jefe de zona de la Dirección General de Caminos de Cooperación de aquellos entonces”, menciona.

López Gutiérrez contribuyó con su experiencia al plan de la zona huicot, particularmente, en la conectividad entre Fresnillo, Zacatecas y San Blas, Nayarit a través del municipio de Valparaíso y la sierra que cruza por Zacatecas, Jalisco y Nayarit.

A principios de la década de los setenta, el ingeniero Welsh integraba la Dirección General de Caminos de Mano de Obra. “Al primero que llamó fue a mí. Conocía mi manera de trabajar con los indígenas, sobre todo con los huicholes. En aquellos entonces, el ingeniero Horacio Zambrano Ramos tenía la parte de Jalisco, de Nayarit y de Baja California”.

Welsh dio a López Castillo la responsabilidad como jefe regional en Chihuahua que lo acercó, de nueva cuenta, con los pueblos originarios de México, en esta ocasión, con los rarámuris de la Sierra Tarahumara.

Después de esta experiencia en el norte de México, López Gutiérrez pasó por la Ciudad de México, donde ocupó un cargo en la Subdirección de Brigadas de Localización y de ahí se fue a Jalisco donde fue residente general en la Direc-ción General Adjunta de Caminos Rurales y Alimentadores.

Eran los primeros años de los años 80 y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes experimentaba cambios en su estructura organizacional derivados de las modificaciones aprobadas a la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal, la desaparición de la Secretaría de Asentamientos

Alguien me preguntó en una ocasión de qué universidad era yo. ‘De ninguna universidad sino del Instituto de Ciencias Autónomo de Zacatecas’, respondí. Y me dijo: ‘no, usted está equivocado. Es egresado de la mejor universidad que yo conozco y es la Secretaría de Comunicaciones y Transportes.CT, su universidad

“

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Humanos y Obras Públicas (SAHOP) y la transferencia de atribuciones de esta a la SCT.

Es justo en ese periodo, en 1983, cuando el ingeniero López Gutiérrez queda al frente del centro SCT de Jalisco en sustitución del ingeniero Horacio Zambrano Ramos y toma la responsabilidad de llevar a cabo los cambios que se dictaron desde las oficinas centrales.

“Comencé a trabajar en 1983 en todos los programas de Jalisco. La labor importante de esos años fue la integración del centro SCT con todas sus áreas porque, entonces, en este edificio estábamos SAHOP y SEDESOL”, destaca.

“A este edificio trajimos a Ferrocarriles de México y a Fe-rrocarriles del Pacífico, a Telecomunicaciones y algo mucho muy importante, la Policía Federal de Caminos. Ahora se lo digo fácil, pero fue una labor de años”.

La encomienda, dice, implicó labores de negociación con otras entidades del servicio público federal, de tal suerte que pudieran efectuarse las mudanzas correspondientes entre el edificio de la SCT y el Palacio Federal, ambos en Guadalajara.

En 1986, el licenciado Genaro Borrego Estrada tomó posesión como gobernador del estado de Zacatecas y López Gutiérrez recibió la encomienda de apoyarlo durante su gestión.

López Gutiérrez, que conoce Zacatecas de primera mano, se comprometió con la modernización de toda la red de caminos rurales que, según los cálculos del entrevistado, deben sumar unos 7,000 kilómetros. “Zacatecas es un mundo de comunidades pequeñas”, acota.

“Lo que fue un mejoramiento de brecha con vados requería ya de obras de drenaje definitivas y dos carriles de circulación. Empezó la segunda edad del camino y posteriormente, la tercera, que es la pavimentación”.

Cumplidos los encargos, realizado el trabajo, el ingeniero López Gutiérrez se retiró de esta demandante profesión al jubilarse cuando corría el año de 1993.

“Lo más importante es que fui un afortunado en mi vida. Siempre me tocó trabajar al lado de ingenieros muy capa-citados y con la camiseta bien puesta de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes”, remarca.

Al momento de su retiro, dice López Gutiérrez, se fue satisfecho de lo realizado a lo largo de su carrera y de haber cumplido con la tarea titánica de reorganizar e integrar las diversas áreas de la SCT en Jalisco conforme a lo dictado por los estatutos federales en su momento.


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Investigación y textos: Ing. Leopoldo Cinco Castro

Puente Baluarte

PUENTES MODERNOS EN MÉXICO

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COLUMNA METALICA PROVISIONALCOLUMNA METALICA PROVISIONAL

Deseándoles que lo descrito en este artículo sea de utilidad, me propongo hacer una remembranza de la construcción de los grandes puentes que tenemos en

nuestro país, e iniciaremos con lo que considero el partea-guas en el diseño y construcción de los grandes puentes en México: el puente “Mariano García Sela”, también conocido como Metlac, que fue construido a finales de la década de los 60 del siglo pasado sobre la carretera de Puebla a Córdoba, en las inmediaciones de Fortín de las Flores. Debido a la ba-rranca que debía librar y a la altura de la superestructura, se utilizaron sistemas de construcción novedosos para la época en que fue construido.

En el puente Mariano García Sela, la infraestructura y sub-estructura es de concreto reforzado; consta de cuatro apoyos, dos estribos y dos pilas. Los dos estribos están desplantados a cielo abierto y, en el caso de las pilas, una está apoyada en un cilindro hueco de concreto reforzado de seis metros de diámetro y 25 metros de profundidad. Las zapatas y columnas de ambas pilas son de concreto reforzado y las columnas (huecas) tienen una altura de 115 metros. La superestructura tiene una base de dos vigas metálicas con la losa de concreto reforzado con tres claros. Los extremos son de 110 metros y el central es de 140 metros.

Las trabes metálicas de la superestructura fueron fabricadas en la planta Industria de Hierro en la ciudad de Querétaro y trasladas por carretera hasta el puente en construcción, a 500 kilómetros de distancia.

Para el armado de las vigas principales de la superes-tructura se construyeron dos apoyos metálicos provisionales intermedios entre las pilas centrales y los estribos de tal manera que, al iniciar el armado de las trabes principales de acero, las columnas provisionales ayuden a soportar el voladizo resultante. (Fig. 1)

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En el siguiente dibujo se muestra el procedimiento a detalle del montaje de las secciones de la viga principal. El carro de montaje toma la sección de la viga en el acceso al puente y se traslada a la punta en voladizo. Posteriormente, la parte trasera del carro de montaje se fija a la viga ya colocada, quedando la parte delantera en voladizo, donde se procederá a descender la sección de la viga a colocar en la punta del voladizo. Esta sección se compone de las dos vigas principales y su peso es de 25 toneladas. (Fig. 3). Finalmente se cimbró, armó y coló la losa de rodamiento, sus guarniciones y parapetos.

1. Subir sección de viga a carro de montaje

2. Traslado de carro de montaje a sitio de colocación de seccion de viga

3. Carro de montaje en posición para montar sección de viga

4. Carro de montaje baja sección de viga a su posición definitiva

Para finalizar, quisiera hacer una reflexión conforme a lo leído: este puente tiene un cierto grado de dificultad en su construcción, sin embargo. como lo expresé al inicio de este artículo, la construcción del puente se realizó en una época en la que no existían las computadoras ni las calcu-ladoras manuales; el equipo de topografía era el teodolito Rossbach, con una aproximación angular de 30 minutos; no existían los trompos revolvedores ni las plantas y bombas de concreto, el concreto se elaboraba con revolvedoras de un saco; el carro de montaje se manejaba mediante poleas y el concreto se elevó gracias a malacates de poca capacidad. Tomando en cuenta el contexto de la época y los recursos con que se contaba, la construcción de este puente resulta todo un logro para la ingeniería mexicana.

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Una vez terminados los cuatro apoyos y las cuatro pilas me-tálicas provisionales, se procedió al armado de las dos vigas principales (metálicas), lo que se efectuó mediante un carro de montaje, el cual tomaba una sección de la viga en el acceso al puente y la trasladaba hasta el extremo en voladizo para después bajarla y proceder a la unión con las secciones de las vigas ya colocadas con anterioridad. (Fig. 2)

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FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN PAVIMENTOInvestigación y textos: Ing. Pedro Pimentel Vega

www.tecnocarreteras.es


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Se define como pavimento al conjunto de capas de materiales apropiados entre el nivel superior de las terracerías y la superficie de rodamiento. Sus funciones son las de proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, de color y textura apropiados, resistente a la acción del tránsito, al intemperismo y a otros agentes perjudiciales, así como

transmitir adecuadamente a las terracerías los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el tránsito. [Fig. 1]

Existen cuatro variables fundamentales a considerar en el diseño estructural de pavimentos:1. Tránsito vehicular 2. Criterios de falla 3. Estructura y propiedades de los materiales4. Condiciones ambientalesLa vida de diseño de un pavimento es resultado de la interacción entre estas variables, como se muestra en la Fig. 1, además de los procesos constructivos y trabajos de mantenimiento y conservación.

ANTECEDENTES

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN PAVIMENTO

La estructura y propiedades de los materiales incluyen los espesores individuales de cada capa, su resistencia y propie-dades de deformabilidad. El tráfico debe incluir el eje y la configuración de la rueda, la magnitud de la carga y el número de repeticiones aplicadas al pavimento. Con base a un modelo estructural, los dos factores anteriores derivan en lo que se conoce como respuesta estructural del pavimento, que permite analizar la predicción del desempeño del pavimento basada en los criterios de falla que permiten la incorporación de la respuesta estructural. Los factores ambientales se refieren principalmente a regímenes de temperatura y precipitación, drenaje y humedad, que afectan las propiedades de los suelos y otros materiales con el tiempo. [Fig. 2]

CIMIENTOS

CLIMA MATERIALES TRÁNSITO

DETERIOROS

ESTRUCTURA

RESPUESTA

ITERACIONES DEL MODELO

Espe

sor e

la so

lera

en

mm

Carga por soporte en kN

0 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

1 Día, 25 oC

5 Día, 25 oC

5 Día, 65 oC

1 Día, 65 oC

350

300

250

200

1500

100

50

0

3D Elástico

Z”

Z0 5000 1000 1500 2000

1 Día, 25 oC

5 Día, 25 oC

5 Día, 65 oC

1 Día, 65 oC

6000

5000

4000

3000

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Tránsito vehicularLos datos de tráfico son un factor importante en el diseño estructural de pavimentos. Se necesitan para determinar la magnitud de las cargas transmitidas al pavimento y la fre-cuencia con que dichas cargas son aplicadas durante toda la vida del diseño de pavimentos.Existen tres procedimientos para considerar los efectos de tránsito en el diseño del pavimento:Tránsito fijo: • El espesor del pavimento es considerado por la carga de una llanta.• Se usa en aeropuertos y diseño industrial, (ESWL = Carga Crítica).Vehículo fijo: • El espesor del pavimento es considerado por el número de repeticiones de un vehículo estándar por medio de factores de carga o de eje.• Usualmente el eje es de 18 Kip (80 KN).• La suma de los efectos de todos los ejes equivalentes sobre el periodo de diseño (vida útil) da el eje equivalente de carga (ESAL Equivalent Single Axle load).Tránsito y vehículo variable:

Fig. 1. Fuente: Proyectista Tra Senda Ingeniería S.A de C.V

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CRITERIOS DE FALLA

• Considera ambos criterios anteriores, carga y número de repeticiones.• La deformación resultante de cada carga es considerada en el diseño.• Usado en los métodos de diseño mecanicistas.• Se requiere del uso de programas de cómputo para resolver los problemas que presenta.

En la actualidad se cuenta con equipos en los cuales podemos simular ensayos a distintos tipos de estructuras aplicando una carga controlada en una rueda tipo sobre un sistema de pavimento multicapa, esto con el objetivo de determinar la respuesta y su comportamiento bajo una acumulación de daño acelerado y controlado en un periodo corto [Fig. 3]. En la Fig. 2 se muestra el simulador de vehículos pesados (HVS por las siglas heavy vehicle simulator).

Fig. 2. Simulador de vehículos pesados HVS

Falla estructural: Colapso de la estructura del pavimento o de alguno de sus componentes: siendo incapaz de soportar las cargas, se re-duce a una interrupción en su continuidad o integridad (Fig. 3). Puede generar una falla funcional.Fig. 3. Ilustración de una falla estructural de un pavimento

Fig. 3. Fuente: Levantamiento de deterioros. Proyectista: Tra Senda Ingeniería S.A. de C.V.

Falla funcional:Se produce cuando el pavimento no cumple con su función primordial, provocando incomodidad e inseguridad al usuario, así como daños imprevistos en los vehículos (Fig. 4). No siempre está acompañada de falla estructural.

Fig. 4. Ilustración de una falla funcional de un pavimento

Deformación permanente:Rodera o deformación permanente. Se limita la deformación vertical producida por esfuerzos de compresión en la subrasante o alta susceptibilidad en la capa asfáltica. (Fig. 5)

Fig. 5. Ilustración de una deformación permanente de un pavimentoFuente: Levantamiento de deterioros, Proyectista Tra Senda Ingeniería S.A de C.V.

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Resiliencia:En el campo de la ingeniería civil, resiliencia se usa para describir la capacidad de un material de recobrar su forma original después de someterse a una presión deformadora.Las propiedades fundamentales de los materiales que usual-mente son parte de la sección estructural de un pavimento, se deben determinar a partir de ensayes de laboratorio de carga repetida.Para suelos y materiales granulares, la propiedad de referencia es el módulo de resiliencia que se ejecuta de acuerdo a la norma AASHTO T274 mediante un ensaye triaxial donde la presión de confinamiento es constante y el esfuerzo desviador se aplica cíclicamente (Fig. 6)

CRITERIOS DE FALLA

Fuente: Jorge Martinez Larios

Fuente: Resultados obtenidos en el laboratorio del Instituto Mexicano del Transporte.

Fig. 7. Ensayo módulo dinámico en mezclas asfálticasFuente: Agencia de Noticias UN - Universidad Nacional de Colombia

Para el caso de las mezclas asfálticas, la propiedad se llama módulo dinámico (ASTM D3497), en donde un espécimen cilíndrico se somete a pulsos repetidos de cierto esfuerzo cíclico, en condiciones de compresión no confinada. El módulo se calcula como el cociente entre el esfuerzo aplicado y la deformación unitaria elástica en cada ciclo de carga (Fig. 7). En la tabla 2 se presentan algunos valores típicos.

En todos los materiales se necesitarán los valores correspon-dientes a la relación de Poisson.Tabla 1. Valores típicos de módulos dinámicos, E* para mezclas asfálticas (a 20° C, 10 Hz).

Material

Mezcla asfáltica diseñada con la metodología Marshall, asfalto covencional

Rango de E*, Mpa Valor típico de E* Mpa

2000 - 4000 3000

5000

10000

4000 - 6000

8000 - 12000

Mezcla asfáltica de alto desempeño,metodología superpave, protocolo

AMAAC, asfalto modificado

Mezcla asfáltica de alto módulo, metodología especial

Factores AmbientalesLos factores ambientales tienen su importancia debido a que las propiedades de los materiales descritas en el punto ante-rior dependen fuertemente de los valores de temperatura y humedad presentes en la sección estructural del pavimento.

ConclusionesCabe hacer mención que los factores analizados en este tema ayudarán en el análisis y diseño de un pavimento nuevo, así como en la conservación y mantenimiento de nuestras carreteras, sin menospreciar el proceso constructivo el de supervisión y el de control de calidad.En resumen, la magnitud de las cargas está en función de la composición del tránsito que circula sobre las carreteras y el número de repeticiones de cargas que produce el paso de estos vehículos, por lo que el funcionamiento correcto de un pavimento dependerá en gran medida de las propiedades mecánicas de los materiales que están sujetas a cargas norma-les repetidas y a esfuerzos cortantes de diversas magnitudes, así como a las condiciones ambientales a las que va estar sometida durante el tiempo de su vida útil.

REFERENCIAS:1. “LA INGENIERÍA DE SUELOS EN LAS VÍAS TERRESTRES VOL. 1” AUTOR RICO Y DEL CASTILLO.2. “MANUAL DE USUARIO IMT-PAVE 1.1” (2013) DOCUMENTO TÉCNICO NO. 53 IMT MÉXICO.3. “EL NUEVO SIMULADOR DE VEHÍCULOS PESADOS DEL IMT” PUBLICACIÓN VÍAS TERRESTRES AMIVTAC NACIONAL NO. 37, AÑO 7, SEPTIEMBRE - OCTUBRE 2015.

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Investigación y textos: Ing. Eymard Avila Vázquez, Ing. Silverio Sampayo Amador y Ing. Erik Mendoza Guerrero.

EVALUACIÓN, DISEÑO Y SELECCIÓN DEL TIPO RIEGO DE SELLO PARA TRATAMIENTOS DE CONSERVACIÓN

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EVALUACIÓN, DISEÑO Y SELECCIÓN DEL TIPO RIEGO DE SELLO PARA TRATAMIENTOS DE CONSERVACIÓN

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El presente estudio tiene la finalidad de mostrar una serie de consideraciones y evaluaciones que pueden realizarse sobre los materiales pétreos que serán empleados como Riegos de Sello, con el objetivo de facilitar la decisión para la selec-ción de las propiedades físicas que éstos requieren para obtener las condiciones deseadas en el trata-miento superficial.

Entre los parámetros principales que son determi-nados en esta secuencia se encuentran la granulo-metría, forma y densidades del sello, para obtener las dosificaciones aproximadas del material pétreo y asfáltico que se utilizará durante la construcción. Como resultado del cálculo de las proporciones de los materiales, y mediante la elaboración de mo-saicos de prueba, se determina de manera indirec-ta el coeficiente de resistencia al deslizamiento y la macro-textura presente en las muestras de ensaye.

Esta información permitirá predecir el posible comportamiento de la aplicación ante situaciones particulares de elaboración y contribuirá a asociar de manera cuantitativa la opción más apropiada para solicitar el sistema de conservación de la obra vial.

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ASOCIACIÓN MEXICANA DE INGENIERÍA DE VÍAS TERRESTRESPA

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DISEÑO DE LA MEZCLA DOSIFICACIÓN DE AGREGADO PÉATREO Y EMULSIÓN ASFÁLTICA

Fig. 1. Determinación gráfica del tamaño medio de la partícula

Tabla 1. Ejemplo de cálculo de dosificación de liga asfáltica para riego de sello

El diseño de laboratorio de un riego de sello suele ser poco solicitado por los constructores ya que, cuando se cuenta con la suficiente pericia en campo, ello permite obtener resultados aceptables. Sin embargo, un diseño de laborato-rio permite también obtener valores de referencia para un constructor de poca experiencia y un punto de partida para un ingeniero experimentado. A continuación, se describen algunos puntos considerados en esta etapa:

Tamaño medio de la partículaEl tamaño medio de partícula es el valor principal que condi-ciona la cantidad de emulsión de liga a colocar y representa a aquel tamaño donde la granulometría del sello pasa el 50% (Fig. 1). El valor es fundamental pues es recomendado que aproximadamente el 70% de esta dimensión quede com-pletamente embebida en la ligas asfálticas (NCHRP, 2011).

El método de diseño desarrollado por el Asphalt Institute (1979) estima la dosificación del agregado pétreo en un área determinada (L/m2) con base en los datos de tamaño medio de la partícula, peso volumétrico seco suelto, índice de esbeltez, densidad específica y un factor de desgaste del pétreo relacionado al Tránsito Diario Promedio Anual (TDPA) del tramo carretero.

Tamaño medio partícula (M)

Abertura de malla, mm

% q

ue p

asa

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

100%

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Dosificación de la emulsión en función de las condiciones del pavimento, gregado, emulsión y tránsito

Textura del pavimento existente Dosificación emulsión, L/,m2

Negro, asfalto brillante

Uniforme, no poroso

Ligeramente poroso y oxidado

Ligeramente poroso, oxidado y con oquedades

Severamente poroso, oxidado y con oquedades

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

La dosificación de la emulsión asfáltica se calcula a partir de los datos: Tamaño medio de la partícula, peso volumétrico, intensidad del tránsito (TDPA), absorción del material y residuo asfáltico de la emulsión. En función de las condiciones de la textura de la superficie existente, la cantidad de liga asfáltica necesaria fluctúa en un rango de valores como se muestra, a manera de ejemplo, en la Tabla 1.

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El riego de sello es uno de los tratamientos superficiales más utilizados en México para preservar el índice de servicio de una carretera. Sus funciones principales son proporcionar seguridad y confort al usuario mediante la restitución de la capacidad de resistencia al

frenado al circular por el camino, así como corregir deficiencias de daño menor en la super-ficie de rodadura.

De forma básica, el sistema consiste en la colocación de una liga asfáltica sobre una su-perficie existente que recibirá y anclará a una masa de material pétreo de tamaño específico y graduado, uniformemente distribuido, para producir una capa delgada sobre un camino en el que se pretende mantener condiciones de funcionalidad adecuadas para el tránsito vehicular.

No posee una función estructural, por lo que su uso debe ser evaluado a partir de las características de la estructura existente ya que no tiene la capacidad de restablecer daños o deficiencias en la resistencia de las capas inferiores.

El tratamiento superficial puede estar compuesto por riegos simples, dobles o triples de material pétreo, intercalados con producto asfáltico, y puede ser de diversos tamaños en función del tránsito y necesidades mecánicas del proyecto. Éste puede incluir la utilización de emulsiones modificadas con polímero y la adición de fibra de vidrio para reforzar y extender la durabilidad de la capa, mientras que su aplicación puede efectuarse con maquinaria simple (petrolizadora y camiones de volteo) hasta sistemas sofisticados de dosificación y colocación.

Fig. 1



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TOS

Existen diversos métodos de prueba que intentan reproducir algunos escenarios que podrían presentarse en el proceso constructivo del riego de sello. Uno de ellos es la prueba de barrido (Sweep Test), la cual busca simular el barrido final y exposición del tratamiento superficial a un efecto de desprendimiento (Fig. 2). Este ensaye permite observar cómo el material puede ser propenso a salir proyectado fuera del camino como consecuencia del paso vehicular, y se encuentra supeditado a factores como el tamaño del sello, afinidad con la emulsión, dosificaciones de materiales, tiempo de curado de la emulsión y uniformidad en la aplicación.

El Coeficiente Internacional de Fricción (ASTM E 1960) es un parámetro de medición de las características de fricción de una superficie específica usado por la Asociación Mundial de la Carretera (PIARC). Este valor es obtenido de manera indi-recta al emplear una gama de procedimientos y equipos para obtener la Macro-Textura y Micro-Textura de una superficie.

SWEEP TEST

ÍNDICE DE FRICCIÓN INTERNACIONAL

Fig. 3. Ensaye de Círculo de Arena

Tabla 2. Ejemplo de resultados de Macro y Micro Textura de un sello tipo 3-E

Fig. 4. Ensaye de Péndulo de Fricción

Los datos son analizados y correlacionados de acuerdo a los métodos de ensaye usados para determinar los parámetros Sp y Tx de la metodología. Sp representa la velocidad de desplazamiento de la medición, mientras que Tx es la profun-didad o espesor de la película del círculo de arena producida en la superficie. Por otra parte, los parámetros FR60 y F60 representan la fricción del material a una velocidad de 60 kph, calculados a partir del ensaye del péndulo de fricción (PIARC, 1995). La Tabla 2 muestra un ejemplo de valores calculados.

Círculo de arena

Péndulo de fricción

Parámetros PIARC

Parámetros PIARC

22.47 0.319

Sp

41.92

D1 (mm) D2 (mm) D3 (mm) D4 (mm) Promedio muestra, mm3 TX (mm)

L1 L2 L3 L4 Promedio FR60 F60Temperatura, oC Corr.

Temperatura

Volumen

260 260 260 260 260 25000 0.471

70 73 75 74 73 25 74.1

Para obtener la Macro y Micro Textura, frecuentemente se utilizan los ensayes de Círculo de Arena (ASTM E 965) y el Péndulo Británico de Fricción (ASTM E 303), respectivamente. La evaluación se realiza sobre mosaicos de prueba elabo-rados con las dosificaciones de los materiales, previamente calculadas en el diseño (Fig. 3 y 4)

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Fig. 2



Nuevos valores son calculados a diferentes velocidades, lo que permite construir gráficas del comportamiento probable del tratamiento en un rango de operación vehicular, facilitando la observación de las condiciones que se obtendrían con dife-rentes materiales y/o dosificaciones tomando como referencia el requisito de medición con un equipo automatizado (Fig. 5).

El procedimiento define las zonas de aceptación y rechazo como combinación de la fricción y textura determinados en las muestras, a una fricción mínima y a una velocidad de proyecto. Las zonas quedan delimitadas en cuatro cuadrantes donde se obtiene información sobre la condición del riego de sello, de aplicarse bajo las condiciones del proyecto.

Una condición Macro-Textura mayor a la mínima requerida y alta fricción (cuadrante II) es indicativo de una superficie

PAVI

MEN

TOS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

Figura 5. Gráfico Fricción – Velocidad

Fig. 6. Cuadrantes IFI

Índice de Fricción Internacional (IFI)

Velocidad de deslizamiento (S), kph

Fric

ción

, F

0 20 40 60 80 100 120 140 160

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.0

Tipo 3-ETipo 2Referencia mu-metterFricción mínima proyecto

Índice de Fricción Internacional (IFI)

Textura Tx, mm

Pend

ulo

de F

ricci

ón, F

Rs

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Tx mínTipo 3-ETipo 2

Sp, 100 kph, F60=0.3

I V

Sp bajo(mejorar textura)

Zona de desgaste de neumáticos y ruido

Sp y F60 Bajo(mejorar fricción y textura)

aceptable, mientras que una característica deficiente de cualquiera de las texturas (macro o micro) sugiere realizar una acción preventiva-correctiva (cuadrantes I, III y IV). No obstante, también se puede notar cómo una tendencia ses-gada hacia la derecha del cuadrante II puede significar la construcción de un riego de sello dentro de una zona alta-mente friccionante, donde los problemas con el desgaste de las llantas de los autos y la generación de ruido pueden ser un factor importante (Fig. 6).

Esto último se convierte en un criterio a ser valorado dentro del proceso de selección del tipo de sello a emplear como respuesta de las condiciones de ventaja y desventaja que pueden obtenerse durante la puesta en servicio.

• La determinación de las cantidades o proporciones de materiales que se requieren para un riego de sello permiten estimar los volúmenes de producción y costos aproximados de una aplicación del riego de sello.• La evaluación del Índice de Fricción Internacional provee información que contribuye a la selección del sello más apro-piado a las solicitudes de un proyecto en particular.• La ejecución de un diseño de laboratorio previo a la de-signación y aplicación de un riego de sello proporciona

información valiosa que puede ser usada para predecir las características finales de la funcionalidad que se obtendría con el tratamiento superficial.• La selección de un tipo riego de sello por aplicar deberá con-siderar condiciones de equilibrio entre resistencia al tránsito vehicular, protección de la capa existente, fricción, comodidad y reducción del ruido, lo que tendría que ser analizado desde el punto de vista técnico-económico.

a) NCHRP Report 680 (2011). National Cooperative Highway Research Program. Transportation Research Board (TRB). Washington, D.C. USA.b) Asphalt Institute (1979). A Basic Asphalt Emulsion Manual Volume I: Understanding and Using Emulsions. USA.c) PIARC Final Report (1995): International PIARC Experiment to Compare and Harmonize Texture and Skid Resistance. París, Francia.

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eventos perfil · del tipo riego de sello para ... humanos y obras públicas (sahop) y la...

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