01 Rafael Alvarez

Evaluación de los firmes. Criterios que deciden su rehabilitación superficial

Rafael Álvarez LorancaGeocisa

• Existen dos tipos de rehabilitaciones, la estructural y la superficial

• La primera es necesaria cuando fallan los parámetros que definen la capacidad estructural. P.e. deflexiones elevadas.

• La rehabilitación funcional es necesaria cuando los parámetros que indican el estado funcional del firme sobrepasan un umbral

• PARÁMETROS FUNCIONALES• Regularidad superficial (smoothness)

Representa la comodidad del usuario al circular por una carretera. Es tal vez el índice más importante del firme y algunos importantes sistemas de gestión se han basado principalmente en este parámetro

• PARÁMETROS FUNCIONALES• Coeficiente de rozamiento o adherencia

neumático carretera

Este índice está relacionado con la seguridad de los usuarios, principalmente con la carretera mojada, cuando no existe buena adherencia neumático carretera

• PARÁMETROS FUNCIONALES• Textura superficial

La falta de textura de un pavimento, combinada con una superficie de calzada relativamente plana y una alta velocidad de circulación de los vehículos, puede provocar el fenómeno de hidroplaneo, causa de accidentes de tráfico.

• PARÁMETRO FUNCIONAL• Regularidad transversal

Analiza dicho perfil transversal a la busca de roderas o hundimientos en las zonas de rodadas. Estas deformaciones, además de ser molestas para el usuario, pueden llegar a ser peligrosas para la seguridad vial.

• OTROS PARÁMETROS FUNCIONALES

Otros parámetros funcionales que ocasionalmente pueden dar lugar a rehabilitaciones superficiales son: el ruido de contacto neumático pavimento y las propiedades ópticas de los firmes

• DEGRADACIONES SUPERFICIALES

Las degradaciones superficiales no son específicamente un parámetro superficial ya que suelen afectar a varias capas. Peo sí pueden dar lugar a rehabilitaciones superficiales por lo que se tratan en comunicación independiente.

• ANÁLISIS DEL ESTADO DEL PAVIMENTOAntes de decidir una rehabilitación superficial, analizar el estado de los parámetros estructurales.Ver la necesidad de adelantar rehabilitación estructural.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– Suma de aceleraciones no deseadas que

sufre el usuario de un vehículo al circular por la carretera.

– Defectos de la superficie de la carretera entre longitudes de onda comprendidas entre 0.5 y 50 metros

– Son sensaciones del usuario del vehículo por lo que no puede definirse exclusivamente por defectos geométricos de la carretera.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– Los vehículos de alto rendimiento obtienen un

perfil aplanado de la carretera y sobre dicho perfil simulan el paso de un modelo de cuarto de coche con sus correspondientes amortiguaciones

– El origen del IRI fue un experimento del Banco Mundial en el año 1982 denominado IRRE (Internacional Road RoughnessExperiment)

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– El IRI, en resumen es el valor medio de la

suma de las diferencias de los desplazamientos entre las masas suspendidas y no suspendidas del modelo, medidas en la longitud de valoración, que, de acuerdo con la NLT-330/98 es el hectómetro.

– El IRI se debe obtener en las zonas de rodadas

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– Existen hoy en día multitud de perfilómetros láser, con mayor o menor número de sensores, capaces de obtener la regularidad superficial en ambas rodadas, pero al menos debe existir un sensor láser por rodada para obtener el valor del IRI.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– Analicemos los criterios que existen para decidir sí los valores de la regularidad superficial que obtengamos en nuestra auscultación indican sí tenemos que rehabilitar ó no.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– En función del número de elementos de 100 metros de longitud que compongan el tramo, puede haber uno, o varios, que cumplan las especificaciones, o no, en función del número de hectómetros que entren en el cálculo

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– Se suele entregar también otro tipo de salidas

como pueden ser el llamado IRI recursivo en el que se hace el cálculo del IRI cada metro considerando los 100 metros anteriores, o el denominado IRI 20 en el que el cálculo se realiza cada 20 metros en vez de cada cien.

– Cada rodada o la media de las dos.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– En los contratos de las Autovías de primera

generación se especifica lo siguiente:• Umbral de valores

puntuales 3,5• Umbral de valores medios en 1

km. 2,0 • Valores medios en 1 Km., premio

para IRI ≤1,0• Valores medios en 1 Km. ,

penalización para 1,5 < IRI< 2,0

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– Los valores puntuales se analizan obteniendo el IRI 10 en el tramo considerado. Es decir obteniendo el IRI cada 10 metros de longitud. Sí existe un valor por encima del 3,5 se exige su reparación.

– El umbral de valores medios en 1 kilómetro se obtiene haciendo la media de los 10 IRI normales obtenidos en ese kilómetro. Cuando dicho valor medio supera el valor 2 de IRI se exige su reparación.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– La idea es mantener la Autovía entre los valores de IRI 1 y 1,5. Si se mantiene la regularidad con una regularidad superficial con un IRI menor que 1, la Concesionaria recibirá una bonificación económica y sí, por el contrario los valores medios superan el 1,5 tendrán una penalización, pero sin obligación de reparar hasta que supere el valor 2.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– En la conservación de la M-30 en Madrid se exige lo

siguiente al concesionario, pidiéndose en este caso el IRI 100 pero con valores cada 20 metros.

• Valor máximo en una medición ≤ 2,50• Valor medio de cincuenta

mediciones ≤ 1,70• Desviación típica de la muestra de cincuenta mediciones(de las mediciones por encima del valor

medio) ≤ 0,40

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– En la gestión de firmes de la Diputación de

Vizcaya se divide la red en cuatro categorías, de más importante a menos. Para la Categoría 1, la más importante se exige un IRI menor que 2,5. Para la categoría 2, se exige un IRI menor que 3,0 , para la Categorías 3 un IRI menor que 3,5 y para la Categoría 4, que comprende carreteras locales y de fondo de saco, menor que 4,0.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– Para la gestión de firmes de la Comunidad de Madrid, la red se divide en seis categorías estableciéndose para las dos carreteras más importantes, las 1 y 2, un IRI menor que 2,0. Para las dos intermedias, 3 y 4, un IRI menor que 2,5 y para las dos de menor categorías, 5 y 6, un IRI menor que 3,0.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL

– Casos especiales son las carreteras de montaña o las zonas de glorietas donde el trazado es muy virado y las incomodidades “longitudinales” del usuario pasan a ser menos importantes que las incomodidades “laterales” originadas por curvas cerradas.

– Estructuras el gran problema

• REGULARIDAD SUPERFICIAL– Existen intentos de algunos países europeos

de sustituir el IRI por el análisis espectral ópor el Weighted Longitudinal Profile que propone Alemania y que es un análisis espectral ponderado.

– No parece positivo porque enfoca a la carretera y no al usuario.

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– El rozamiento transversal es el parámetro

generalmente adoptado para medir la adherencia entre el neumático y la superficie de la carretera. Valores bajos de este coeficiente pueden ser causa de accidentes por lo que es uno de los índices donde cualquier deficiencia se debe reparar con urgencia.

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL

– En carreteras en Europa se utiliza fundamentalmente el coeficiente de rozamiento transversal fundamentalmente porque las carreteras tienen curvas y se pretende evitar este tipo de accidente más peligroso que el alcance.

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– Especificaciones PG 3 para mezclas

bituminosas en caliente

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– Especificaciones PG 3 para mezclas

drenantes y discontinuas

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– Se exige un coeficiente de rozamiento

mínimo de 0,65 en las mezclas normales y de 0,60 en las mezclas BBTM B y drenantes debido a que, en estas últimas, es más fácil la evacuación del agua por los poros de la mezcla. El coeficiente de rozamiento debe ser medido una vez transcurridos dos meses de la puesta en servicio de la capa.

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL

– Para la conservación de las Autovías de primera generación, se exige lo siguiente:

• Se tomarán 3 medidas en Marzo, Junio y Septiembre• Actuación en fallos puntuales CRT < 0,35• Actuación con umbral de valores medios en 1 km.,

excluyendo túneles con CRT< 0,40• Premio para valores medios en 1 km., excluyendo túneles,

CRT > 0,60• Penalización para valores medios en 1 km., excluyendo

túneles, CRT < 0,50

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– Para la M-30, se debe de dividir la

infraestructura en tramos de 1000 metros de longitud por sentido en los que, como se ha dicho, se tienen valores cada 20 metros. Las exigencias por Pliego son:

• Valor mínimo de una medición ≥ 0,45• Valor medio de 50 mediciones (1 kilómetro) ≥ 0,50• Desviación típica de la muestra de 50 mediciones ≤ 0,03

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– En la gestión de firmes de la Diputación de

Vizcaya se divide la red en cuatro categorías, de más importante a menos. Para la Categoría 1, la más importante, se exige un CRT mayor que 55 para las Categorías 2 y 3 mayor que 50 y para la Categoría 4, carreteras locales, fondo de saco, etc., se exige un valor mínimo de 0,45.

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL

– Para la gestión de firmes de la Comunidad de Madrid, la red se divide en seis categorías estableciéndose para las tres categorías más importantes un valor de CRT superior o igual a 0,55 y para las tres menos importantes un valor de CRT igual o superior a 50.

• ROZAMIENTO TRANSVERSAL– En Inglaterra, no se adoptan valores

uniformes para toda la carretera sino que, en función de la peligrosidad del tramo considerado la exigencia de adherencia crece con la peligrosidad. Por ejemplo, se exige una mayor adherencia en zonas de intersecciones, llegadas a semáforos, travesías, curvas, etc.

• TEXTURA SUPERFICIAL

– La falta de textura en un pavimento, combinada con una superficie de la calzada relativamente plana y una alta velocidad de circulación de los vehículos, puede provocar el fenómeno de hidroplaneo, origen de accidentes de tráfico.

• TEXTURA SUPERFICIAL

– En las Tablas del PG 3, se exige un valor mínimo de la macrotextura superficial, obtenido de acuerdo con la UNE-EN 13.036-1, de 0,7 para las mezclas bituminosas normales, de 1,1 para las mezclas bituminosas BBTM A y de 1,5 para las mezcla bituminosas tipo BBTM B y PA.

• TEXTURA SUPERFICIAL– Los Pliegos de concesión de las Autovías de

primera generación piden lo siguiente:• Umbral de actuación para valores puntuales 0,50• Umbral de actuaciones para valores medios de 1

km 0,70• Bonificación para valores medios de 1 km mayores

de 1,70• Penalización para valores medios de 1 km

menores de 1,20

• TEXTURA SUPERFICIAL

– Se dice en el documento que el indicador no seráaplicable a mezclas drenantes.

– Por los valores umbrales anteriores, la mezcla bituminosa en la capa de rodadura debe ser abierta.

– El ensayo de referencia es el del círculo de arena, de acuerdo con la NLT-335, que se corresponde con la profundidad media de medida MTD (Mean TextureDepth) que suministran los texturómetros láser.

• TEXTURA SUPERFICIAL

– Tanto en la concesión de la M-30 como en las Gestiones de Firmes de la Diputación de Vizcaya y de la Comunidad de Madrid, no se contempla el control del pavimento ni el control de éste parámetro.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL

– La regularidad superficial transversal en una carretera se centra, fundamentalmente en la aparición de roderas o de hundimientos en las zonas de rodadas de los vehículos.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL

– ¿Rodadas ó hundimientos?– Efectos:

• Conducción forzada sobre la degradación, que afecta principalmente a la comodidad pero también a la seguridad, sobre todo para las motos. También puede haber problemas de balanceo por diferencias de deformación entre las dos roderas, ó hundimientos, en un mismo punto de la carretera

• En las degradaciones, cuando llueve, se acumula el agua de lluvia, lo que puede originar problemas de hidroplaneo

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL

– “Deformación transversal, por hundimiento a lo largo de las rodadas, acompañado en general de cordones laterales por fluencia del material del pavimento”. Esto indica que en las Autovías de primera generación se espera más la rodera por fluencia de las capas de mezcla bituminosa que la deformación por hundimiento.

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL– “Se considera la máxima profundidad de la

rodera en milímetros, en la sección de medida. Se medirá la diferencia de cota entre las crestas y senos de la rodera más pronunciada de cada carril.”

– “Se medirá mediante equipos de alto rendimiento. Se dará una medida cada 20 metros.”

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL

– Se indican los siguientes valores umbrales:

• Umbral de valores puntuales: Prof. rodera < 10 mm

• Umbral de valores medios en 1 km: Prof. Rodera < 7 mm

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL– Ni en la Concesión de la M-30 ni en los

sistemas de gestión existe indicación sobre la inclusión de la profundidad de las roderas como parámetro del estado del firme. En parte porque no es usual en nuestras carreteras y, en parte, por la dificultad de saber, sin realizar una visita específica al lugar donde existe la rodera, de saber cuál es el problema que la origina

• REGULARIDAD SUPERFICIAL TRANSVERSAL

– Sin embargo sí se utilizó el parámetro de la profundidad de rodera para sistemas de gestión en el extranjero. Por ejemplo para las Autopistas de Brisa en Portugal, donde el valor umbral de actuación se fijó en 15 mm

• OTROS PROBLEMAS QUE PUEDEN CAUSAR REHABILITACIÓN SUPERFICIAL– Existen otros indicadores superficiales que

podrían causar rehabilitación superficial como son el ruido del contacto neumático pavimento y las propiedades ópticas de los pavimentos.