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7.90. Ingeniería de Pavimentos (Obligatorio)

7.90.1. Justificación ↑ Volver arriba

Ingeniería de Pavimentos es el curso de diseño y gestión de pavimentos de la línea de Vialidad, Geomática y Transporte (DAVG), que se apoya en los conceptos de sección transversal, subrasante y movimiento de tierras introducidos en Diseño Vial (CE2T5) para abordar la caracterización, el diseño, la evaluación y la gestión de estructuras de pavimento flexible y rígido a lo largo de su vida de servicio. El curso inicia con los materiales de pavimento y su caracterización, cubriendo tipos de pavimento y componentes estructurales, propiedades del ligante asfáltico y de las mezclas asfálticas, propiedades de los agregados y requisitos de gradación, y tecnologías sostenibles de pavimentación y reciclaje. Luego desarrolla el diseño y gestión de pavimentos, cubriendo la caracterización de la carga de tránsito y el cálculo del eje simple equivalente de diseño (ESAL), el diseño de pavimentos flexibles usando métodos empíricos, el diseño de pavimentos rígidos y sistemas de juntas, y los métodos de diseño mecanicista-empíricos. Sobre esta base de diseño, el curso cubre la evaluación de la condición de pavimentos y la planificación del mantenimiento, incluyendo la predicción del desempeño y los mecanismos de deterioro, los levantamientos visuales de fallas y el índice de condición del pavimento (PCI), la medición de la rugosidad, la evaluación estructural mediante ensayos de deflexión, y la planificación de programas de mantenimiento y rehabilitación. El curso cierra con la gestión de activos viales y de puentes, cubriendo el inventario y la evaluación de la condición, los modelos de deterioro y criterios de priorización, y el análisis de costo del ciclo de vida para la conservación a nivel de red – proporcionando la base de materiales, diseño, evaluación y gestión de activos requerida para la práctica profesional en ingeniería de pavimentos.

7.90.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Caracterizar ligantes asfálticos y mezclas, evaluar la calidad de los agregados, y aplicar tecnologías sostenibles de pavimentación y reciclaje.
2. Calcular el eje simple equivalente de diseño (ESAL) a partir de la composición del tránsito y proyecciones de crecimiento.
3. Diseñar pavimentos flexibles usando métodos empíricos y pavimentos rígidos con sistemas de juntas apropiados.
4. Aplicar métodos mecanicista-empíricos para el diseño de pavimentos y predecir el desempeño de pavimentos e identificar mecanismos de deterioro.
5. Realizar levantamientos visuales de fallas, calcular el índice de condición del pavimento (PCI), y realizar la evaluación estructural mediante ensayos de deflexión.
6. Elaborar planes de programas de mantenimiento y rehabilitación con base en la estimación de la vida útil remanente.
7. Aplicar índices de condición, modelos de deterioro y análisis de costo del ciclo de vida para planificar y presupuestar programas de gestión de activos viales y de puentes.

7.90.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

ABET-6) Habilidad para desarrollar y conducir experimentación apropiada, analizar e interpretar datos, y utilizar el criterio de ingeniería para obtener conclusiones. (Usage)

7.90.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.90.4.1. Materiales de Pavimento y Caracterización (10 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Roberts et al., 1996; Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú, 2014)

Temas

1. Tipos de pavimento y componentes estructurales
2. Propiedades del ligante asfáltico y de las mezclas asfálticas
3. Propiedades de los agregados y requisitos de gradación
4. Caracterización y estabilización de la subrasante
5. Tecnologías sostenibles de pavimentación y reciclaje

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Identificar tipos de pavimento y describir sus funciones estructurales [Familiarizarse]
2. Caracterizar ligantes asfálticos y diseñar mezclas asfálticas [Evaluar]
3. Evaluar la calidad de los agregados para aplicaciones en pavimentos [Usar]
4. Evaluar la resistencia de la subrasante y especificar tratamientos de estabilización [Evaluar]
5. Incorporar prácticas sostenibles y materiales reciclados en el diseño de pavimentos [Familiarizarse]

7.90.4.2. Diseño y Gestión de Pavimentos (44 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Huang, 2004; AASHTO, 1993b)

Temas

1. Caracterización de la carga de tránsito y cálculo del eje simple equivalente de diseño (ESAL)
2. Confiabilidad de diseño, serviciabilidad y factores de drenaje/ambientales en el diseño de pavimentos
3. Diseño de pavimentos flexibles usando métodos empíricos
4. Diseño de pavimentos rígidos y sistemas de juntas
5. Métodos de diseño de pavimentos mecanicista-empíricos
6. Predicción del desempeño de pavimentos y mecanismos de deterioro
7. Estrategias de rehabilitación y diseño de sobrecapas
8. Sistemas de gestión de pavimentos y análisis de costo del ciclo de vida

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Calcular el eje simple equivalente de diseño (ESAL) a partir de la composición del tránsito y proyecciones de crecimiento [Usar]
2. Determinar la confiabilidad de diseño, la serviciabilidad y los parámetros de drenaje/ambientales para el diseño de pavimentos flexibles y rígidos [Evaluar]
3. Diseñar pavimentos flexibles usando métodos AASHTO o equivalentes [Evaluar]
4. Dimensionar el espesor de pavimentos rígidos y diseñar espaciamiento de juntas [Usar]
5. Aplicar métodos mecanicista-empíricos para el diseño de pavimentos [Usar]
6. Predecir el desempeño de pavimentos e identificar mecanismos de deterioro [Evaluar]
7. Seleccionar estrategias de rehabilitación apropiadas y diseñar sobrecapas [Usar]
8. Implementar sistemas de gestión de pavimentos y realizar análisis del ciclo de vida [Evaluar]

7.90.4.3. Evaluación de la Condición de Pavimentos y Planificación del Mantenimiento (15 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Shahin, 2005; ASTM International, 2020)

Temas

1. Levantamiento visual de fallas y cálculo del índice de condición del pavimento (PCI)
2. Medición de la rugosidad del pavimento y el índice de rugosidad internacional (IRI)
3. Evaluación estructural mediante ensayos de deflexión (deflectómetro de impacto, viga Benkelman)
4. Retrocálculo de los módulos de las capas del pavimento y evaluación de la capacidad estructural
5. Estimación de la vida útil remanente y selección de tratamientos de rehabilitación
6. Planificación y programación de mantenimiento y rehabilitación

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Realizar levantamientos visuales de fallas y calcular el índice de condición del pavimento (PCI) [Usar]
2. Explicar los métodos de medición de rugosidad del pavimento e interpretar el índice de rugosidad internacional [Familiarizarse]
3. Realizar la evaluación estructural de pavimentos en servicio mediante ensayos de deflexión [Usar]
4. Retrocalcular los módulos de las capas del pavimento a partir de los datos del cuenco de deflexión [Evaluar]
5. Estimar la vida útil remanente de un pavimento y seleccionar un tratamiento apropiado [Evaluar]
6. Elaborar planes y cronogramas de mantenimiento y rehabilitación [Usar]

7.90.4.4. Gestión de Activos Viales y de Puentes (5 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Shahin, 2005; Huang, 2004)

Temas

1. Inventario, inspección y evaluación de la condición de carreteras y puentes
2. Índices de condición, modelos de deterioro y criterios de priorización para programas de mantenimiento y rehabilitación
3. Análisis de costo del ciclo de vida y presupuesto para la conservación de redes viales y de puentes

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir los fundamentos de un sistema de gestión de activos de infraestructura para carreteras y puentes [Familiarizarse]
2. Aplicar índices de condición y criterios de priorización para planificar acciones de mantenimiento y rehabilitación en una red vial o de puentes [Usar]
3. Analizar el costo del ciclo de vida para presupuestar programas de conservación de infraestructura vial y de puentes [Evaluar]

7.90.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Roberts, F. L., Kandhal, P. S., Brown, E. R., Lee, D.-Y., and Kennedy, T. W. (1996). Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design, and Construction. NAPA Education Foundation, 2nd edition.

Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú (2014). Manual de carreteras: Suelos, geología, geotecnia y pavimentos. Technical report, Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

Huang, Y. H. (2004). Pavement Analysis and Design. Pearson Prentice Hall, 2nd edition.

AASHTO (1993b). Aashto guide for design of pavement structures. Technical report, American Association of State Highway and Transportation Officials.

Shahin, M. Y. (2005). Pavement Management for Airports, Roads, and Parking Lots. Springer, 2nd edition.

ASTM International (2020). Standard practice for roads and parking lots pavement condition index surveys. Technical Report D6433, ASTM International.