DESAFÍOS EN EL DISEÑO DE CAMINOS RURALES: PROBLEMÁTICA Y ALTERNATIVAS ING. MARIO R. JAIR Comisión Permanente del Asfalto AGENDA Desafíos Parámetros de diseño Genéricos Técnicos Criterios actuales de diseño Tecnologías asfálticas disponibles Conclusiones Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 2 DESAFÍOS PRESUPUESTO COSTOS < $/m2 para este segmento Soluciones “a medida” para evitar sobrecostos CONECTIVIDAD CAMBIO CLIMÁTICO Asegurar transitabilidad bajo cualquier condición > régimen de lluvia afecta la integridad de los caminos Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 3 DESAFÍOS (cont.) El Banco Mundial gasta 1B u$s/año en caminos rurales 1,2 B de personas NO tienen acceso a caminos “todo tiempo” 500K mujeres mueren/año por problemas de parto (75% evitable) Desarrollo sustentable significa “cubrir las necesidades presentes sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones de cubrir las propias” Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 4 DESAFÍOS (cont.): EL DESAROLLO “SUSTENTABLE” EN CAMINOS RURALES Familias más cerca entre sí Eliminación del polvo Uso de tecnologías amigables (ej: emulsiones) Medio ambient e Económico Una solución de costobeneficio adecuada para los fondos públicos Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Estudiantes más cerca de las escuelas Accesos a los centros de salud Productores más cerca de los mercados Desarrollo de negocios con socios locales 29 Junio 2016 5 PARÁMETROS DE DISEÑO: Genéricos Tránsito Expresado En este en ESAL segmento bajos: falta de datos Clima Precipitaciones; variación de temperaturas Medioambiente Drenaje,drenaje, drenaje!!!! Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 6 PARÁMETROS DE DISEÑO (cont.): Técnicos Suelos naturales De calidad baja a aceptable (local) Dependiente del Materiales de tipo, humedad, densidad pavimentación Disponibles localmente Evaluación por CBR Tipología de caminos “De tierra” “De grava” “Sellados” Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Material de pavimento Suelo natural 29 Junio 2016 7 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO: Análisis multimodal Campo Viviendas Pueblo Centro mercado Cabeza distrito Idem reg. Cap/Puerto Infraestructura típica de transporte Senda Senda/ Huella Huella/ Camino de tierra Camino de tierra/ Enripiado 1 ó 2 carriles Enripiados ó con SS (*) Camino de 2 carriles CA (**) Tránsito Víveres 0-5 VPD 5-50 VPD 20-200 VPD >100 VPD >1500 VPD Distancia 1-5 km 1-10km 5-20 km 10-50 km 20-100 km 50-200 km Comunidad Responsable Tipo de red Gob. Local Infraestructura Transporte Rural Gob. Prov./Central *** Red Prov. O Nacional Caminos * Sello superficial ** Concreto asfáltico *** Puede ser indistintamente parte de la infraestructura rural o de la red Nacional/Prov. Source World Bank Design and Apraisal of Rural Transport Infrastructure, http://www4.worldbank.org/afr/ssatp/Resources/WorldBankTechnicalPapers/TP496/tp496.pdf Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 8 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO: TENDENCIA Tránsito vs Tipo de Camino Pavimentadas Selladas Grava Tierra 100 Por Muy pobre 200 300 400 500 Tránsito diario clasificación de subrasante Aceptable Pobre 3 Base 5 Muy buena Buena 10 Valor CBR 20 Granular 15cm con CBR=50-80 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 9 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): TRL Approach (cartillas de diseño) Imput: Tránsito: 0,01 a 0,5 M ESAL Subrasante: Subgrade CBR 3~4 5~8 9~14 15~29 >30 Layer Road Base Subbase Select Fill Road Base Subbase Select Fill Road Base Subbase Select Fill Road Base Subbase Select Fill Road Base Subbase Select Fill <0.01 Thick CBR ness 150 45 150 15 120 45 150 15 150 (1) 150 (1) 150 (1) - 15 Design Traffic Class (106 ESALs) 0.01~0.05 0.05~0.1 0.1~0.3 Thick CBR Thick CBR Thick CBR ness ness ness 120 65 150 65 150 80 120 30 120 30 120 30 120 15 120 15 150 15 150 55 150 65 175 65 120 30 150 30 175 30 120 45 150 55 175 65 120 30 120 30 120 30 200 45 120 45 120 55 120 30 120 30 150 45 150 45 175 55 - 0.3~0.5 Thick CBR ness 175 80 150 30 150 15 200 65 200 30 200 65 120 30 150 55 120 30 175 55 - chip seal +12cm base (CBR=45 +12cm sub base (CBR=30) Source: Gourley et al “Cost effective design for low volume sealed roads” 14th IRF Paris 2001 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 10 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): Método Francés Imput: Subrasante: CBR 15 (“good”) Sealed pavement Ejemplo 0,07 msa (150 v/d en 10 años) chip seal +15cm base (CBR=80%) Paved pavement Soil support Tránsito: 0,01 a 0,5 M ESAL Thickness of base layer p3 15cm 0.07 msa Total cumulative traffic Source: Gourley et al “Cost effective design for low volume sealed roads” 14th IRF Paris 2001 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 11 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): US approach Similar a las guías AASHTO para caminos principales utilizando criterios empíricos Foco diferentes Criterios de regiones US Relative Subgrade Strength* Very Good performance Good Deformación y pérdida Uso cartillas de diseño agregado Fair Poor Very Poor Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas U.S. Climatic Region** I II III IV V VI I II III IV V VI I II III IV V VI I II III IV V VI I II III IV V VI Gravel Pavement Thickness (mm) 10000~30000 30000~60000 60000~100000 ESAL ESAL ESAL 100 150 200 100 200 250 150 275 375 100 125 175 100 175 225 150 275 375 100 200 275 125 225 300 175 300 425 100 175 250 125 225 275 175 300 425 150 275 325 150 275 350 175 300 425 125 250 300 125 250 325 175 300 425 225 NA*** NA*** 250 NA*** NA*** 225 NA*** NA*** 200 NA*** NA*** 200 NA*** NA*** 225 NA*** NA*** 275 NA*** NA*** 275 NA*** NA*** 250 NA*** NA*** 200 NA*** NA*** 200 NA*** NA*** 225 NA*** NA*** 29 Junio 2016 12 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): Guías PIARC Recopila buenas Sólo caminos de grava Criterios de prácticas performance (pérdida agregado/lluvia) de 1 a 5cm/año Uso cartillas de diseño Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 13 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): Manual de pavimentos para vías de baja intensidad de tráfico (España) Formato de catálogo Función del tránsito y categoría de subrasante Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 14 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): Manual de pavimentos para vías de baja intensidad de tráfico (España) Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 15 CRITERIOS ACTUALES (?) DE DISEÑO (cont.): Comparativa Ejemplo Tránsito 150 veh/d durante 15 años 0.1 millones ESAL Subrasante CBR 15. >1500mm/año lluvia. Pavimento Comentarios Chip seal 12cm base granular +12cm subbase idem Para base CBR 45 y sub-base CBR 30 M. Francés Chip seal 15 cm base granular Para base 80 CBR US 20 cm base granular TRL PIARC Método Español 20 cm granular Lechada/Chip seal 20cm base granular+20 subbase idem Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Para base CBR 40 y subbase CBR 20 29 Junio 2016 16 TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS DISPONIBLES Para capas estructurales Estabilizados con emulsión/espuma Estabilizados emulsión + cemento/cal Para capas de sellado Chip seal Cap seal Slurries Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 17 TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.): Construcción por etapas Año 1st Upgrade sellado de camino de grava 0 Tránsito Actuación 100-150 V/d Chip seal sobre15cm base granular Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Descripción TSDoble 15cm base granular (CBR80%) 29 Junio 2016 18 TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.): Construcción por etapas Año Tránsito Actuación 1st Upgrade sellado de camino de grava 0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm base granular 2nd Upgrade 3-5 300 V/d Recubrimiento con microsurfacing Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Descripción TSDoble 15cm base granular (CBR 80%) Recubrimiento microsurfacing 29 Junio 2016 19 TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.): Construcción por etapas Año Tránsito Actuación 1st Upgrade sellado de camino de grava 0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm base granular 2nd Upgrade 3-5 300 V/d Recubrimiento con microsurfacing 500 V/d Reciclado de base y capas superiores + microsurfacing 3rd Upgrade 8-10 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Descripción TSDoble 15cm base granular (CBR80%) Recubrimiento microsurfacing Microsurfacing 29 Junio 2016 20 TECNOLOGÍAS ASFÁLTICAS (cont.): Construcción por etapas Año Tránsito Actuación 1st Upgrade sellado de camino de grava 0 100-150 V/d Chip seal sobre15cm base granular 2nd Upgrade 3-5 300 V/d Recubrimiento con microsurfacing 3rd Upgrade 8-10 500 V/d Reciclado de base y capas superiores + microsurfacing Final 12-15 > 500 V/d Recubrimiento con mezcla asfáltica Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Descripción TSDoble 15cm base granular (CBR80%) Recubrimiento microsurfacing Microsurfacing Mezcla asfáltica 29 Junio 2016 21 ENTONCES?.... QUE MÁS?.... Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 22 DESAFÍO PRESUPUESTO COSTOS < $/m2 para este segmento Soluciones “a medida” para evitar sobrecostos Hablemos de números… Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 23 EJEMPLO ($ a Mayo 2016): 6m de ancho Elevación terraplén 1.20m 50 vp/día Si el costo total es 100… Estructura(*) 30% Terraplén +alcantarillado + subrasante 0,30 (CBR 15) 70% (*) 0,15 subbase granular CBR 40 + 0,15 de base granular al 4% cal + TS doble… Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas Drenaje, drenaje, drenaje… 29 Junio 2016 24 CONCLUSIONES Para caminos rurales, necesidad de “ingeniería simple” Pavimentos para caminos rurales = bajo tránsito…+ dependencia de: Por Clima (nivel de lluvia umbral? <> 1500 mm/año) Calidad de la subrasante (mín 3 y hasta 30) sobre 100 veh/d, necesidad de sellado por preservación Las soluciones basadas en tecnologías con emulsiones son una buena relación costo beneficio, brindando un portafolio de alternativas con variadas posibilidades Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 25 CONCLUSIONES (cont.) Necesidad de portafolio de soluciones para carreteras naturales y caminos rurales proveyendo alternativas de costo-rendimiento apropiadas y brindando beneficios sociales Cuando estos caminos reciben además una capa de rodamiento, se ofrece una solución sostenible con: Ventajas medioambientales, reducción de polvo, uso de tecnologías en frío y agregados locales. Beneficios a la comunidad, proveyendo caminos accesibles bajo cualquier clima y acceso a los mercados, centros educativos y de salud. Oportunidades de crecimiento económico con optimización en el uso de los recursos disponibles (equipamiento inclusive). 29 Junio 2016 Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 26 GRACIAS POR SU ATENCIÓN DESAFÍOS EN EL DISEÑO DE CAMINOS RURALES: PROBLEMÁTICA Y ALTERNATIVAS www.cpasfalto.org Desafíos en el diseño de caminos rurales: problemática y alternativas 29 Junio 2016 27