Infraestructura Vial

Influence of design variables on the mechanical properties of a stabilized base with foamed asphalt

Resumen La construcción y conservación de nuevas carreteras requiere de muchos recursos tanto naturales como económicos, ya que el reciclado de materiales es una de las técnicas más utilizadas en la actualidad, por lo cual es importante conocer las propiedades mecánicas del tipo de aplicación a utilizar. El presente trabajo se enfoca en la evaluación de las propiedades mecánicas de una base estabilizada con asfalto espumado (reciclado en frio). El estudio analizó la influencia de dos variables de diseño como son el tipo de filler activo (cal y cemento portland) y el contenido de asfalto espumado (2.2 a 2.4%). Los parámetros utilizados en la evaluación fueron la resistencia a la tensión indirecta, el ángulo de fricción interna y cohesión (ensayo triaxial) y el módulo resiliente. Los resultados muestran que la inclusión de cal mejora las propiedades mecánicas de la base estabilizada. En lo referente a los parámetros mecánicos se observó que las mezclas estabilizadas con asfalto espumado presentan un aumento de su resistencia en comparación con una base granular tradicional, siendo la pérdida de cohesión el modo de falla de este tipo de estabilización.

Abstract The construction and conservation of new roads requires many natural and economic resources, so the recycling is one of the most used techniques currently, so it is important to understand the mechanical properties of the type of application to be used. The present paper focuses on the evaluation of the mechanical properties of a stabilized base with foamed asphalt (cold recycled). The study analyzed the influence of two design variables such as the type of active filler (lime and cement) and the content of foamed asphalt (2.2 to 2.4%). The parameters used in the evaluation were indirect tensile strength, friction angle and cohesion (triaxial test) and resilient modulus (MR). The results indicate that the addition of lime improves the mechanical properties of the stabilized base. Regarding mechanical parameters, it was observed that the stabilized mixtures with foamed asphalt show an increase in their resistance compared to a granular base, being the loss of cohesion the failure mode of this type of stabilization.

Environmental and socioeconomic criteria to prioritize investments in the road network of Costa Rica

Resumen Dada la ausencia de la implementación formal de un Sistema de Gestión de Pavimentos para la Red Vial Nacional Pavimentada de Costa Rica, no han existido procesos de planificación de largo plazo sobre la inversión en los pavimentos de esa red. La presente investigación busca demostrar, además de la factibilidad de realizar planes de inversión de largo plazo (20 años) en pavimentos flexibles, también la posibilidad de utilizar índices ambientales, económicos y sociales como criterios de priorización. Para la elaboración de planes de inversión, se estimó la condición del pavimento a través de un índice compuesto por la capacidad funcional y la capacidad estructural, en cada sección de control de la Red Vial Nacional. A cada una de estas secciones se le agregó información de tránsito, jerarquía de la ruta y otras características. Posteriormente, se estimó empleando como referencia los costos de la licitación pública 2014LN000018-0C00, el valor de cada una de las intervenciones según la ventana de operación en que se encuentre el pavimento. Utilizando la herramienta informática Woodstock, se emplearon técnicas de optimización lineal para realizar escenarios de inversión incorporando diferentes criterios de priorización. De esta forma se emplearon el Índice de Progreso Social, el Índice de Competitividad Cantonal y la emisión de CO2, como criterios para priorizar las inversiones en las diferentes secciones de control de la Red Vial Nacional Pavimentada de Costa Rica. Con los resultados, es posible confirmar la factibilidad de elaborar planes de inversión de largo plazo a partir de los insumos disponibles en Costa Rica. Además, se observa que los aumentos de presupuesto tienen un mayor efecto en la rapidez con la que se alcanza una mejor condición de los pavimentos que en la condición en sí. Asimismo, la reducción de emisiones de CO2 tendrá un impacto en la condición de la red pues las intervenciones de reconstrucción son las que requieren actividades de mayor emisión de contaminantes.

Abstract Given the absence of a formal implementation of a Pavement Management System for the National Paved Road Network of Costa Rica, there are no long-term planning processes of investments in the pavements. The research presented herein aims to demonstrate, in addition to the feasibility of perform long-term investment plans (20 years), that prioritization criteria on environmental, social and economical aspects can be included in the plan. For the preparation of investment plans, the condition of the pavement was estimated through an index composed of functional capacity and structural capacity in each section of the National Road Network. Each of these sections contains characteristics referring to traffic, route hierarchy and others. Subsequently, costs of maintenance techniques are estimated using contract 2014LN-000018-0C00. Through Woodstock software, linear optimization techniques were used to carry out investment scenarios incorporating different prioritization criteria. In this way, the Social Progress Index, the Cantonal Competitiveness Index and the CO2 emission are used as criteria to prioritize investments in the sections of the National Paved Road Network of Costa Rica. With the results, it is possible to confirm the feasibility of preparing longterm investment plans based on the inputs available in Costa Rica. In addition, it is observed that the budget increases have a greater effect on the lapse with which a better condition of the pavements is achieved than in the condition itself. Likewise, the reduction of CO2 emissions will have an impact on the condition of the network, since reconstruction interventions are those that require activities with a higher emission of pollutants.

Conceptualization of the digital image processing for the assessment of pavement surfaces in Costa Rica

Resumen La atención oportuna de un sistema de carreteras mediante actividades de mantenimiento rutinario, como la construcción de baches y el sellado de grietas, es una práctica reconocida por su buena relación costobeneficio, al evitar que el pavimento se deteriore aceleradamente por el efecto del clima y del tránsito, reduciendo la necesidad de realizar intervenciones mayores y costosas. Sin embargo, pese a que las actividades de mantenimiento rutinario pueden ser muy beneficiosas, en Costa Rica, identificar los puntos en carretera que requieren ser atendidos mediante este tipo de intervenciones es una labor que está sesgada al criterio de quien realiza la auscultación visual de deterioros, y dependiendo de la ruta que está siendo evaluada podría ser una actividad peligrosa en términos de seguridad vial y seguridad ciudadana si se consideran zonas de riesgo social. Ante este panorama, se requiere contar con procesos automatizados que permitan generar un inventario de necesidades de mantenimiento de una manera ágil, objetiva y segura. Para ello, actualmente existen diversas alternativas que permiten automatizar el recuento de necesidades de mantenimiento preventivo de una carretera, siendo el procesamiento digital de imágenes una de las más útiles para este fin. El procesamiento digital de imágenes permite, mediante el uso de algoritmos aplicados a un registro fotográfico de la carretera, definir criterios de intervención para las actividades de mantenimiento rutinario. Lo anterior, con el objetivo de identificar con mayor certeza los deterioros bajo cierto umbral de severidad presentes en una carretera. De este modo, el registro digital de imágenes podría considerarse como un insumo muy valioso para mejorar la eficiencia en cuanto a la inversión ejecutada en un determinado sistema de carreteras, sin olvidar que este tipo de herramientas constituyen un complemento que no debe reemplazar el criterio técnico de los profesionales a cargo de la gestión del sistema.

Abstract The timely attention of a road system through minor maintenance activities, such as potholes repair techniques and crack sealing, is a practice recognized for its good cost-benefit ratio, by preventing the pavement from an accelerated deterioration dueto the effect of climate and transit, reducing the need of major and expensive interventions. However, although minor maintenance activities can be very beneficial, in Costa Rica, identifying road segments that requirethesetypes of interventions is a work that could be biased to the criteriaof those who perform the visual auscultation of deteriorations, and depending on the route that is being evaluated, it could be a dangerous activity in terms of road safety. Given this scenario, it is necessary to have automated processes that allow generating an inventory of preventive maintenance needs in an agile, objective and safe manner. To do this, there are currently several alternatives that allow automating the count of preventive maintenance needs of a road, being digital image processing one of the most used. The digital image processing allows, by using algorithms applied to a road photographic record, to define intervention criteria for minor maintenance activities, in order toidentify with greater certainty the deteriorations under a certain threshold of severity present in a road. In this way, the digital image registry could be considered as a very valuable input to improve efficiency in terms of the investment made in a certain road system, without forgetting that this type of tools are a complement that should not replace the technical criteria of the professionals in charge of the road management system.

Surface roughness specifications context in costa rican rehabilitation projects

Resumen Para garantizar el desempeño del pavimento en proyectos de rehabilitación con sobrecapa asfáltica es necesaria la implementación de especificaciones técnicas, que permitan evaluar la calidad de la construcción. La aplicabilidad de las especificaciones debe ser validada en términos de valores logrados en proyectos previos, en conjunto con referencias de carácter internacional, donde ya hayan entrado en vigencia especificaciones similares y un seguimiento posterior para validar resultados. En el presente proyecto se analiza la aplicabilidad de las especificaciones establecidas en el Manual de especificaciones generales para la construcción de caminos y puentes de Costa Rica y los requisitos del cartel de licitación Nº.2014LN-000018-0CV00, para nueve proyectos en Costa Rica intervenidos con sobrecapa asfáltica en los últimos dos años. De la investigación se concluye que los rangos establecidos para las especificaciones costarricenses concuerdan con los establecidos en países como Chile, Colombia, España y Estados Unidos. Adicionalmente, los resultados mostraron que, pese a que tales especificaciones no eran vigentes en el cartel de licitación, se lograron cumplimientos aceptables, lo que indica la aplicabilidad de la normativa a la realidad costarricense. Finalmente, como producto de la investigación, se definieron mejoras a las especificaciones actuales que pueden ser verificadas posteriormente en los nuevos proyectos que entraran en ejecución.

Abstract To guarantee pavement performance in rehabilitation projects with asphalt overlays, the implementation of technical specifications that enables the assessment of its construction quality is necessary. The applicability of the specifications must be validated in terms of achieved values from past projects altogether with international references, where similar specifications have gone into effect, followed up with the validation of the results. In the present project, the applicability of the specifications fromthe Manualofgeneralspecifications for roadandbridgeconstructions in Costa Rica is analyzed with the requirements of bid paper N°2014LN000018-0CV00 for nine projects with asphalt overlay interventions in the last two years. From the investigation it can be concluded that the established range of values in the specifications matches the ones in countries like Chile, Colombia, Spain and United States. Additionally, the results showed that, even though said specifications were not valid for the bid paper, acceptable compliance was achieved, which indicates the applicability of the normative in the Costa Rican reality. Finally, as a product of the investigation, improvements for the current specifications were defined, where these can be verified in actual projects.

Risk classification and allocation in infrastructure projects developped through Public Private Partnerships (PPP) in Costa Rica

Resumen El modelo de Alianzas Público-Privadas (APP) para el desarrollo de infraestructura pública ha pasado de ser visto únicamente como un modelo de financiamiento, a ser considerado un modelo de administración. Más allá de sus ventajas conocidas (al involucrar fondos privados y disminuir el endeudamiento público), es considerado actualmente como la mejor forma de transferir los riesgos del sector público al privado. Esta distribución de riesgos entre las partes pública y privada es uno de sus principales factores de éxito, por lo que si se pretende alcanzar el éxito en proyectos locales es indispensable enfocar la atención en este tema. A pesar de su importancia, este proceso de distribución de riesgos ha sido usualmente mal ejecutado alrededor del mundo, y Costa Rica no ha sido la excepción. En el contexto costarricense, la identificación de riesgos en proyectos APP no ha logrado abarcar todo el espectro existente, es más, ha impactado negativamente los proyectos concesionados. Es por ello que es necesario considerar la identificación, clasificación y distribución de riesgos como el fundamento de una buena administración de proyectos APP. De esta manera, este artículo pretende proveer a los profesionales, locales como internacionales, políticos, inversionistas e investigadores un mejor entendimiento de la distribución de riesgos en proyectos de infraestructura pública desarrollados mediante APP, así como una base para investigaciones y proyectos futuros.

Abstract The Public-Private Partnerships (PPP) model for the development of public infrastructure has changed from being perceived only as a finance model, to be considered a management model. Beyond its well-known advantages (such as involving private funding and reducing public debt), it is nowadays considered as the best way for transferring the risks from the public to the private sector. This risk allocation between the public and private parties is one of its critical success factors, hence it is critical to focus in this topic to guarantee the success of future projects. Despite of its relevance, the process of risk allocation has often been poorly executed around the world, and Costa Rica has not been the exception. In Costa Rica, the process of risk identification in PPP projects has failed on comprising all the existing risks, and this situation has had a negative impact in them. The identification, classification and allocation of risks is the foundation of a good management of PPP projects. Therefore, this article aims to provide professionals(locals and foreigners), policy makers, investors and researchers a better understanding of risk allocation in public infrastructure projects developed through PPP, and to help future research and projects.