J04-Juan Pablo Covarrubias - Experiencia Chilena con los Pavimentos Optimizados de Hormigón

Experiencia Chilena con los Pavimentos

Optimizados de Hormigón

Juan Pablo Covarrubias

TCPavements

TCPavements

Pavimentos de Hormigón con Losas de Geometría

Optimizada

Colaboradores

En el diseño y desarrollo de la metodología TCP®

Dr. Juan Pablo Covarrubias

TCP Inventor

Professor Catholic University and

Universidad Los Andes

Chief Engineer HDM-4 Concrete Models

Ex ACI and ISCP Board Member

Dr. Michael Darter, PE

Emeritus Professor of Civil & Environmental

Engineering at U of IL

Principal Engineer at ARA

Principal Investigator (PI) of MEPDG and

StreetPave fatigue equations

Dr. Lev Khazanovich, PE

Professor at University of Pittsburgh

Co-Developer of ISLAB, the structural

basis of MEPDG & OptiPave

Co-Developer of MEPDG

Dr. Jeff Roesler, PE

Professor at University of IL

Conducted physical tests to calibrate OptiPave

Developed the slab-to-beam relationship for

OptiPave

Robert Rodden, MsC

Mauricio Poblete, MsC

Dr. Dan Zollinger, PE

Professor at Texas A&M University

Developed the joint faulting model for MEPDG &

OptiPave

Concepto de Diseño TCP®

Se dimensionan las losas de tal forma que cada una sea cargada por una

rueda o set de ruedas a la vez, permitiendo reducir el espesor del

pavimento.

Diseño AASHTO

Diseño TCP®

Análisis comparación entre losa larga y losa corta

Cargadas por un mismo camión, tensiones desde arriba

TCP®

1,75m x 1,75m

15 cm espesor

Máx. tensión: 20,7 kg/cm2

AASHTO

4,5m x 3,5m

25 cm espesor


TCP®

1,75m x 1,75m

25 cm espesor


Historia de TCPavements

2005

2007

2009

Invención de la patente para

construcción de pavimentos con losas

de geometría optimizada

Creación de la Empresa TCPavements,

encargada de promover y desarrollar

el diseño TCP®

Aprobación MOP, con incorporación de

la tecnología en Instructivo de Vialidad

2006

Primer proyecto TCP, ejecutado en el

Camino a Antigua, carretera en

Guatemala

2008

Desarrollo e investigación del sistema

con pruebas aceleradas en Illinois,

Estados Unidos, con sistema ATLAS

2009

Primera aplicación de TCP® en

proyecto industrial, Centro de

Distribución de Sodimac

Historia de TCPavements

2012

2013

2016

Primera aplicación de TCP® en dos

proyectos MOP: Cauquenes Chanco y

Cerro Sombrero

Premio de Nacional de la Innovacíón

para TCPavements: Avonni

Incorporación en Código de Normas y

Especificaciones técnicas del MINVU

2012

Lanzamiento de Software de diseño

para pavimentos de hormigón con

losas de geometría optimizada:

OptiPave2

2014

Incorporación de la National Concrete

Pavement Technology Center, Estados

Unidos, en guía para capas de refuerzo

con hormigón

2017

Método TCP® Oficializado por la

American Concrete Institute, en ACI

330.2R-17 Diseño y construcción de

pavimentos industriales

Características Principales y recomendaciones del Diseño TCP®

• Losas pequeñas (media pista x 1,20 a 2,5 m)

• Base granular (finos < 8%), base asfáltica o BTC

• Geotextil entre sub rasante y base, si es necesario

• Corte de juntas delgado (1,9mm- 2,5mm)

• No requiere sello de juntas

• No requiere barras de transferencia de cargas ni de amarre entre pistas

(salvo juntas construcción)

• Confinamiento lateral

Designed & Constructed Projects

Aplicaciones

Cualquier pavimento apoyado en el suelo en que circulen vehículos

Carreteras Bajo tránsito Industriales Urbanizaciones Estacionamientos

Aprobado por MOP

Aprobado como Solución de Caminos Básicos Intermedios

Incorporado en el código del MINVU

• En el mes de Mayo del 2016, la

tecnología de losas con geometría

optimizada fue incorporada al Código

de Normas y Especificaciones

Técnicas de Obras de Pavimentación

del Ministerio de Vivienda y

Urbanismo de Chile.

ACI 330.2R-17

• Método de diseño Oficializado en el ACI

330.2R-17 para el diseño y construcción

de pavimentos industriales

Proyectos TCP®

Tipo de proyecto

Seguimiento con

www.tcpavements.cl/esp/proyectos

Pavimentos Construidos con tecnología TCP®

Metros Cuadrados Construidos

6.000.000

2.000.000

5.000.000

1.500.000

4.000.000

1.000.000

3.000.000

2.000.000

500.000

1.000.000

-

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

TCP Hormigoneras Perú Colombia EEUU y Canada México Ecuador Costa Rica RCR Acumulado

-

Proyectos MOP Chile

Proyectos Ejecutados Año Superficie (m2) Espesor (cm) Fibra Tránsito (EE)

Ruta 9 Cerro Castillo 2009 3.500 12 Sí 2.000.000

Mejoramiento Integral Ruta 60-CH, Sector 5, Región de Valparaíso 2010 3.500 14 Sí 20.000.000

Mejoramiento Ruta 7, Etapa II, Sector Bifuración mina el toqui – puente la zaranda, Comuna de Aysén, Región de Aysén 2011 7.000 11 Sí 3.000.000

Reposición pavimento Ruta M-50, Cauquenes - Chanco, Sector Tutuven – Chanco D, Región del Maule 2012 97.450 17 No 8.000.000

Conservación periódica de camino Colina-Ruta 57 Rol G-17 Km 30 AL 36,3 comuna de Colina Provincia de Chacabuco. 2012 6.138 18 Sí 3.000.000

Mejoramiento Ruta 257 CH, Sector Cerro Sombrero-Onaissin Tramo Km 0,00 al Km 15,30 Provincia Tierra del Fuego 2012 114.286 14 Sí 15.000.000

Conservación Red Comunal "Camino Mahuidanche - Misión Inglesa convenio Quepe Pelales, Región de la Araucanía" 2012 3.600 9 Sí 300.000

Reposición Pavimento Ruta G-78, Sector El Monte-Paico-Melipilla, DM 17.100-DM 34.820, Región Metropolitana 2012 3.500 12 Sí 1.500.000

Reposición Ruta 5, Sector Colonia Yungay - Quellón, Región de los Lagos 2013 148.800 18 No 25.000.000

Reposición Ruta 5 Dm. 1.214,237-DM. 1.239,367 Sector Tara - Compu, Región de los Lagos 2013 175.000 18 No 25.000.000

Conservación de la Red Vial Básica, Conservación Camino Básico Intermedio Camino G-84, provincia de San Antonio 2013 3.500 10 Sí 500.000

Mejoramiento Ruta 257 CH III, Sector Cerro Sombrero-Onaissin Tramo KM 15,30 al KM 58,80 Provincia Tierra del Fuego 2014 304.500 14 Sí 15.000.000

La Alameda, Plaza de la Ciudadanía 2014 5.000 19 Sí 100.000.000

Mejoramiento Camino X-730, Cruce Ruta 7 - Bahía Murta; Tramo: KM 0,00 a KM 4,426; Comuna de Río Ibanez, Región de Aysén 2015 30.982 10 Sí 382.000

Reposición Ruta 60-CH, Sector Camino La Pólvora, Cruce Ruta 68 - Acceso Sur a Valparaíso, Región de Valparaíso 2016 213.453 23 Sí 189.000.000

Ruta P-46, Sara de Lebu-Pangue, Región del Biobío 2016 3.000 8 Sí 157.000

Reposición Ruta 5, Sector Los Marios - Agua Verde, Región de Antofagasta 2017 6.300 18 No 35.000.000

Adm. Directa Bío Bío Cuesta el Colo, Región del Biobío 2017 2.450 8 Sí 200.000

Adm. Directa Bío Bío Cuesta Balseadero, Región del Biobío 2017 1.800 8 Sí 200.000

Cuesta 1 Torres del Paine, Acceso Sarmiento, Región de Magallanes 2018 1.700 8 Sí 50.000

Cuesta 2 Torres del Paine, Acceso Sarmiento, Región de Magallanes 2018 1.800 8 Sí 50.000

Adm. Directa Aysén Camino a Lago Pollux, Región de Aysén 2019 18.000 8 Sí 200.000

Ruta 0-298 Comuna de Tomé, Región del Bío Bío 2019 2.588 8 Sí 200.000

Ruta 7 Cerro Castillo - Laguna Verde 2019 94.950 12 Sí 1.000.000

En construcción Año Superficie (m2) Espesor (cm) Fibra Tránsito (EE)

Ruta 201-CH Coñaripe Pellaifa 2019 32.500 15 Sí 5.000.000

Ruta 201-CH Pellaifa Liquiñe 2019 6.744 15 Sí 5.000.000

Reposición pavimento Ruta M-50 Cauquenes - Chanco III 2019 133.840 19 No 20.000.000

Por Construir Año Superficie (m2) Espesor (cm) Fibra Tránsito (EE)

Ruta 7 Laguna Verde-Alcantarilla Cascada 2020 154.000 13 Sí 1.000.000

Construcción Variante Sur Coyhaique – El Blanco 2020 36.842 19 No 20.000.000

MEJORAMIENTO RUTA Y-71 PORVENIR ONAISSIN, TRAMO 1 2020 17.661 13 Sí 4.900.000

Mejoramiento Ruta B-241, Eje Licancabur, Pasada Urbana San Pedro de Atacama 2020 12.000 12 Sí 1.500.000

G-78 Melipilla Leyda 2020 57.930 20 No 26.000.000

Global Valle Nevado 2020 28.000 12 Sí 2.000.000

Ruta 5 ByPass de Castro 2020 130.000 17 Sí 12.500.000

Ruta 265-CH Chile Chico Bahía Jara 2021 36.000 13 Sí 450.000

Camino Basico por Conservacion, Ruta B-385 S, Baquedano - Acceso Lomas Bayas, Antofagasta 2021 3.150 18 No 35.000.000

Ruta W.287 Pid-Pid Alto Muro 2020 720 12 Sí 1.000.000

Ruta 60 Ch Camino La Pólvora, Chile

Espesor

23 cm (9 in)

Tráfico

189,000,000 ESALs

Año de construcción

2016

1 MPa (Residual Strengh)

Synthetic fibers

https://www.youtube.com/watch?v=It-2vbBQokQ&t=19s



• Traffic: 189,000,000 ESALs

• Concrete MOR: 5 MPa

• Residual Strength: 1 MPa (synthetic fibers)

• Joint Spacing: 175 cm (5.7 ft)

• Ec: 4,205,000 psi

• CTE: 5.5 e-06 in/in/°F

• Eac: 145,000 psi

• Subgrade K: 100 pci

• Remanent asphalt thickness: 6 cm (2.3 in)




Longitud (Km) 30

Ancho Calzada (m) 14

420.000 m2

Proyecto Asfalto Hormigón Tradicional Hormigon TCP

Unidad

Espesor TOTAL Espesor TOTAL Espesor TOTAL

HCV con Fibra m3 USD -

USD -

0,21 USD 11.459.418

HCV m3 USD - 0,33 USD 15.928.657

USD 0

Asfalto Carpeta de rodado m 3 0,07 USD 4.704.000

USD -

USD 0

Asfalto 2 Categoria (2 capas) m 3 0,14 USD 8.232.000

USD -

USD 0

Remoción material m 3 0,81 USD 3.300.448 0,15 USD 611.194

USD 0

Sub-Base estabilizada CBR 40% m 3 0,45 USD 3.969.000

USD -

USD 0

Base estabilizada CBR 60% m 3 USD - 0,15 USD 1.638.000

USD 0

Base estabilizada CBR 80% m 3 0,15 USD 1.827.000

USD -

USD 0

Imprimacion m 2 1 USD 420.000

USD -

USD 0

Riego Liga m 2 2 USD 840.000

USD -

USD 0

Colocacion H° m2 USD -

1 USD 3.360.000

1 USD 3.360.000

Membrana de curado m 2 USD -

1 USD 336.000

1 USD 336.000

Geotextil m 2 USD -

1 USD 336.000

1 USD 336.000

Corte Hormigon m USD - 0,28 USD 70.560

0,85 USD 214.200

Royalty TCP Patente m 2 USD -

1 USD 756.000

Total solucion en

Asfalto

USD 23.292.448

Total Hormigón

Tradicional

USD 22.280.411 Total TCP USD 16.461.618

Costo KM USD 776.415 Costo KM USD 742.680 Costo KM USD 548.721

Costs

Savings

Savings (compared with Asphalt) USD 6.830.830 41%

Savings (compared with traditional concrete pavement) USD 5.818.793 35%



Espesor

23 cm (9 in)

Tráfico

189,000,000 ESALs


2016



Synthetic fibers

2 years later


Espesor

23 cm (9 in)

Tráfico

189,000,000 ESALs


2016



Synthetic fibers

3 years later


Espesor

23 cm (9 in)

Tráfico

189,000,000 ESALs


2016



Synthetic fibers

3 years later

Ruta M-50 Cauquenes – Chanco I


Data:

• 8.000.000 ESALs

• Overloaded wood

traffic

• Lanes: 2

• Lane width: 3,5m

• Precipitation: 690

mm/year


7% Savings


Data:

• 8.000.000 ESALs

• Overloaded wood

traffic

• Lanes: 2



mm/year


Data:

• 8.000.000 ESALs

• Overloaded wood

traffic

• Lanes: 2



mm/year


Espesor

17 cm

Tráfico

8.000.000 EE


2012

Length: 14 km

Traffic and rain


Espesor

17 cm

Tráfico

8.000.000 EE


2012

Length: 14 km

1 year later


Espesor

17 cm

Tráfico

8.000.000 EE


2012

Length: 14 km

3 years later


Espesor

17 cm

Tráfico

8.000.000 EE


2012

Length: 14 km

4 years later


Espesor

17 cm

Tráfico

8.000.000 EE


2012

Length: 14 km

7 years later

Ruta 7 Carretera Austral “El Toqui”, Chile

Espesor

11 cm con Fibra

Tráfico

3.000.000 EE


2011

Proyecto MOP, con

diferentes tipos de

fibra por tramos

Ruta 5 Tara – Compu, Chile

Espesor

18 cm

Tráfico

25.000.000 EE


2015

Proyecto MOP con

longitud de 25 km en

la Isla de Chiloé

Ruta 257 Ch Cerro Sombrero – Onaissin, Chile

Espesor

14 cm con Fibra

Tráfico

15.000.000


2012

Proyecto MOP en

zona heladiza, con

longitud de 42 km

Ruta 7 Carretera Austral “El Toqui”, Chile

Espesor

11 cm con Fibra

Tráfico

3.000.000 EE


2011

Proyecto MOP, con

diferentes tipos de

fibra por tramos

Ruta 5 Quellón – Colonia Yungay

Espesor

18 cm

Tráfico

25.000.000 EE


2014

2100 mm de lluvia

anual

Ruta 9 Cerro Castillo

Espesor

12 cm con Fibra

Tráfico

500.000 EE


2009

2100 mm de lluvia

anual

Ruta 5 Tara – Compu, Chile

Espesor

18 cm

Tráfico

25.000.000 EE


2015

Proyecto MOP con

longitud de 25 km en

la Isla de Chiloé

Ruta 5 Los Marios – Agua Verde, Chile

Espesor

18 cm

Tráfico

35.000.000 EE


2017

Proyecto MOP

realizado en la

segunda región, norte

de Chile

Sodimac Distribution Center, Lo Espejo

Espesor

14 cm

Tráfico

10.000.000 EE


2008

10 years later

CD Walmart Puerto Seco, Lo Aguirre

Espesor

15 cm

Tráfico

10.000.000 EE


2011

96.000 m2

pavimentados

Sohnen Tijuana, México

Espesor

15 cm con fibra

Tráfico

5.000.000 EE


2017

Primer proyecto TCP

en México

Planta Industrial Fazenda, Colombia

Espesor

12 cm con fibra

Tráfico

261.000 EE


2017

Pavimento sobre una

subrasante mejorada

con tecnología

PROES®

Pavimentos Ultra-delgados (U-TCP)

Solución alternativa al doble tratamiento asfáltico en caminos

transversales de bajo tránsito existentes con carpetas granulares.

8-12 cm de hormigón con fibra

Plataforma existente, sin base

Pavimentos Ultra-delgados (U-TCP)

Pavimentos U-TCP

Características

• Extensión de la tecnología TCP

• Consideran el uso de fibras estructurales

• Tráficos menores a 1 mm EE

• Se colocan sobra la plataforma existente

• Tienen una vida post-agrietamiento superior a alternativas

utilizadas

• Aplicación en caminos de bajo transito, básicos- básicos

intermedios y Aplicación en pasajes de ciudad

Mahuidanche – Misión Inglesa

• FRC: 8 cm

• Residual Strength: 1 MPa

• Subgrade CBR 10%

• Traffic: 50,000 ESALs

Mahuidanche – Misión Inglesa

• FRC: 8 cm

• Residual Strength: 1 MPa

• Subgrade CBR 10%

• Traffic: 50,000 ESALs

Mahuidanche – Misión Inglesa (before)

Espesor

8 cm (3.1 in)

Tráfico

50,000 ESALs


2012

https://www.youtube.com/watch?v=3JEQRtej0BM

Mahuidanche – Misión Inglesa (after)

Espesor

8 cm (3.1 in)

Tráfico

50,000 ESALs


2012

Placed directly over

the existing granular

road



Espesor

8 cm (3.1 in)

Tráfico

50,000 ESALs


2012



road



Espesor

8 cm (3.1 in)

Tráfico

50,000 ESALs


2012


6 years later



road

Sara de Lebu – Pangue (después)

Espesor

8 cm con fibra

Tráfico

50.000 EE


2015

Proyecto U-TCP,

colocado sin base

directamente sobre

camino granular

Cuesta Balsadero San Rosendo

Espesor

8 cm con Fibra

Tráfico

50.000 EE


2017

Proyecto U-TCP,

colocado, sin base,

construido por

administración

directa MOP

Torres del Paine – Acceso Sarmiento

Espesor

8 cm con Fibra

Tráfico

50.000 EE


2018

Proyecto U-TCP,

colocado sin base

directamente sobre

camino granular

https://www.youtube.com/watch?v=O8VlP9NnHsY

Camino a Lago Pollux, Coyhaique

Espesor

10 cm con Fibra

Tráfico

200.000 EE


2019

Ejecutado Vía

Administración

Directa MOP

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