MANTENIMIENTO Y
GESTIÓN DE PAVIMENTOS
Ing. Nancy Gabriela Tedesco
CONCEPTOS BÁSICOS
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Es importante tener presente que la estructura
de un pavimento sufrirá -con el tiempo- daño y
deterioro, aún cuando sea adecuadamente
diseñado y construido de acuerdo con todas las
especificaciones y normas de calidad.
Los pavimentos tienen una vida definida; aún con
un mantenimiento óptimo, alcanzarán un punto
de falla.
SE DISEÑAN PARA QUE FALLEN DENTRO DE UN
PERÍODO ESPECÍFICO DE TIEMPO.
CONCEPTOS BÁSICOS
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
El modo de deterioro varía sustancialmente en
función de la interacción de varios parámetros,
que adicionalmente controlan la rata de
deterioro, ellos son:
La estructura (resistencia) del pavimento, incluyendo
la subrasante.
El volumen de tráfico y el tipo de cargas.
Políticas de mantenimiento.
Esquema básico de
Gestión de Pavimentos
DISEÑO de
PAVIMENTOSM&R de
PAVIMENTOS
GERENCIA de
PAVIMENTOS
Administrativo
GerencialTécnico- Ingeniería de pavimentos
PROBLEMA DE DISEÑO
Subrasante
TRÁFICO
(CARGAS)
CONDICIONES
AMBIENTALES
SN
NÚ
MERO
ESTRU
CTU
RAL
Definir la estructura requerida (SN) para que un pavimento construido
sobre una subrasante determinada, en un medio ambiente específico,
tenga un comportamiento preestablecido al ser sometido a un cierto
número de repeticiones de carga.
MANTENIMIENTO VIAL
Es una importante y compleja actividad que requiere ser
valorada y atendida con dedicación.
La ausencia de mantenimiento trae como consecuencia
una red vial en deficientes condiciones y enormes costos
de rehabilitación.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
MANTENIMIENTO & REHABILITACIÓN (M&R)
Mantenimiento: Acciones menores aplicadas a un
elemento o sistema para corregir fallas o
deterioros y hacer que funcione correctamente.
Rehabilitación: Acciones –generalmente mayores-
aplicadas a un elemento o sistema para volverlo
a su condición de “nuevo”.
IMPORTANCIA Y BENEFICIOS DEL
MANTENIMIENTO:
Ayuda a mantener las vías operativas, seguras y confiables.
Reduce o elimina los peligros a los usuarios.
Reduce el costo de operación de los vehículos.
Reduce los tiempos de viaje y traslado de personas y mercancías.
Prolonga la vida de los pavimentos.
Controla la tasa de deterioro.
Reduce los costos de rehabilitación.
Protege la inversión.
Genera puestos de trabajo.
DESVENTAJAS
Es una actividad poco retribuida y reconocida.
Requiere organización y constancia.
Es una actividad poco glamorosa, no da prestigio personal
ni político.
Mantener es más difícil que construir.
Los pavimentos se comportan relativamente bien sin
mantenimiento durante buena parte de su vida útil.
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
BENEFICIOS DEL MANTENIMIENTO
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Mejora funcional e incremento de confort de los usuarios.
Corrección de problemas estructurales.
Mejora de fricción y seguridad a los usuarios.
Control de la rata de deterioro del pavimento.
Reducción o eliminación de peligros.
Impermeabilizar la superficie.
Mejora la apariencia.
Protección de la inversión.
ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA
DEFINICIÓN DE ACCIONES DE M&R
Tipos y severidad de fallas.
Posible causa de deterioro.
Comportamiento general del
pavimento.
Tipo de estructura y
subrasante.
Importancia de la vía.
Características de tráfico.
Forma de control de tráfico.
Técnicas disponibles y su
aplicabilidad.
Elementos geométricos.
Recursos disponibles.
Condiciones ambientales.
Nivel requerido o deseado
de mejoramiento.
Experiencia de
mantenimiento previo.
Políticas y metas de la
agencia.
FALLAS DEL PAVIMENTO
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
La falla ESTRUCTURAL está asociada con la capacidad de
carga del pavimento y normalmente se refiere a la fatiga
de la estructura.
La falla FUNCIONAL es generalmente definida como la
incapacidad del pavimento para proveer una superficie
que permita un rodaje confortable, seguro y económico
de los vehículos.
FALLA FUNCIONAL
FALLA ESTRUCTURAL
FALLAS DEL PAVIMENTO
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Los modos de deterioro o falla son normalmente
divididos en: asociados o no asociados con cargas,
siendo los primeros inducidos por el tráfico en la
estructura del pavimento.
Las fallas no asociadas con carga se refieren a las
producidas por el medio ambiente y condiciones
atmosféricas, calidad de construcción y/o materiales,
y problemas especiales como: temperatura y humedad,
características de los suelos y materiales y diseños
inadecuados de ingeniería.
TIPOS DE FALLA DE PAVIMENTOS
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
De acuerdo a algunos autores, los tipos de falla
mas comunes son:
Agrietamiento por cargas (fatiga).
Deformación por cargas (ahuellamiento).
Agrietamiento por contracción (termo-fractura).
Deformaciones y grietas no producidas por cargas.
Desintegración.
Fallas ocasionadas por factores no intrínsecos de la
estructura.
EJEMPLOS DE FALLA DE PAVIMENTOS
MAS EJEMPLOS…
DepresiónFuente: José Dos Santos
GrietasFuente: Andrés López
EJEMPLOS
Fuente: Gabriel Figueras
Piel de cocodriloFuente: Cristina Gómez
Piel de cocodrillo,
ahuellamientoFuente: Agelvis González
DETERIORO ESTRUCTURAL
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
BENEFICIO
ESTRUCTURAL
Tiempo (años)
Capacid
ad E
stru
ctu
ral
SNefectivo
SNR
SNT
t
SNo
SNt
nt nx
ny
nx=vida esperada sin rehabilitación
ny=vida esperada del pavimento rehabilitado
DETERIORO FUNCIONAL
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
nx=vida esperada sin rehabilitación
ny=vida esperada del pavimento rehabilitado
Tiempo (años)
Capacid
ad F
uncio
nal
DP
DPSI
t
Po
Pf
Pt
Nivel de falla
nt nx
ny
BENEFICIO
FUNCIONAL
TIPOS O DENOMINACIONES
DEL MANTENIMIENTO VIAL:
Rutinario
Periódico
Menor
Preventivo
Correctivo
Mayor
Rehabilitación
Reconstrucción
CLASIFICACIÓN PRÁCTICA DEL M&R
Mantenimiento Menor: acciones localizadas
- Preventivo
- Correctivo
Mantenimiento Mayor: se aplica a toda una vía
- Efectivo
- Correctivo
MANTENIMIENTO MENOR
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Son acciones aplicadas localmente. Se clasifican en:
Preventivo: consiste en aquellas acciones que se
ejecutan para proteger el pavimento y corregir fallas
incipientes en su estado inicial de evolución.
Correctivo: se refiere a acciones ejecutadas para
corregir o reparar fallas que afectan el nivel de
servicio del pavimento, o presentan peligro para los
usuarios.
MANTENIMIENTO MENOR
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Sellado de grietas.
Bacheo
De emergencia.
Bacheo superficial.
De carpeta.
Profundo.
Sello asfáltico localizado.
Nivelación localizada.
Fresado y/o texturización localizada.
Mantenimiento menor
Preventivo Correctivo
Bacheo localizadoFuente: Dayana Márquez
GrietasFuente: Gustavo Kosler
Ejemplos de Mantenimiento Menor
Sellado de grietasFuente: Augusto Jugo
Bacheo de emergenciaFuente: Augusto Jugo
Bacheo de superficieFuente: Augusto Jugo
Tipos de Bacheo
Bacheo superficial
Bacheo profundo
Bacheo de carpeta Bacheo de emergenciaFuente: Augusto Jugo
Sello localizado con lechadaFuente: Augusto Jugo
Nivelación localizadaFuente: Augusto Jugo
MANTENIMIENTO MAYOR
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Estas acciones son aplicadas a un tramo de vía, o al menos a una sección importante de la misma. Son actividades programadas y ejecutadas para el mejoramiento sustancial del pavimento. Puede ser:
Efectivo: se aplica antes que la condición del pavimento alcance un estado crítico, condición regular-baja, dentro de la zona óptima de rehabilitación.
Correctivo: se aplica cuando el nivel de servicio de una vía está por debajo del mínimo aceptable desde el punto de vista funcional, o presenta un importante debilitamiento estructural.
MANTENIMIENTO MAYOR
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Tratamientos superficiales.
Capas asfálticas:
De nivelación.
De fricción y/o sello.
Estructurales.
Remoción por fresado.
Reciclado:
En frío.
En caliente.
Mantenimiento mayor
Efectivo
Nivelación capa asfálticaFuente: Fernando Quiros
Mantenimiento mayor
Correctivo
Reparación estructuralFuente: Alejandro Suárez Reparación estructural
Fuente: Gerardine Zambrano
Lechada Asfáltica (Slurry Seal)
Sello de emulsión con agregado
Fuente: Augusto Jugo
MANTENIMIENTO MAYOR
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Estas acciones son recomendadas desde el punto de
vista económico por:
Se requiere de poca preparatoria.
Un pequeño aporte estructural alarga
considerablemente la vida del pavimento.
Rara vez se requieren capas de nivelación.
Los espesores de refuerzo son reducidos.
Los costos de rehabilitación son considerablemente
menores.
ACCIONES COMPLEMENTARIAS
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Estas acciones agrupan aquellas actividades –
generalmente localizadas- que se requieren para corregir
aspectos que afectan la condición de rodaje y que no
dependen directamente del pavimento y su resistencia
estructural.
Estos trabajo son generalmente necesarios en vías
urbanas.
ACCIONES COMPLEMENTARIAS
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Nivelación de bocas de
visita.
Nivelación de sumideros.
Suministro de rejillas y
marcos.
La selección de estrategias óptimas y adecuadas para el M&R de pavimentos
es un ARTE mas que una ciencia. Usualmente un proceso complejo.
PROCESO DE SELECCIÓN DE ACCIONES DE M&RAASHTO-93
Fase 1:
Identificación
del problema Fase 2:
Selección de posibles
soluciones
Fase 3:
Selección de solución
Preferida (óptima)
MÉTODO PCI
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
Existen diversos esquemas para clasificar la calidad de un
pavimento y consecuentemente definir distintos puntos o
etapas en su curva de deterioro.
En este caso se ha adoptado el método PCI (Pavement
Condition Index) para calificar su condición. El método
cuantifica la condición del pavimento entre 0 y 100, según
se indica en la siguiente tabla, en base a la cual se adoptó
la siguiente clasificación práctica:
MÉTODO PCI
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
PCI CONDICIÓN CARACTERÍSTICAS
> 70 Buena
El pavimento no requiere
acción especial sólo
mantenimiento menor
40 – 70 Regular
Condición intermedia.
Acciones
recomendables/diferibles
< 40 MalaEl pavimento requiere
mejoras
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
ZONA DE MANTENIMIENTO
Y REHABILITACIÓNPCI ESCALA
Menor
100 Excelente
85 Muy bueno
Menor (rutinario)
Mayor (efectivo)
70 Bueno
55 Regular
Mayor (correctivo) 40 Pobre
Mayor (correctivo)
Reconstrucción
25 Muy pobre
10 Pobre
0
40
70
100
CURVA TÍPICA DE DETERIORO
Fuente: Manual de M&R de Pavimentos, versión 8-08. Ing. Augusto Jugo
A ( 75 +/- 4 )
B ( 55 +/- 7 )
C ( 40 +/- 6 )
ZONA ÓPTIMA DE
REHABILITACIÓN
Tiempo
Condic
ión d
el pavim
ento
PCIInicio de mantenimiento menor
Inversiones pequeñas
producen grandes beneficios
Mantenimiento mayor,
rehabilitación o
reconstrucción
Sistemas de Gerencia o Gestión de
Pavimentos
SGPConceptos básicos
SISTEMA DE GERENCIA DE
PAVIMENTOS (SGP)Definición (AASHTO)
Es una serie de procedimientos y/o
metodología que apoyan la toma de
decisiones, para definir estrategias óptimas
para proveer y mantener pavimentos en una
adecuada condición de servicio, durante un
periodo de tiempo pre-establecido.
Esquema básico de un SGP
BASE DE
DATOS
Inventario Modelos de Análisis-Deterioro/predicción
-Evaluación económica
-Jerarquización
• Planes de inversión
Ejecución de obras-Contratación
-Ejecución
-Inspección
Actualización de
Base de Datos-De obras
-Evaluación de la red
• Información de apoyo
a toma de decisiones
El éxito de la aplicación de un sistema depende de la capacidad de los
técnicos involucrados en su desarrollo, implementación y operación.
Un sistema no mejora prácticas mediocres de ingeniería.
Los componentes y alcances del sistema deben ser claramente
definidos.
Deben evaluarse los resultados en forma práctica y no pretender
hacer un sistema infalible.
Debe evitarse la pretensión de producir soluciones precisas para
problemas no “totalmente” comprendidos.
Debe evitarse la sobre-complicación o sobre-simplificación del
sistema.
PRECAUCIONES EN EL USO DE
SISTEMAS DE GERENCIA
Nivel Proyecto: Nivel técnico
Apoya la toma de
decisiones sobre una vía o
tramo de una red vial.
NIVELES DE APLICACIÓN DE SGP
Nivel Red: Nivel administrativo
Apoya la toma de
decisiones para
toda una red vial.
PCI
B
R
M
Tiempo
SGP-NIVEL PROYECTO
NIVEL TÉCNICO
Sirve para evaluar y decidir sobre un proyecto o tramo de la red.
Considera aspectos técnicos de diseño, mantenimiento y/o rehabilitación.
Define las alternativas posibles para cada proyecto, sus costos y beneficios.
Suministra información al nivel Red.
Indicadores de rehabilitación
Curva deterioro-tiempo
PCI
Tráfico/años
B
R
M Nivel mínimo de calidad
o f
Mejora
de calidad
(funcional)
VRE
t
t
Pr
ΔP
fVida agregada
Vida Total esperada
x y
SGP-NIVEL ADMINISTRATIVO
NIVEL RED
Apoya la toma de decisiones para una red vial.
Considera aspectos administrativos tomando en cuenta la red como un todo.
Permite evaluar los beneficios de programas de inversión en forma integral.
Permite incorporar beneficio de los usuarios en la toma de decisiones (costo de operación, impacto en tarifas, etc.)
SISTEMAS DE GERENCIA O
GESTIÓN DE PAVIMENTOS
Ilustración Nivel Red
Red Troncal del Edo. Sucre
Troncal 09
Troncal 09
Troncal 10
Límite
Anzoátegui
Límite
Monagas
Red Troncal del Edo. Sucre: Codificación y Condición (primaria)
Límite
AnzoáteguiLímite
Monagas
Cumaná
Carúpano
Cariaco
Guiria
Mariguitar
Yaguaraparo
Río GrandePlan de
la Mesa
T09 SU 10T09 SU 21
T09 SU 20
T09 SU 30T09 SU 40
T09 SU 80T09 SU 70T09 SU 50
T09 SU 60
T10 SU 20
T10 SU 10
Condición:
Buena
Regular
Mala
Tramo Cod.Long
(km)CondPCI
Long.
Buena
Long.
Regular
Long.
Mala
Nivel de
Prioridad
Lim Anzoátegui –
Plan de la MesaT09SU 10 40 76 40 3
Plan de la Mesa -
CZU CumanáT09SU 20 15 61 15 2
CZU Cumaná –
Plan de la MesaT09SU 21 15 80 15 3
FZU Cumaná -
MariguitarT09SU 30 24 48 24 2
Mariguitar –
CariacoT09SU 40 58 26 58 1
Cariaco – CZU
CarúpanoT09SU 50 52 53 52 2
FZU Carúpano – El
PilarT09SU 60 21 78 21 3
El Pilar –
YaguaraparoT09SU 70 41 51 41 3
Yaguaraparo -
GuiriaT09SU 80 66 32 66 1
Cariaco – Río
GrandeT10SU 10 48 47 48 2
Río Grande - Lim
MonagasT10SU 20 18 22 18 1
398PCIpond.
48
76
19 %
180
45 %
142
36 %
Esquema de Prioridades:
B
70
R
40
M1
11
2
2
2
3
3
33
2
• Monto requerido para rehabilitar todos los
tramos con prioridad 1 y 2
Ejercicio ilustrativo
Tramo Cod. Long
(km)
Cond
PCI
Prioridad Costo
Un/km
Condición
Después
Costo
Total
Lim Anzoátegui –
Plan de la Mesa
T09SU 10 40 76 3 - 72 -
Plan de la Mesa - CZU
Cumaná
T09SU 20 15 61 2 3 100 45
CZU Cumaná – Plan de la
Mesa
T09SU 21 15 80 3 - 76 -
FZU Cumaná - Mariguitar T09SU 30 24 48 2 4 100 96
Mariguitar – Cariaco T09SU 40 58 26 1 7 100 406
Cariaco – CZU Carúpano T09SU 50 52 53 2 3 90 156
FZU Carúpano – El Pilar T09SU 60 21 78 3 - 72 -
El Pilar – Yaguaraparo T09SU 70 41 51 3 - 44 -
Yaguaraparo - Guiria T09SU 80 66 32 1 6 90 396
Cariaco – Río Grande T10SU 10 48 47 2 4 90 188
Río Grande - Lim Monagas T10SU 20 18 22 1 8 100 144
398 PCI pond.
48PCI pond.
Después 851431*
* Monto requerido para rehabilitar todos los tramos con prioridad 1 y 2.
Costo para intervenir todos los tramos en NP 1 y 2
• Para rehabilitar todos los tramos con prioridad
1 y 2 se requieren 1431 Un… pero solo
disponemos de 700…
• Que hacer?
Ejercicio ilustrativo
• Lo peor primero
• Atender vías en Prioridad 2 y 1
Programas de acción:Considera sólo rehabilitación
Tramo Cod. Long
(km)
Cond.
PCI
Prioridad Costo
Un/km
Condición
Después
Costo
Total
Lim Anzoátegui –
Plan de la Mesa
T09SU 10 40 76 3 - 72 -
Plan de la Mesa - CZU
Cumaná
T09SU 20 15 61 2 3 55
CZU Cumaná – Plan de la
Mesa
T09SU 21 15 80 3 - 76 -
FZU Cumaná - Mariguitar T09SU 30 24 48 2 4 42
Mariguitar – Cariaco T09SU 40 58 26 1 7 100 406
Cariaco – CZU Carúpano T09SU 50 52 53 2 3 47
FZU Carúpano – El Pilar T09SU 60 21 78 3 - 72 -
El Pilar – Yaguaraparo T09SU 70 41 51 3 - 44 -
Yaguaraparo - Guiria T09SU 80 66 32 1 6 60 150 (38%)
Cariaco – Río Grande T10SU 10 48 47 2 4 39
Río Grande - Lim Monagas T10SU 20 18 22 1 8 100 144
398 PCI pond.
48PCI pond.
Después 63700
Lo peor primero…
Tramo Cod. Long
(km)
Cond.
PCI
Prioridad Costo
Un/km
Condición
Después
Costo
Total
Lim Anzoátegui –
Plan de la Mesa
T09SU 10 40 76 3 - 72 -
Plan de la Mesa - CZU
Cumaná
T09SU 20 15 61 2 3 100 45
CZU Cumaná – Plan de
la Mesa
T09SU 21 15 80 3 - 76 -
FZU Cumaná - Mariguitar T09SU 30 24 48 2 4 100 96
Mariguitar – Cariaco T09SU 40 58 26 1 7 45 67 (16,5%)
Cariaco – CZU Carúpano T09SU 50 52 53 2 3 100 156
FZU Carúpano – El Pilar T09SU 60 21 78 3 - 72 -
El Pilar – Yaguaraparo T09SU 70 41 51 3 - 44 -
Yaguaraparo - Guiria T09SU 80 66 32 1 6 24
Cariaco – Río Grande T10SU 10 48 47 2 4 100 192
Río Grande - Lim
Monagas
T10SU 20 18 22 1 8 100 144
398 PCI pond.
48PCI pond.
Después 68700
Tramos con NP 2 y 1…
Indicadores de Gestión:
Programa de Acción
PCI Ponderado Antes: 48
PCI
Ponderado
Después
1. Lo peor primero 63
2. 1Atender vías con Prioridad 2 y 1 68
2.2 …..
3. No hacer nada 42
AntesLo peor
Primero
Atender
Prioridad
2 y 1
No hacer
nada
Condición %
Buena 19 38 58 19
Regular 45 50 25 23
Mala 36 12 17 58
Comparación de condición: antes - después
La tendencia actual se enfoca hacia el M&R de
pavimentos.
Corregir el problema de toma de decisiones -en base a
criterio y/o experiencia- apoyadas en información vaga
e inconsistente.
Necesidad de optimizar el uso de los escasos recursos
disponibles para mantener un red vial deteriorada,
envejecida y de creciente tráfico.
Necesidad de evaluar programas de inversión y sus
beneficios.
Definir indicadores de gestión.
Importancia de un SGP:
Proporciona una metodología para almacenar y producir información de la red vial.
Apoya el proceso de toma de decisiones con base en información técnica sólida.
Permite jerarquizar proyectos.
Ayuda a entender los beneficios de políticas de M&R adecuadas.
Permite la elaboración de programas a largo plazo y evaluar sus resultados.
Protege la inversión hecha en la red vial.
Mejora el nivel técnico de la organización.
Beneficios de SGP:
Rehabilitación de Las Mercedes
ANTES Y DURANTE…
DESPUÉS
FIN !!!
Fuente: Felipe González