Análisis del ciclo de vida de los pavimentos asfalticos

Análisis Del Ciclo De Vida De Los Pavimentos Asfalticos

Jalexis Adelaida Sanchez Duarte

Nidia Lizeth Amaya Tambo

Universidad Católica de Colombia

Especialización en Ingeniería de Pavimentos

Geotecnia Aplicada a la Ingeniería de Pavimentos

Bogotá D.C

2021

INTRODUCCIÓN        5

1.        OBJETIVO GENERAL        6

1.1.        OBJETIVOS ESPECIFICOS        6

2.        MARCO TEORICO        7

2.1.        CICLO DE VIDA DE LOS PAVIMENTOS ASFALTICOS        7

2.1.1.        Envejecimiento a corto plazo (STA)        8

2.1.2.        Envejecimiento a largo plazo (LTA)        8

2.2.        MEZCLAS ASFÁLTICAS TIBIA (WMA)        9

2.3.        MEZCLAS ASFÁLTICAS CALIENTE (HMA)        9

3.        MODELOS PARA ANALISIS DE CICLO DE VIDA DE LOS PAVIMENTOS        10

3.1.        ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DE LOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS        10

3.2.        EFECTO DEL ENVEJECIMIENTO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN EL CICLO DE VIDA DEL PAVIMENTO DESDE EL ASPECTO TÉCNICO Y AMBIENTAL        12

3.3.        EVALUACIÓN COMPARATIVA DEL CICLO DE VIDA DE MEZCLA DE ASFALTO CALIENTE CON AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO        13

3.4.        DISEÑO DE MEZCLA ASFÁLTICA TIBIA A PARTIR DE LA MEZCLA DE ASFALTO Y ACEITE CRUDO DE PALMA        17

4.        ANÁLISIS        19

5.        COMPARACIÓN DE LOS CICLOS DE VIDA PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES, SEMIRRÍGIDOS Y RÍGIDOS        21

6.        COMPARACIÓN DEL CICLO DE VIDA PARA ESTRUCTURAS FLEXIBLES CON MEZCLAS CALIENTES Y MEZCLAS FRÍAS        23

7.        COMPARACIÓN DEL CICLO DE VIDA PARA ESTRUCTURAS FLEXIBLES CON GRANULARES MEJORADOS Y SIN MEJORAR        24

8.        CONCLUSIONES        24

9.        REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        26

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Parámetros de diseño de la estructura de pavimento ubicada en Barranquilla, Colombia. (Fuente: Autores)        15

Tabla 2. Características geométricas de una estructura de pavimento diseñada con HMA convencional. (Fuente: Autores)        15

Tabla 3. Espesor de capas de diseño en función de porcentaje de RCA. (Fuente: Vega et al., 2019)        16

Tabla 4. evaluación de impacto del ciclo de vida (LCIA) para cada una de las mezclas asfálticas aplicando la herramienta de reducción y evaluación de químicos y otros impactos ambientales (TRACI). (Fuente: Vega et al., 2019)        16

Tabla 5. Características generales del crudo de palma y características del crudo. (Fuente: “Dismaprim”)        17

Tabla 6. Ensayo de viscosidad asfalto base. (Fuente: Lopera C, y Córdoba J. 2013)        18

Tabla 7. Problematicas en el ciclo de vida de las Mezclas Asfaltica. Fuente: Autores        20

Tabla 8. Comparación de los ciclos de vida pavimentos flexibles, semirrígidos y rigídos        21

Tabla 9. Comparación del ciclo de vida para estructuras flexibles con mezclas calientes y mezclas frías        23

Tabla 10. Comparación del ciclo de vida para estructuras flexibles con granulares mejorados y sin mejorar        24

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Esquema de deterioro de un pavimento a través del tiempo.        11

Figura 2. Concepto del Análisis del Ciclo de Vida en HDM-4        12

INTRODUCCIÓN

Colombia es un País que se en cuenta en vía de desarrollo, por lo cual se hace necesario un crecimiento acelerado en infraestructura física moderna en el país, para que sus actividades sociales y comerciales sean más competitivas a nivel mundial mostrando beneficios a la sociedad en cuanto a mejoras en la calidad de vida y reducción de la pobreza.

Los pavimentos asfálticos tiene un tiempo de vida útil  por lo cual se hace necesario analizar el ciclo de vida de los pavimentos asfalticos (LCA), que depende de dos fases de envejecimiento; El envejecimiento a corto plazo (STA) es casi inmediato debido a la elaboración, mezclado, transporte e instalación del pavimento y el envejecimiento a largo plazo (LTA) es inducido por la carga que están sometidos a diario por la intensidad del tráfico o por los namibios constantes que ocurren en el medio ambiente.

Este trabajo busca interpretar artículos que analicen el ciclo de vida de los pavimentos asfálticos exponiendo cual es la metodología empleada y cuál es la contribución del trabajo realizado, como introducción al proyecto integrador, desde el aspecto técnico, económica, social y ambiental.

1. OBJETIVO GENERAL

Realizar revisión bibliográfica donde se indiquen los diferentes modelos para el análisis del ciclo de vida de los pavimentos.

1.  OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Analizar el ciclo de vida de los pavimentos asfalticos.
• Analizar la metodología implementada para el análisis del ciclo de vida de los pavimentos.

1. MARCO TEORICO

1.  CICLO DE VIDA DE LOS PAVIMENTOS ASFALTICOS

Los pavimentos durante el ciclo de vida LCA sufren cambios físicos y químicos, a causa del envejecimiento a largo plazo debido a las condiciones a los que están sometidos las estructuras sean de carga por la intensidad del tráfico o por el medio ambiente, los pavimentos asfalticos por sus componentes pueden presentar fallos provocados por variable externas producidas por el medio ambiente e Internas por los componentes que conforman las mezclas; El envejecimiento de las mezclas asfálticas se divide en dos etapas; envejecimiento a corto plazo (STA) y envejecimiento largo plazo (LTA).

Las actividades de mantenimiento y rehabilitación del ciclo de vida en la estructura del pavimento, son conceptos totalmente distintos donde se puede evidenciar que existen dos tipos de mantenimientos: Uno se le llama mantenimiento rutinario o preventivo y el otro es el mantenimiento por rehabilitación.  

 El mantenimiento rutinario se realiza cuando el estado estructural de las áreas, presenta condiciones de fallo en las capas superficiales de la carpeta asfáltica. Estas son requeridas permanentemente con el fin de preservar todos los elementos de la infraestructura, previniendo daños y tratando de conservarlos en las condiciones que tenían posterior a su instalación o construcción.   Los mantenimientos preventivos o correctivos dependen de su vida útil de los pavimentos, se pueden maximizar mediante la aplicación periódica de tratamientos a base de asfalto conocida colectivamente como el mantenimiento preventivo. La clave para prolongar la vida útil del pavimento es de tipo correctivo, de mantenimiento preventivo en el momento adecuado. Estos tratamientos de mantenimiento prolongan la vida del pavimento al protegerla del desgaste mecánico, infiltración de agua, y exposición al sol y al aire. Cuando se hace bien, las carreteras duran más años con la reducción de los costos del ciclo de vida y proporciona a los viajeros una calzada de mejor calidad.

  Dentro de las distintas alternativas de rehabilitación en los pavimentos asfalticos en la red vía nacional comprende varias alternativas, el cual está contemplado dentro de la Guía de rehabilitación, la descripción de las alternativas entre ellas; los tratamientos de preparación, la restauración, el refuerzo, el reciclado, la reconstrucción. Históricamente, las capas de concreto asfáltico han constituido la técnica más común de rehabilitación de pavimentos asfálticos. En muchas ocasiones, ellas se han considerado debidamente en el estado y capacidad estructural de los pavimentos, lo que ha conducido a fallas prematuras de las obras construidas. El propósito de la selección de las técnicas de rehabilitación es identificar los tratamientos que mejor se ajusten a la corrección de los defectos existentes y permitan lograr los mejoramientos deseados en cuanto a las capacidades estructural, funcional y de drenaje del pavimento (Ministerio de Transporte, 2008) .

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