Análisis económico de pavimentos rígidos diseñados con geometría optimizada y método AASHTO 93 para evaluación de alternativas, provincia de Lima - Aguilar Medina, Josue Joseph (2023)
La infraestructura vial conecta los lugares más remotos con ciudades, permitiendo con esto el impulso de la economía y el desarrollo del país con la importación y exportación de productos locales, por lo que el no tener vías que conectan regiones afectaría el desarrollo y crecimiento del país. En la actualidad la mayoría de distritos de la provincia de Lima se encuentran con la realidad que sus pavimentos presentan de regular a malas condiciones de serviciabilidad, lo que genera consigo nuevos problemas como son: aumento en el tiempo de viaje, contaminación por presencia de polvo y acumulación de charcos de agua debido a agrietamiento y erosiones que se generan en los pavimentos. La gran longitud de las losas que se obtienen con la metodología de diseño de pavimentos rígidos por AASHTO 93 (método tradicional en el Perú), considerando que a mayor dimensión de una losa mayor será la cantidad de ejes que reciba, por lo que tendrá mayores tensiones y por lo tanto generan mayores espesores para poder resistir estas tensiones. Esté mayor espesor provoca elevados costos de construcción y mayor cantidad de recursos utilizados. Por lo que, en el presente proyecto de investigación, siendo la metodología de pavimentos rígidos optimizados (TCP) una alternativa para disminuir los costos de manera sustentable, se evaluó pavimentos de concreto diseñados con geometría optimizada y por el método AASHTO 93 en la provincia de Lima. Se realizó una matriz de modelos técnicamente equivalentes, esta matriz considera diseños equivalentes a partir de dos parámetros: tránsito y suelo. El diseño de pavimentos con geometría optimizada se realizó mediante el programa Optipave 2.0 y el diseño por AASHTO 93 se tomó en cuenta el Manual de Carreteras Suelos Geología, Geotecnia y Pavimentos. Por el método AASHTO 93 se realizaron dos diseños para cada situación variando el parámetro de transferencia de cargas (J), se realizó un diseño al considerar pasadores (J=2.8) y otro diseño al no considerar pasadores (J=3.8). En base a los resultados de los diseños se realizó un análisis económico para cada situación teniendo como conclusión que los pavimentos rígidos diseñados con geometría optimizada son técnica y económicamente óptimos en comparación con pavimentos rígidos diseñados por AASHTO93, lográndose un ahorro de 13.2% hasta 40.2 % del costo directo el cual depende del nivel de tránsito y la calidad del suelo de la carretera aplicable a la provincia de Lima, a mayor cantidad de ejes equivalentes se tiende a aumentar la diferencia entre el costo por ambas metodologías de diseño y por lo tanto aumentar el ahorro al utilizar pavimentos rígidos diseñados con geometría optimizada, de igual manera ,a un mayor valor del CBR de la subrasante se tiende a aumentar el ahorro al utilizar pavimentos rígidos diseñados con geometría optimizada. En el diseño de pavimentos rígidos diseñados con geometría optimizada se obtuvo espesores entre 12 cm a 17, en cambio al utilizar pavimentos rígidos diseñados por la metodología AASHTO 93 se obtuvo espesores entre 16 cm a 29 cm considerando pasadores (J=2.8) y se obtuvo espesores entre 19 cm y 33 cm sin considerar pasadores (J=3.8). Por lo que se logró reducir el espesor de la losa en un rango de 3 a 18 cm al utilizar pavimentos rígidos diseñados con geometría optimizada.