Scielo RSS <![CDATA[Revista ingeniería de construcción]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-507320170001&lang=es vol. 32 num. 1 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[<strong>Estimación del potencial de rollover de vehículos pesados usando principios de confiabilidad</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000100001&lng=es&nrm=iso&tlng=es El rollover (volcamiento) se define como la pérdida brusca de la trayectoria del centro de gravedad de un vehículo en movimiento. En curvas horizontales, corresponde al volcamiento por descompensación de la aceleración lateral. La posibilidad de que ocurra este volcamiento se puede estimar mediante el estudio del potencial de rollover estático, el cual se estima usando umbrales de aceleración lateral que, al ser superados, llevan al vehículo a experimentar rollover. Estos modelos consideran la geometría del vehículo, del camino y la velocidad de operación y en algunos casos el sistema de amortiguación del vehículo. Este enfoque es adecuado para analizar el potencial de rollover vehículo a vehículo, pero resulta poco práctico para analizar flotas de vehículos que circulan a una velocidad de operación que sigue una distribución de probabilidades según las condiciones geométricas de entorno y tipo de vehículo. En este trabajo se analiza el fenómeno de rollover mediante un enfoque probabilístico basado en la teoría de la confiabilidad. A partir de este enfoque, es posible estimar la probabilidad de que ocurra rollover considerando variables aleatorias. Se utilizó el método de análisis de confiabilidad de primer orden de Hasofer-Lind para estimar la probabilidad de ocurrencia de rollover, en función de la geometría, tipo de vehículo y la velocidad de operación de entrada a curvas horizontales. Se discuten tres modelos de cálculo de rollover, y se presentan los conceptos de la teoría de la confiabilidad empleados. Se describe la construcción de las funciones de estado límite, el diseño experimental, los datos de entrada, y la curvas de probabilidad de falla para 4 tipos de vehículo y 3 velocidades de entrada. Se concluyó que no resulta aconsejable utilizar radios de curvas horizontales menores a 170 m toda vez que los vehículos pesados exhiben una probabilidad no nula de experimentar rollover.<hr/>Rollover is defined as a moving vehicle’s abrupt loss of the trajectory of the center of gravity. In horizontal curves, it refers to overturning by an unbalance of the lateral acceleration. The likelihood that this turnover occurs can be estimated by studying the static rollover potential, which is calculated with lateral acceleration thresholds that, when being exceeded, make the vehicle to suffer a rollover. These models consider the geometry of the vehicle, the road and operating speed, and sometimes the vehicle’s suspension system. This approach is suitable for analyzing the rollover potential of individual vehicles, but it is not very practical when analyzing vehicle fleets driving at operating speeds that follow a probability distribution according to the geometrical conditions of the environment and the type of vehicle. This work analyzes the rollover phenomenon through a probabilistic approach based on the reliability theory, which allows estimating the rollover risk considering random variables. It applies the Hasofer-Lind First-Order Reliability Method to calculate the rollover probability, based on the geometry, type of vehicle, and operating speed when taking horizontal curves. Additionally, it discusses three rollover calculation methods and presents the reliability theory concepts used herein. This paper describes the construction of limit state functions, experimental design, input data, and the failure probability curves for 4 types of vehicle and 3 input speeds. It was concluded that it is not recommendable to use a horizontal curve radius of less than 170 m, especially because heavy vehicles run the risk of suffering rollover. <![CDATA[Evaluación de rigidez Marshall, tracción indirecta y módulo resiliente en mezclas asfálticas con RAP y escoria de cobre]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000100002&lng=es&nrm=iso&tlng=es Las mezclas asfálticas con RAP (pavimento asfaltico reciclado) tienen muchas ventajas relacionadas a la reutilización de este material. Pero sin el adecuado tratamiento, estas mezclas tienen asociados problemas de durabilidad debido a la perdida de propiedades que sufre este material con el paso del tiempo. La utilización de escorias de cobre puede ayudar a solventar parte de estos problemas gracias sus propiedades físicas-químicas, como la elevada angulosidad, el contenido de cal en su composición y su bajo contenido en sílice, aportando fricción y adhesividad elevada. A su vez, también se reduce el volumen de escorias de cobre acopiadas y la lixiviación asociada a éstas. Este trabajo muestra los resultados obtenidos en mezclas asfálticas con porcentajes de RAP de 0 a 40% combinados con porcentajes de escoria de cobre del 0 al 35%. Se realizaron 16 combinaciones de materiales con las que se elaboraron probetas Marshall para su análisis mediante ensayos de estabilidad y fluencia, tracción indirecta y módulo resiliente por compresión diametral. La utilización de escorias de cobre provoca una mejora en el comportamiento de mezclas asfálticas con RAP. Con cantidades de escorias de cobre del 15% en volumen, los valores de estabilidad y fluencia se estabilizan, mejorando el índice de rigidez Marshall. También se mejoran los valores de tracción indirecta y módulo resiliente para porcentajes de RAP mayores al 20%, especialmente en mezclas con porcentajes altos de RAP (40%). Estos resultados ayudan a potenciar la utilización de RAP en aplicaciones que requieran parámetros más exigentes.<hr/>Asphalt mixes with Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) offer many advantages when reusing this material. But without the adequate treatment, these mixtures present durability problems due to the material’s loss of properties over time. The use of copper slag can reduce these problems through its physical-chemical properties, such as highly angular characteristics, lime content in its composition and low silica content, while contributing with friction and strong adhesive characteristics. On the other hand, the amount of copper slag stockpiles and their associated lixiviation are also reduced. This work presents the results obtained in asphalt mixes with RAP percentages from 0 to 40%, combined with copper slag percentages ranging from 0 to 35%. Sixteen (16) combinations of materials were used to prepare Marshall specimens in order to carry out stability and flow tests, indirect tensile strength tests and resilient modulus by diametral compression. The use of copper slag improves the performance of asphalt mixes with RAP. With 15% copper slag amounts by mass, the stability and flow values are stabilized, thereby improving the Marshall stiffness index. The values for indirect tensile strength and resilient modulus with RAP percentages over 20% are also improved, especially in mixtures with high RAP percentage (40%). These results favor the use of RAP in applications that require more demanding parameters. <![CDATA[<strong>Zonificación superpave para Chile</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000100003&lng=es&nrm=iso&tlng=es En Chile la selección de ligantes asfálticos se realiza por especificaciones tradicionales. Aunque aún no se implementa la especificación Superpave, se consideró importante realizar una zonificación del territorio chileno según esta metodología. Para esto se utilizó información de 94 estaciones climáticas de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC) y de la Dirección General de Aguas (DGA), las que cuentan con información confiable para un mínimo de 20 años. Los datos meteorológicos, en conjunto con la clasificación climática de Köppen para Chile y la topografía de nuestro territorio, fueron utilizados para definir de manera aproximada las zonas donde es apropiado el uso de cada tipo de ligante asfáltico. Los resultados de la zonificación indican que la mayor parte de nuestro territorio puede cubrirse con tres tipos de ligantes asfálticos: en la zona norte y en el sur del país es recomendable utilizar un PG58-28; para la zona centro se requiere un PG64-22; finalmente para la Patagonia y alta montaña se necesita un PG52-34. Existe una pequeña zona precordillerana en la novena región donde, de acuerdo a la información climática disponible y la metodología utilizada, se requeriría un PG64-34. Las clasificaciones PG64-22, PG58-28 y PG52-34 corresponden a ligantes tradicionales y fueron zonificados para condiciones de circulación de alta velocidad y volúmenes de tránsito moderado.<hr/>In Chile, the selection of asphalt binders is based on traditional specifications. Although the Superpave specification has not been implemented yet, it was consider important to make a zoning process of the Chilean territory according to this methodology. This activity relied on the information of 94 weather stations of the Chilean Meteorological Service (DMC in Spanish) and Chile’s Water Department (DGA in Spanish), which have reliable data for a minimum of 20 years. Weather data, together with the Köppen climate classification for Chile and the topography of our territory, were used to define approximate zones where the use of each type of asphalt binder is appropriate. Zoning data indicate that most of our territory can be covered by three types of asphalt binders: for the northern and southern regions the use of PG 58-28 is recommended; the central region requires PG 64-22; and finally, the Patagonia and high mountain zones need PG 52-34. In the IX Region, there is a small area in the Andean foothills, where PG 64-34 is required, according to the available climate information and the methodology applied. Classifications PG 64-22, PG 58-28 and PG 52-34 are traditional binders, which were zoned for high-speed traffic conditions and moderate traffic volume. <![CDATA[<strong>Modelo de deformación permanente para la evaluación de la condición del pavimento</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000100004&lng=es&nrm=iso&tlng=es El desarrollo de deformaciones plásticas en pavimentos flexibles ha sido un tópico de investigación desde hace varias décadas. Actualmente se cuenta con modelos que permiten predecir este tipo de falla, siendo una práctica común considerarlos en el diseño estructural de pavimentos. Sin embargo, las variables requeridas para dicha predicción son complejas o difíciles de obtener en campo, lo que hace que su aplicación en el proceso de auscultación no sea sencilla. La medición de deflexiones es una técnica de evaluación estructural de pavimentos flexibles cuyo valor puede considerar la competencia del conjunto pavimento. Esta investigación busca correlacionar los datos de deflexiones en la superficie del pavimento con las deformaciones plásticas probables en el tiempo y usar esta predicción para estimar la vida remanente del pavimento usando como criterio el ahuellamiento máximo permisible. Se utilizaron datos adquiridos en 4 pistas distintas ensayadas a escala real por el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica. El modelo propuesto logra predecir el ahuellamiento futuro usando como insumo el espesor de la estructura de pavimento, la deflexión superficial medida a 40kN de carga, y la repetición de ejes equivalentes, logrando una bondad de ajuste alta. Con la estimación del nivel de ahuellamiento se espera que las políticas de mantenimiento y rehabilitación propias de un sistema de administración de pavimentos sean calibradas y aplicadas a su debido tiempo.<hr/>For many decades, studies have addressed the development of plastic strains in flexible pavements. Currently, there are models available that allow predicting this type of failure, and it is a common practice to include them in the structural design of pavements. However, variables required for this prediction are complex and difficult to obtain on site; therefore, they are not easy to apply in the diagnostic process. The measurement of deflections is a structural evaluation method for flexible pavements, whose value may include the competence of the pavement as a whole. This research seeks to correlate deflection data on the pavement’s surface with probable plastic strains over time, and to use this prediction to calculate the pavement’s remaining service life, with the criterion of maximum rutting allowed. Real-scale data from 4 different lanes were tested by the National Laboratory of Materials and Structural Models of the University of Costa Rica. The proposed model was able to predict future rutting using as input the thickness of the pavement structure, the surface deflection measured at loads of 40 kN, and the equivalent axle repetition; a high goodness of fit was achieved. The rut level estimate should help maintenance and rehabilitation policies of the road management system to be assessed and applied at the right time. <![CDATA[Conceptos para la modelación de sistemas de gestión de activos viales usando simulación basada en agentes]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Los sistemas adaptativos complejos y emergentes plantean desafíos de modelación que no siempre pueden enfrentarse mediante modelación matemática. La simulación basada en agentes es una técnica de simulación de sistemas socio-técnicos que permite modelar las interacciones entre agentes, ofreciendo una alternativa emergente al desarrollo de sistemas de gestión de infraestructura vial. La gestión de infraestructura vial es un sistema socio-técnico con rasgos de sistema abierto y adaptativo, puesto que existe interacción entre agentes (estado, privados y publico), necesita incluir la variabilidad a través de la inclusión de los riesgos, y genera externalidades que modifican las condiciones iniciales sobre las cuales opera el sistema. Este trabajo se discute la técnica de simulación basada en agentes y cómo esta se incorpora en el diseño de sistemas de gestión de activos viales. Se plantea un modelo genérico para la gestión de infraestructura vial, en base a la escasa literatura que existe sobre el tema, para posteriormente caracterizar los tipos de agentes involucrados. Se discute también un esquema para incluir los riesgos en la gestión de activos viales bajo el enfoque de simulación basada en agentes. Se concluyó que este enfoque de modelación permite incorporar el efecto de las decisiones de los agentes sobre la planificación del mantenimiento y a la vez que posee la suficiente flexibilidad para incorporar otros efectos tales como la incertidumbre y el riesgo, tomando como base que un sistema de gestión de activos es un sistema abierto de carácter socio-técnico más que un sistema cerrado mecanicista.<hr/>Complex emergent and adaptive systems raise modeling challenges that cannot always be faced through mathematical modeling. The agent-based simulation is a simulation technique of socio-technical systems that allows modeling the interactions among agents, thereby offering an emergent alternative to the development of road infrastructure management systems. Road infrastructure management is a socio-technical system similar to open and adaptive systems, because there is interaction among the agents (state, private and public); it needs to consider the variability through the risk inclusion and it induces externalities that modify the system’s initial conditions. This paper discusses the agent-based simulation and how it can be used for designing road asset management systems. Therefore, a generic model is proposed, based on the existing literature, in order to characterize the types of agents involved. A plan is also discussed to include the risks in the infrastructure asset management under the agent-based simulation system. It was concluded that this modeling approach allows incorporating the effect of the agents’ decisions on maintenance planning, and the same time it has enough flexibility to include other effects, such as uncertainty and risk, considering that an asset management system is an open socio-technical system and not necessarily a closed mechanistic system. <![CDATA[<strong>Estudio de mezclas asfálticas templadas con emulsión super-estabilizada</strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-50732017000100006&lng=es&nrm=iso&tlng=es La reducción de las temperaturas de producción de las mezclas asfálticas, presenta en la actualidad uno de los desafíos más importantes en la ingeniería de caminos. El presente artículo estudia una de las últimas tecnologías para la fabricación de mezclas asfálticas templadas/warm mix asphalt denominada emulsión super-estabilizada. Se estudió la aplicabilidad de los procedimientos de mezclado y compactación de mezclas asfálticas en caliente a este tipo de mezclas templadas. También se compararon propiedades físicas y mecánicas de las mezclas con emulsión super-estabilizada versus mezclas asfálticas en caliente. Se determinó que el método de fabricación más apropiado para estas mezclas templadas es aquel que considera el uso del compactador giratorio. Las propiedades de las mezclas templadas fueron diferentes a las de las mezclas en caliente, sin embargo dentro de rangos adecuados.<hr/>Reducing the temperatures in the production of asphalt mixes is currently one the most important challenges in the field of road engineering. This paper studies one the latest technologies applied in the manufacture of warm mix asphalt, called super stabilized emulsion. The application of mixing and compacting procedures for hot mix asphalt to this type of warm mixes, was studied. Additionally, physical and mechanical properties of the mixes with super stabilized emulsion were compared with hot mix asphalt. It was concluded that the most appropriate manufacturing method for these warm mixes includes the use of a gyratory compactor. The properties of warm mixes were different than those of hot mixes, however, they were within adequate ranges.