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MEXICO

COMPORTAMIENTO DE UN PAVIMENTO

DE LARGA DURACION CON UN DISEÑO

NO CONVENCIONAL

ESPECIALIDAD: INGENIERIA CIVIL

ENRIQUE PADILLA CORONA

MAESTRO EN INGENIERIA

29 de Agosto de 2013

Guadalajara, Jalisco, México.

Comportamiento de un pavimento de larga duración con un diseño no convencional

Especialidad: Ingeniería Civil 2

2. CONTENIDO

Contenido Página

1.

Portada

……………………………

1

2. Contenido …………………………… 2 3. Resumen ejecutivo

Palabras llave

……………………………

……………………………

3

3 4. Introducción …………………………… 4

5. Características del subsuelo. …………………………… 5 6.

6.1 6.2

6.3

Pruebas Auxiliares del Proyecto

Pruebas de escorias volcánicas Terraplenes de prueba

Pruebas de placa

……………………………

…………………………… ……………………………

……………………………

7

7 8

10 7. Análisis de estabilidad de terraplenes …………………………… 12

8. 8.1

8.2

8.3

Diseño del pavimento Terracerías

Base Hidráulica

Carpeta de dos riegos

…………………………… ……………………………

……………………………

……………………………

14 14

14

16 9. Procedimiento constructivo …………………………… 18

10. Comportamiento …………………………… 20 11. Discusión …………………………… 25

12. Conclusiones …………………………… 26 13. Referencias …………………………… 27

14. Curriculum vitae …………………………… 28



3. RESUMEN EJECUTIVO

Se describen las actividades desarrolladas para el proyecto, construcción

y estudios de comportamiento de un tramo de la autopista Guadalajara

– Colima en su cruce con dos zonas lacustres, uno de los problemas

importantes que se resolvieron, fue que a lo largo de 35.0 km, la vía

cruza lechos lacustres que permanecen inundados de cuatro a seis

meses del año. En el estudio se presentan los estudios previos, que

incluyeron terraplenes de prueba, la filosofía del proyecto, los

procedimientos constructivos y los principales resultados de los estudios

de comportamiento y de las actividades de mantenimiento que cubren

28 años de operación y se concluye que el comportamiento de este

tramo, ha sido muy satisfactorio y similar al de los pavimentos asfálticos

de larga duración, aunque la estructuración de esta vía es muy

diferente, a la de esos pavimentos.

Palabras llave

Pavimentos asfálticos.

Larga Duración.

Suelos blandos.

Escorias volcánicas.

Carpetas de riego.



4. INTRODUCCION.

Cuando se decidió la construcción de la autopista (1983) Guadalajara –

Colima, se encontró que en una longitud de 35.0 Km, la vía debía cruzar

las zonas lacustres de Zacoalco y Sayula, que forman una cuenca

cerrada que se extiende desde el reborde sur de la ciudad de

Guadalajara, hasta el pie de la Sierra, donde una de las ramificaciones

del Complejo Volcánico Colima mete cuña entre las sierras de Tapalpa y

del Tigre, que limitan por este y oeste, respectivamente la cuenca

mencionada. (Padilla, 1993).

En las zonas lacustres, el terreno es sensiblemente plano y durante el

periodo de lluvias se cubre con una capa uniforme de agua, que casi

nunca alcanza un metro de altura, con un tirante medio cerca de los 0.4

m, y que se seca en primavera.

Para atravesar estas zonas de inundación, el proyecto fijó la

construcción de dos terraplenes con un ancho de corona de 11.0 m,

ancho de faja separadora de 30.0 m (Figura 1), y especificaciones que

corresponden a velocidades de proyecto de 90.0 a 110.0 Km/h, para lo

cual fue necesario estudiar cuidadosamente la construcción de esos

elementos, para evitar los problemas que se tienen al desplantar

cualquier obra en este tipo de formaciones geológicas.



5. CARACTERISTICAS DEL SUBSUELO.

Figura 1. Aspecto de los dos cuerpos de la vía, en la zona de la laguna

de Sayula.

Para determinar las propiedades del subsuelo se efectuaron un total de

siete sondeos profundos, cuatro de penetración estándar en la zona de

La Laguna de Zacoalco, y tres del tipo mixto continuo en la de Sayula.

Las profundidades alcanzadas, variaron entre 25 y 35 m. Además se

realizaron las pruebas de laboratorio necesarias para caracterizar

adecuadamente el subsuelo.

En la Figura 2, se presentan los perfiles de los tres sondeos

correspondientes a la zona de Sayula, y puede observarse que desde la

superficie y hasta las profundidades exploradas (35.0 m), se encuentra

una formación constituida por arcillas de alta plasticidad en su mayor



parte, de consistencia blanda a muy blanda, con una capa superficial de

2.3 a 5.4 m de espesor, de consistencia media a firme y capas

profundas de 18.8 a 22.9 y de 29.0 a 35.2 m de consistencia firme a

dura. El nivel freático se localizó a 1.2 m de profundidad.

El contenido de agua de la formación varía entre 100 y 300 %, el límite

líquido, cercano al contenido de agua, varía entre 110 y 310 %. La

relación de vacíos entre 1.3 y 7.1 y el peso volumétrico entre 12.3 y

16.4 kN/m3, con un valor medio de 13.3 kN/m3.

De acuerdo con los resultados de los ensayes mecánicos realizados, la

arcilla se encuentra preconsolidada. El grado de consolidación es mayor

en las capas superficiales que en las capas subyacentes, sin embargo, la

resistencia al corte es baja, con valores entre 14.7 y 24.5 kN/m2.

En resumen, los suelos lacustres encontrados fueron de baja resistencia,

debido a su alta plasticidad y contenidos de agua muy altos, por lo cual

ofrecían características de compresibilidad altas.

Figura 2. Perfil estratigráfico, laguna de Sayula.



6. PRUEBAS AUXILIARES PARA EL PROYECTO

Con la información del subsuelo y considerando que por necesidades del

proyecto, se tendrían alturas máximas de terraplén de 1.60 m, se

realizaron una serie de ensayes de campo y laboratorio para

complementar la información.

6.1 Pruebas de escorias volcánicas.

Debido a que por motivos de drenaje no se podía bajar la altura máxima

del terraplén, para disminuir la presión transmitida al terreno, se

buscaron materiales más ligeros con la resistencia suficiente para darle

estabilidad a las estructuras; los materiales elegidos fueron escorias

volcánicas (tezontles), provenientes de algunos de los conos cineríticos,

que abundan en la región.

El estudio consistió en realizar para cada uno de los bancos de tezontle,

una serie de pruebas de compactación en laboratorio, a base de los

métodos Porter y mesa vibratoria, complementadas con ensayes de

resistencia; mientras que en el campo se realizaron tramos de prueba

para determinar grados de acomodo, variando espesores de capas, tipo

de equipos y energía de compactación.

Los resultados se muestran en la Tabla 1, para dos tipos de material y

puede observarse que el grado de acomodo bandeando el material, es

suficiente para obtener una buena resistencia y un bajo peso

volumétrico; así mismo para el caso del material compactado, se

obtienen en el campo, pesos volumétricos semejantes a los obtenidos

en la prueba de mesa vibratoria, también en este caso, la resistencia

obtenida fue muy alta.



Escorias Brecha

volcánica Banco El

Crucero

Banco El

Zapote

Banco Los

Pozos

Peso vol. seco

suelto, kN/m3

10.9 12.1 15.6

Peso vol. seco máximo, mesa

vibratoria kN/m3

14.1 14.9 19.6

Peso vol. seco

bandeado en terraplén kN/m3

11.7 13.3 -----

Peso vol. seco

compactado en capa subrasante

kN/m3

15.2 14.8 17.4

Características de

plasticidad

NP NP IP= 10%

EA=27%

Valor soporte de Calif. Para

material compactado.

150 % 142 % 97%

Tabla 1. Características de los materiales utilizados.

6.2. Terraplenes de prueba.

En el tiempo de iniciarse la construcción, se encontró un banco

denominado “Los Pozos”, con una brecha volcánica de buena calidad

que de utilizarse se podrían tener ahorros en acarreos en relación con

alguno de los bancos de tezontle.

Las características del material, se muestran en la Tabla 1, sin embargo,

su alto peso volumétrico, contenido de finos y cierta plasticidad

provocaban dudas en cuanto a su comportamiento ante la presencia de

un tirante de agua por lo cual se construyeron en el lado este de la

laguna, dos terraplenes de prueba, de aproximadamente 11.0 m de

corona, 20.0 m de longitud y 1.20 m de altura, en el cual se tenían a los



dos terraplenes con un tirante de agua perimetral de aproximadamente

0.30 m de altura, que se mantenía constante por medio de un equipo de

bombeo (Padilla, 1995a).

El terraplén de pruebas, formado con la brecha volcánica, gris oscura del

banco Los Pozos, presentó en pocos días, huellas de humedad hasta la

superficie, midiéndose saturación del material hasta 0.60 m, por encima

del tirante de agua. La prueba de placa realizada en la superficie del

terraplén confirmó la baja resistencia de este elemento. Adicionalmente

se observó, que al descender el tirante de agua, había una pérdida

notable de finos (Figura 3).

Figura 3. Terraplenes de prueba.

El otro terraplén se formó con tezontle rojo del banco El Crucero, en

este caso la humedad se elevó hasta aproximadamente 0.20 m por

encima del tirante de agua; la prueba de placa demostró que la

resistencia del tezontle no disminuye significativamente por efecto del

tirante de agua. Igualmente se observó que al descender el tirante, se

causaba una pérdida de finos no significativa.



6.3. Pruebas de placa.

Para auxiliar en la evaluación del comportamiento de los terraplenes de

prueba, comprobar las hipótesis de proyecto y obtener parámetros

adicionales de resistencia del suelo de cimentación, se realizaron

pruebas de placa, tanto a nivel de terreno natural como sobre

terraplenes, incluyendo los de prueba, anteriormente explicados.

En los ensayes se utilizaron placas de asiento redondas de 305 y 457

mm de diámetro; con dos tipos de procedimientos, carga no repetida y

cargas repetidas. Para fines comparativos, todos los resultados se

convirtieron a valores de módulo de reacción con placa de asiento de

762 mm de diámetro.

En la Tabla 2, se presentan algunos de los resultados obtenidos.

Ubicación y nivel

de prueba

Módulo de

reacción, MN/m3

Observaciones

Km 35+000 Terreno natural

3.4 – 5.3

Pruebas de carga no

repetidas, aplicando teorías de capacidad,

se obtiene una cohesión de 39.2

kN/m3

Km 35+800, tezontle

Terraplén de 1.20m

de altura

95.1 – 111.3 Pruebas de carga no

repetidas

Laguna de Zacoalco,

terraplén de prueba de brecha volcánica

26.8

Pruebas de carga

repetidas

Laguna de Zacoalco,

terraplén de prueba de tezontle

50.0

Pruebas de carga

repetidas

Tabla 2. Resultados de pruebas de placa.



El examen de los resultados de estas pruebas mostró que:

Las pruebas en terreno natural, dieron presiones de falla bajas (156.9 a

235.4 kN/m2), pero muy superiores a los esfuerzos transmitidos por la

futura estructura vial, por lo cual no se tendrían problemas en cuanto a

fallas por corte.

Los resultados de las pruebas realizadas sobre los terraplenes de

tezontle, mostraron una alta resistencia aunque con deflexiones

elásticas altas, tal como se esperaba de acuerdo a las características de

las escorias.

Los resultados obtenidos en los terraplenes de prueba, mostraron las

ventajas de utilizar el tezontle en las zonas inundables, ya que la brecha

volcánica, era más susceptible al efecto de los tirantes de agua.



7. ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LOS TERRAPLENES.

Tomando en cuenta la información obtenida, el problema principal que

debía resolverse era el asentamiento de los terraplenes, por lo cual se

enfocó el estudio a resolver este problema.

En los primeros tanteos, se encontró, que para una estructura

convencional del terraplén, el asentamiento máximo esperado era del

orden de los 220 mm, para una presión transmitida al terreno de 25.5

kN/m2, el cálculo arrojaba un lapso de 300 días, para alcanzar, un 80 %

del asentamiento total. Estos valores correspondían a la zona más

crítica, en los demás puntos, los valores eran menores.

Por otra parte, existían y existen, en el área de la Laguna de Sayula dos

terraplenes carreteros, que tenían más de 10 años de servicio, que se

encontraban en buenas condiciones de operación y tras una revisión

exhaustiva de esas estructuras, se concluyó que no habían tenido

problemas mayores de asentamiento; por lo tanto se contaba con dos

prototipos que fueron muy útiles, ya que si no se rebasaba la presión

máxima transmitida al terreno por esas estructuras, 20.6 kN/m2, no se

tendrían problemas severos de asentamientos.

Al utilizar escorias para formar los terraplenes, se bajaba la presión

aplicada al terreno a 21.6 kN/m2, con lo cual de acuerdo a los análisis

teóricos, se disminuía el asentamiento esperado a 180 y 150 mm como

máximo, según se aplicaran para el cálculo de transmisión de esfuerzos

teóricos de una o dos capas respectivamente.

El análisis de los dos caminos existentes, de acuerdo a los parámetros

de laboratorio daba como resultado un asentamiento máximo de 140

mm, cantidad que no se reflejaba en esas estructuras que tenían

evidencias de menos de 80 mm, por lo cual se determinaron los

parámetros de acuerdo al comportamiento mostrado y utilizando esos

valores para el proyecto, se encontró que el asentamiento máximo

esperado sería del orden de los 120 mm, con un hundimiento diferencial

de 50 mm, por lo cual en el proyecto se indicó construir los terraplenes

a base de tezontle.



También se analizaron los terraplenes en relación a la estabilidad de

taludes respecto al deslizamiento y de capacidad de carga del suelo de

cimentación; se obtuvieron factores de seguridad mayores a 2.5 en el

primer caso y de más de 4.0 en el segundo.



8. DISEÑO DEL PAVIMENTO.

8.1 Terracerías.

De acuerdo a los criterios definidos en los análisis de estabilidad y a las

características de los tezontles por utilizar; se decidió colocar en los

cuerpos del terraplén dicho material bandeado y una capa subrasante

hecha del mismo tezontle, pero compactada al peso volumétrico

máximo, obtenido en el ensaye de la mesa vibratoria vía húmeda.

Con las condiciones descritas, la capa subrasante ofrecía valores de

resistencia medidos en la prueba de valor relativo de soporte, mayores a

30 %, con las cuales y considerando una vida de proyecto de 15 años y

tránsito diario inicial de 5000 vehículos, se encontró que un espesor de

pavimento de 350 mm, era suficiente, por lo cual, tomando en cuenta

que se iban a tener terraplenes con respuestas elásticas de

consideración, se optó por manejar un pavimento flexible, que consistió

de 350 mm de base hidráulica y una carpeta de dos riegos.

8.2 Base hidráulica.

Al elegir el pavimento flexible de carpeta delgada, la capa de base

hidráulica con agregados no tratados, debía diseñarse cuidadosamente

para asegurar un comportamiento mecánico adecuado del pavimento al

ofrecer en la base una buena resistencia a las cargas de los vehículos así

como mantener su integridad estructural a través de los diversos climas

durante su vida de operación. Esto último es influenciado por la

presencia negativa del agua en la estructura y la capacidad de drenaje

de la base.

Para el diseño de la base se hicieron estudios y pruebas de laboratorio y

campo, a los materiales disponibles para esa función; que generaron las

conclusiones siguientes:



El comportamiento mecánico del agregado, es función del

tamaño máximo de la partícula, de su distribución de tamaños

y de su sensibilidad al medio ambiente, que a su vez depende

del contenido de finos (partículas que pasan la malla de 0.073

mm) y de su plasticidad.

El contenido de agua del material, afecta primordialmente al

módulo de resistencia (medido en V.R.S.) y a la deformación

permanente; igualmente cuando se incrementan los finos, baja

el módulo de resistencia, inclusive a bajos contenidos de agua.

Un contenido de finos bajo, mostró un comportamiento más

estable de los agregados no tratados, cuando se someten a

contenidos de agua fluctuantes.

A mayor tamaño de grano en la base, se minimizan las

deformaciones elásticas y permanentes. Por otra parte una

compactación enérgica, puede resultar en rotura de partículas,

que a su vez, afecta la distribución de tamaños de los granos y

puede variar las propiedades de deformación permanente y

elástica.

De acuerdo a las consideraciones anteriores, se escogió como agregado

para formar la base, el procedente del Banco Anoca, que se trataba de

un lecho fluvial y que mediante el tratamiento de trituración parcial y

cribado, cumplía totalmente las especificaciones vigentes; las

características físicas que destacan de ese material son: su distribución

de tamaños se ubica en la zona 1 de las especificaciones, con un

contenido máximo de finos no plásticos de 6% y tamaño máximo de

partícula de 38 mm. Los agregados mostraban un desgaste máximo en

la prueba de Los Angeles de 35%.

Cabe señalar que el Banco Anoca, se encontraba localizado a 1.5 km del

trazo de la vía, con acarreos a precios muy bajos, razón por la cual se

decidió colocar los 350 mm de espesor de pavimento, exclusivamente

con base hidráulica.

Finalmente, con este diseño se buscaba una base con la capacidad de

carga suficiente, para distribuir las presiones transmitidas por los

vehículos, hasta la cimentación de la vía, de manera de limitar el efecto

de las roderas a las terracerías.



8.3 Carpeta de dos riegos.

Como antecedentes del comportamiento de carpetas de riegos, se

explica brevemente en el estudio del comportamiento de los tramos

carreteros de prueba, de Izúcar y Salinas (1964-1978) que ha sido

presentado en diferentes congresos (Corro, 1979). El estudio consistió

en construir en tres tramos de carretera, 84 secciones de prueba, con

espesores de pavimento de 10 a 40 cm, con terracerías malas, regulares

y buenas, tránsito de intensidad media y ubicados en dos climas,

tropical y estepario frio. Las carpetas en todos los casos, fueron de dos

riegos, los cuales mostraron un comportamiento excelente, ya que a

partir del inicio de su operación, solo requirieron como mantenimiento,

un solo riego de sello a lo largo de 14 años, en que se mantuvo el

experimento, soportando volúmenes de tránsito, acumulado de mas de

un millón de ejes equivalentes de 8.2 ton.

Para elegir la carpeta delgada del pavimento, se tenían dos alternativas,

una carpeta de concreto asfáltico de 40 a 60 mm de espesor, la otra a

base de tratamientos asfálticos superficiales. Se eligió esta solución,

porque las carpetas asfálticas de poco espesor, son susceptibles a fallar

rápidamente, por las altas deflexiones elásticas que iban a estar

sometidas por sus terracerías resilentes; por lo cual se decidió usar una

carpeta de dos riegos.

La carpeta elegida, consiste en después de terminar la base, aplicar un

riego de impregnación con asfalto líquido para sellar la base y mejorar la

adherencia, y a continuación aplicar cada uno de los riegos, uno tras

otro. El espesor final del tratamiento doble es de 12.7 mm, que permite

tener una capa densa.

Se esperaban vidas mínimas de 5 a 8 años, para este tipo de carpeta,

de acuerdo a experiencias mexicanas y se hicieron recomendaciones

para la supervisión, para evitar errores tales como: un pobre diseño,

una práctica constructiva mala, el intemperismo adverso al momento de

construir, etc.

El agregado utilizado fue un basalto triturado a los tamaños requeridos

para los riegos, transportado de la ciudad de Guadalajara a la obra,



lavado para eliminar la presencia de polvo que podría afectar la

adherencia entre agregado y asfalto.

En resumen el colocar la carpeta de dos riegos, sobre una base muy

resistente no puede ser considerada una capa cosmética, porque le

aporta a la estructura vial, protección al intemperismo, reduce el

desgaste y la permeabilidad y proporciona a los vehículos una buena

superficie contra el deslizamiento.

En otros estudios hechos después de la construcción de la autopista

Guadalajara Colima (Padilla 1990 y Padilla 1995b), se analizó entre

otras, el comportamiento de las carpetas de riegos en varias carreteras

del estado de Jalisco, todas con terracerías resilentes; en estos trabajos,

se aplicó un modelo de tres capas elásticas, caracterizando a los

materiales con pruebas de placa y con la aplicación de un programa de

cómputo para calcular esfuerzos y deformaciones para diferentes

condiciones de carga y espesores de capas. Los análisis de este modelo

permitieron explicar el comportamiento de las carpetas de riego, ya que

encontramos, que el uso de materiales estabilizados reduce el riesgo

asociado con la transmisión de esfuerzos verticales, ya que los

disminuye notablemente, pero la presencia de una capa rígida, trae un

incremento de los esfuerzos de tensión en el fondo de esa capa, así

como un marcado incremento de los esfuerzos horizontales; de acuerdo

a los resultados mostrados, los estudios, concluyen que las carpetas de

riegos, han tenido un comportamiento excelente, ya que han sido lo

suficientemente flexibles para retardar los efectos de la fatiga y cubrir

ampliamente la vida de proyecto.



9 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO.

La formación de los terraplenes se llevó a cabo acomodando las escorias

volcánicas mediante el paso de un tractor D-6, tres veces por cada

punto de la superficie de la primera capa, con un espesor aproximado de

1.00 m, con el procedimiento “punta de lanza”, que consiste en tirar

material hacia adelante por medio de camiones y enseguida bandeado

con el tractor; esta secuencia se llevó a cabo inclusive en las zonas

inundadas (Figura 4), sin ningún problema.

Figura 4. Procedimiento constructivo.

La capa subrasante de 300 mm de espesor (Figura 5), se construyó de

acuerdo al proyecto, es decir de tezontle compactado al 100 % de su

peso volumétrico máximo en la prueba de mesa vibratoria; para facilitar

su acomodo y no degradar excesivamente al material, se tendió en dos

capas de 150 mm de espesor cada una.



Figura 5. Compactación de capa subrasante

La base hidráulica formada con materiales triturados de origen basáltico,

se tendió en dos capas de 150 y 200 mm, compactos respectivamente.

El proceso terminó con la aplicación de la carpeta de dos riegos.

Hay que resaltar que en todas las etapas de la construcción se llevó a

cabo un control de calidad muy riguroso.

En relación al drenaje de la carretera, se colocaron tubos de concreto de

600 mm de diámetro, a cada 100.0 m de la vía, para que trabajaran

como vasos comunicantes, guiar el agua de un lado a otro de la

autopista.



10 COMPORTAMIENTO.

Al entrar en operación estos tramos durante marzo de 1985, se inició el

monitoreo de la vía a base de tomar medidas de resistencia de conjunto

con viga Benkelman y equipo Dynaflect; determinación de secciones

transversales con perfilógrafo y estimaciones subjetivas de la calidad de

rodamiento, con el uso del concepto de calificación actual. El

comportamiento mostrado hasta abril de 1992, se describe a

continuación.

En relación a las medidas de resistencia de conjunto, desde la medida

inicial, con viga Benkelman, deflexión máxima media = 0.96 mm

(0.038”), se comprobó tal y como se había previsto, que los terraplenes

mostraban una respuesta elástica alta, la cual, de acuerdo a los

métodos de refuerzo de pavimentos basados en medidas de deflexión, el

pavimento nuevo que se tenía requería para funcionar, 110 mm de

carpeta asfáltica.

En la Tabla 3, se presentan algunas de las medidas de deflexión

realizadas durante los 28 años de vida de servicio de la vía y puede

observarse que la evolución de la deflexión, ha sido pequeña y con poca

influencia del aspecto climático; esto es muy importante, ya que

comprueba que la presencia de los tirantes de agua aledaños al camino,

no influyen significativamente en la resistencia de la estructura vial y

por lo tanto, la vía ofrece un comportamiento uniforme, durante todo el

año.

En la misma Tabla 3, se presentan dos mediciones hechas con

deflectómetros de impactos y se observa que los resultados son

similares a los obtenidos con viga Benkelman, es decir, deflexiones

elásticas altas.



Subtramo

Deflexión media con viga

Benkelman mm. *

Deflexión

media con

deflectómetro de impacto

mm **

Dic 85 Dic 87 Sep 88 Abr.

92

2000 2003

Cuerpo derecho km

12+000 – 21+000

0.92

0.91

0.93

0.89

Cuerpo derecho km

37+000 – 49+000

0.98

1.07

1.16

1.19

Cuerpo

izquierdo km 37+000 –

49+000

0.99

0.94

1.03

1.02

Deflexión

media

0.96 0.97 1.04 1.03 1.60 1.49

*Deflexiones máximas medidas bajo carga de 4086 kg. **Deflexiones máximas medidas bajo carga de 6103 kg.

Tabla 3. Resultados de medidas de resistencia de conjunto.

En relación con las medidas de roderas, en los primeros siete años,

mostraron una evolución moderada a partir de los perfiles transversales

iniciales, con valores máximos de 15 mm, y una media de 9 mm, para la

última medición. Después y hasta el presente, las variaciones son

pequeñas, debido a la realización de los trabajos de mantenimiento, que

se han aplicado a periodos de 3 a 5 años, con los cuales se renivelan las

roderas. Actualmente (Feb 2013), las roderas máximas son del orden de

12 mm.

En relación a las distorsiones longitudinales producidas por

asentamientos de los terraplenes, en la Tabla 4, se muestran los

resultados obtenidos durante el mes de agosto de 1988, a partir de



perfiles transversales y medidas directas de campo (reglas). La revisión

de la tabla, muestra que la longitud afectada es pequeña del orden de

3.7 % de la longitud total, con deformaciones máximas de 35 mm,

congruentes con los pronósticos de asentamientos. Al realizarse estas

medidas, los terraplenes tenían 52 meses (1560 dias) de estar

construidos, de acuerdo al diseño se había llegado al 94% del proceso

de consolidación por lo cual la estabilidad de las estructuras estaba

asegurada. La ventaja de poner como mantenimiento carpetas de

riegos, es que no se aplica una carga considerable y por lo tanto no se

inicia otro proceso de consolidación.

Subtramo

Deformación mm

Longitud

zonas afectadas, m

Porcentaje

total de la longitud total

de zonas afectadas

Cuerpo derecho

km 12+000-21+000

10-30 274 3.0

Cuerpo derecho km 37+000-

49+000

5-35 430 3.5

Cuerpo izquierdo km

37+000-49+000

10-35 600 5.0

Tabla 4. Resultados de medidas de deformación longitudinal.

La calificación media inicial de este tramo de via varió de 3.8 a 4.0 y en

los primeros siete años de operación, los trabajos de conservación

consistieron en colocar dos riegos de sello, uno a los cuatro años de

operación y el segundo a los siete, además de reparar previamente

algunos baches que mostraba la superficie de rodamiento. En ese

tiempo se pronosticaba que para el futuro , se requirieran carpetas de

uno o dos riegos en intervalos de tiempo, que variarían de tres a cinco

años, dependiendo de factores aleatorios como incrementos de tránsito,

calidad de las labores de mantenimiento, etc.



En general, se han tenido labores de mantenimiento, cada cuatro años

en promedio; en algunos subtramos se ha llegado a colocar carpeta

asfáltica de 50 mm de espesor combinada con fresado aunque en buena

parte se han seguido aplicando carpetas de riegos. En la última

medición que se hizo en Febrero de 2013, se obtuvo una calificación

media de 3.1, variando de 2.7 a 3.2 con pocos baches, algunos

agrietamientos y roderas. En la Figura 6, se muestra un aspecto de la

vía, el 14 de febrero de 2013.

Figura 6. Aspecto de la vía, el 14 de febrero de 2013.

Se hace notar que de haber colocado inicialmente como superficie de

rodamiento, una carpeta asfáltica de 80 mm de espesor, típica en

México en esa época habría sido un error dadas las características

elásticas (resilentes), de las terracerías, ya que la carpeta habría fallado

rápidamente por fatiga.



Cabe mencionar que en estos lechos lacustres se han construido varios

terraplenes hasta de 8.0 m de altura, con el sistema de precarga, con

excelentes resultados, ya que después de 16 años en operación, no se

aprecian deformaciones, que afecten el movimiento de vehículos

(Padilla,2004).



11 DISCUSION

De acuerdo a la definición de Newcomb et al (2002), el concepto de

pavimento perpetuo o de larga duración se ha establecido a través del

comportamiento de pavimentos asfálticos gruesos y bien construidos

que aunque diseñados para ser comparables en comportamiento con

pavimentos flexibles, convencionales, la resistencia mayor a la

profundidad y tener secciones muy gruesas de asfalto, han mostrado

que confinar a las capas superiores de pavimento, permite la remoción

periódica de la capa superficial y reemplazarla rápidamente. Esta

práctica de reparar solamente la carpeta, ofrece varias ventajas de la

rehabilitación en términos de velocidad en la reparación, menor costo

por retardo de los usuarios y menor costo de reconstrucción.

Para lograr una vida de servicio larga (Nunn, 1997), se establece que es

necesario que la carpeta sea bien construida con asfalto y materiales

pétreos de buena calidad y una buena cimentación, de manera que los

deterioros no resulten de una mala construcción y/o de materiales

inadecuados.

De acuerdo a lo expresado, la estructura de la autopista Guadalajara –

Colima, en este tramo, ha tenido un comportamiento similar al de los

pavimentos asfálticos de larga duración, pero con una estructuración

totalmente diferente, en este caso, se tuvo un terreno de cimentación

blando, que se superó con un diseño adecuado y sobre las terracerías se

colocó un pavimento flexible, con materiales de alta calidad, con un

control de calidad muy cuidadoso, y además una carpeta asfáltica de 12

mm de espesor, en vez de tener capas asfálticas mayores a 300 mm,

como se utilizan en los pavimentos de larga duración; a pesar de esas

diferencias la conservación, de esa autopista, después de 28 años en

operación, las labores de mantenimiento se han concentrado

básicamente a la carpeta de la vía, igual meta que tienen en su filosofía

los pavimentos de larga vida.



12 CONCLUSIONES.

Después de más de 28 años en operación, del tramo ubicado del km

14+000 al 49+000, de la Autopista Guadalajara – Colima, la cual ha

dado servicio a más de 24 millones de ejes equivalentes de 80.4 kN, se

concluye que tanto el diseño y la construcción fueron adecuados, ya que

la vía ha rebasado con creces su vida de proyecto de 15 años y además

con un comportamiento similar al de un pavimento de larga vida, es

decir con un sistema de mantenimiento de bajo costo.

Se considera que el buen comportamiento de este tramo, empezó con la

interacción estrecha de todos los participantes del proyecto para

encontrar una solución armónica; también se tuvo un sistema

constructivo adecuado, ayudado por un control de calidad y supervisión

minuciosa y finalmente con labores de mantenimiento oportunas y de

calidad.



13. REFERENCIAS

Santiago Corro, “Programa de investigación sobre pavimentos

flexibles en carreteras”, Ponencia oficial México, XVI Congreso Mundial

de Carreteras, Viena, Austria, 1979.

David E. Newcomb et al, “U.S. perspective on design and construction

of perpetual asphalt pavements”, Ninth International Conference on

Asphalt Pavements”, Plenum Session, pp. 1-16, Copenhaguen,

Denmark, 2002.

Michael Nunn, “Long-life flexible roads”, Eight International

Conference on Asphalt Pavements”, pp. 3-16, Seattle, Washington,

U.S.A. 1997.

Enrique Padilla, “Experiencias mexicanas en el uso de carpetas

asfálticas a base de riegos”, XXI Convención de la Unión

Panamericana de Asociaciones de Ingenieros (UPADI), Washington,

D.C., U.S.A. 1990.

Enrique Padilla, “Diseño estructural de terraplenes carreteros en

zonas lacustres”, XII Congreso Mundial IRF, pp. 1201-1210, Madrid,

España, 1993.

Enrique Padilla, “The use of basaltic slags in the construction of road

embankments on soft soils”, Second International Conference on

Road and Airfield Technology, pp. 872 -880, Singapore, 1995a.

Enrique Padilla, “Comportamiento de carpetas asfálticas colocadas en

carreteras con terracerías resilentes”, VIII Congreso Ibero-

latinoamericano del Asfalto, Santa Cruz de la Sierra, Bolivia, 1995b.

Enrique Padilla, “Experiencias mexicanas en la mejora del suelo por

precarga”, Simposio sobre Geotecnia Ambiental y Mejora del Terreno,

Sociedad Española de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica,

pp. 359 – 364, Valencia, España, 2004.

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