Resumen ejecutivo
Las carreteras estatales de Victoria se están deteriorando. El tramo 37% de la red vial estatal, que abarca 23 000 km, se encuentra en muy mal estado y requerirá rehabilitación de forma inminente. La selección de modelos de diseño de rehabilitación adecuados será fundamental para revertir el deterioro de la red.
Este artículo modela tres arquetipos simplificados de diseño de rehabilitación de pavimentos y evalúa su idoneidad para el contexto victoriano. La primera opción, restablecer una base granular no ligada, no es muy rentable y perpetuará la susceptibilidad de la red a los baches. La segunda opción, estabilización cementicia Con una capa granular, se mejora la vida útil teórica (capacidad de tráfico), pero aumenta el riesgo de baches. La tercera opción, la estabilización cementicia mejorada con el aditivo Renolith 2.0, reduce drásticamente tanto los costos del ciclo de vida como el riesgo de baches.
Introducción
Una auditoría realizada en 2026 por la Oficina del Auditor General de Victoria (VAGO) reveló que las carreteras estatales de Victoria se estaban deteriorando, con 37% de los 23 000 km de carreteras del estado en muy mal estado según el indicador de "vida útil restante" en 2024. [1] Una calificación de muy mal estado significa que la carretera tiene menos de 5 años de vida útil restante. Por lo tanto, aproximadamente 8500 km de pavimentos de carreteras alcanzarán el final de su vida útil nominal para 2029. Esto implica que se requerirá una parte sustancial de obras de renovación de capital, o que se interrumpirán los niveles de servicio.
Este artículo presenta tres arquetipos simplificados de diseño para la rehabilitación de pavimentos y evalúa su idoneidad para el contexto victoriano.
Arquetipos de pavimentos viales
Cada pavimento de carretera es diferente, dependiendo de varios factores específicos del proyecto, como la geomorfología, el clima, el tráfico, los materiales locales, las limitaciones de costos y las preferencias del diseñador. Austroads AGPT04 [2] notas:
Los pavimentos granulares no ligados con finas capas de asfalto constituyen la mayor parte de la red de carreteras rurales, incluidas las carreteras nacionales.
Figura 1: Pavimento granular sin ligante con una fina capa de asfalto (de Austroads)
La auditoría VAGO [1] señala que las carreteras estatales transportan la mayor parte del tráfico y los vehículos de carga de Victoria, y 82% de las carreteras estatales se encuentran en la región de Victoria.
Software de diseño y análisis de pavimentos Austroads AustPADS permite a los usuarios realizar análisis mecanicistas avanzados de la respuesta a la carga de los pavimentos de carreteras. Vídeo de introducción a AustPADS Muestra un ejemplo práctico de diseño de un pavimento granular no ligado con una fina capa de asfalto (el ejemplo comienza en el minuto 37).
Figura 2: Ejemplo de diseño de AustPADS: pavimento granular sin ligante con finas capas de revestimiento bituminoso.
El modelo AustPADS simula un pavimento de roca triturada de 475 mm sobre una subrasante CBR5. Este diseño se adoptará como pavimento de referencia, ya que representa de forma general un pavimento típico de las carreteras estatales de Victoria.
El análisis considerará un escenario en el que el pavimento original ha llegado al final de su vida útil y se requiere rehabilitación. Se considerarán tres opciones de rehabilitación:
- Restablecer el diseño original
- Subbase estabilizada de 150 mm con una capa granular de 150 mm (también conocido como pavimento invertido).
- Base estabilizada de 300 mm con tecnología Renolith, sin revestimiento (también conocida como Nanoengineered).
Figura 3: Opciones de rehabilitación – Estructura del pavimento
Las opciones de diseño se evalúan sujetas a las siguientes suposiciones y simplificaciones:
- Se restablecerán los sellos de pulverización no estructurales para todos los diseños.
- Los niveles de la superficie no cambian (por ejemplo, se alinean con el bordillo y la cuneta existentes, si procede).
- Únicamente los 300 mm superiores del pavimento están degradados hasta el punto de requerir rehabilitación.
- Las cargas de diseño y el tráfico se mantienen constantes a lo largo del tiempo.
- Según el tutorial de AustPADS, la carga de diseño adopta un diseño de eje estándar. La relación de ejes estándar equivalentes (ESA) a grupos de ejes de vehículos pesados (HVAG) es de 0,7.
- El material granular es roca triturada estándar normal, con valores presuntivos según Austroads AGPT02-25 [3] sección 6.2.3.
- Las capas cementadas son materiales institucionales unidos con un aglutinante cementicio de ~3%.
Sin incluir la capa de desgaste, la huella de materiales de cada opción se muestra a continuación.
Cifra 4Comparación de opciones de rehabilitación: huella de materiales
Opción 1: Restablecer el diseño original
Este diseño requiere excavar 300 mm de material degradado y reemplazarlo con roca triturada nueva.
El módulo vertical máximo es de 350 MPa según Austroads AGPT02-25 [3] tabla 6.3. La función de subcapas de AustPADS se utiliza para calcular los módulos de las subcapas.
La vida útil del pavimento calculada por AustPADS es de 5,95e6 ESA.
Figura 5: Opción de rehabilitación 1 – Restablecer el diseño original – Resultados de AustPADS
Opción 2: Pavimento al revés
Este diseño requiere excavar 150 mm de material degradado y luego estabilizar con cemento otros 150 mm de material in situ. La capa cementada se cubre con una capa de 150 mm de roca triturada nueva para reparar las fisuras por reflexión.
Los módulos presuntivos se adoptan para cada capa según Austroads AGPT02-25 [3] de la siguiente manera:
- Recubrimiento granular de 150 mm: 350 MPa por tabla 6.3.
- 150 mm cementados: 3000 MPa por tabla 6.7
- Granular residual de 175 mm: 150 MPa según tabla 6.4
La vida útil del pavimento calculada por AustPADS es de 3,25e8 ESA.
Figura 6: Opción de rehabilitación 2 – Pavimento invertido – Resultados de AustPADS
Aunque son comunes en Victoria, los pavimentos "invertidos" no son universalmente aceptados porque la humedad puede quedar atrapada en la capa base no ligada. Esto puede agravar el riesgo de defectos relacionados con el agua, como baches. Por ejemplo, TfNSW TS 10801 Suplemento a la Guía de Austroads sobre Tecnología de Pavimentos, Parte 5: Evaluación y Diseño de Tratamientos de Pavimentos [4] afirma:
7.5.3 Superposición granular
Evite colocar un pavimento granular sobre una capa aglomerada que forme parte del pavimento. Si bien el material granular puede estar diseñado para cubrir las fisuras por reflexión de la capa aglomerada, el resultado es un pavimento invertido. Un pavimento invertido se considera un tratamiento de alto riesgo en climas moderados a húmedos.
Opción 3: Nanoingeniería
Este diseño estabiliza 300 mm de material in situ con un aglutinante cementoso y un aditivo 'Renolith 2.0'.
‘'Renolith 2.0' es una mezcla de nanomateriales y polímeros en agua. En el contexto de este diseño, se presume que mejora el material cementado de la siguiente manera:
- Evita el agrietamiento por retracción, por lo que no es necesario un recubrimiento granular para cubrir el agrietamiento por reflexión. Ver https://renolith.com.au/crack-free-roads/
- Reduce la permeabilidad y aumenta la resistencia a la saturación, por lo que la capa base es altamente resistente a los daños relacionados con el agua, como los baches, incluso si se descuida el mantenimiento del sellado por aspersión. Ver https://renolith.com.au/kryptonite-for-roads/ y https://renolith.com.au/resilient-roads/
- Incrementar la resistencia a la flexión en 20% (hasta 1,2 MPa) y el módulo elástico en 20% (hasta 3600 MPa), lo cual se considera conservador. Ver https://renolith.com.au/crack-free-roads/
La vida útil del pavimento calculada por AustPADS es de 5,14e10 ESA.
Figura 7: Opción de rehabilitación 3 – Base nanoingenierizada – Resultados de AustPADS
Notas de la sección 2.2.3 de Austroads AGPT02-25 [3]:
El uso de bases cementadas de alta cohesión con revestimientos de sellado proyectado se asocia más comúnmente con la rehabilitación de pavimentos granulares que con obras nuevas. Con excepción de los pavimentos temporales, este tipo de pavimento rara vez se utiliza en obras nuevas debido a importantes problemas de rendimiento relacionados con el agrietamiento por retracción.
El aditivo Renolith es altamente eficaz para prevenir problemas de agrietamiento en materiales cementados. Ver https://renolith.com.au/crack-free-roads/ Para obtener más información, consulte el extracto a continuación:
Figura 8: Modelo de prevención de fisuras de Renolith
Comparación
La tabla que aparece a continuación muestra una comparación de las tres opciones de rehabilitación.
Figura 9: Comparación de opciones de rehabilitación: vida útil, costo y riesgo de baches.
Se puede observar que:
- La estabilización convencional con recubrimiento granular (opción 2) produce una vida útil teórica mayor que la reinstauración del diseño original (opción 1). Sin embargo, aumenta el riesgo de baches. La red vial victoriana ya genera Más de 250.000 baches al año.. Los baches son un grave problema de seguridad.. Los riesgos se ven agravados por las lluvias torrenciales y la falta de inversión en intervenciones de mantenimiento como el sellado de superficies, dos situaciones que se han materializado recientemente en Victoria.
- El pavimento nanoestructurado (opción 3) supera significativamente a las alternativas en todos los aspectos. Los costos de rehabilitación son menores. El riesgo de baches es mínimo. La vida útil del pavimento aumenta considerablemente. La relación calidad-precio es superior.
Conclusión
Las carreteras estatales de Victoria se están deteriorando. De los 23 000 km de la red vial del estado, 371 TP3T se encuentran en muy mal estado. Una parte considerable de la red requiere rehabilitación de inmediato o de forma inminente.
Los diseños de rehabilitación convencionales no resolverán el problema. La estabilización cementicia mejorada con el aditivo Renolith 2.0 reduce drásticamente tanto los costos del ciclo de vida como el riesgo de baches. Este modelo de rehabilitación tiene un gran potencial para revertir el deterioro de las carreteras de Victoria.
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