Diseño de un pavimento rígido permeable como sistema urbano de drenaje sostenible

• Autor: Pedro Ronald Guerra Chayña, César Edwin Guerra Ramos
• Cargo: Ingeniero Civil, Investigador de la Universidad Peruana Unión, Perú/Ingeniero Civil, Maestría en Ingeniería Civil mención Geotecnia, Docente e Investigador de la Universidad Nacional del Altiplano, Perú. Consultor de obras, Past-Decano CIP-CD Puno
• Páginas: 121-140

Pág.[ 121 -

Artículo Original

Septiembre 2020

Volumen 20

Fides Et Ratio

ISSN 2411-0035

Diseño de un pavimento rígido permeable como

sistema urbano de drenaje sostenible

Design of a rigid permeable pavement as a sustainable urban

drainage system

Pedro Ronald Guerra Chayña1

guerra.piter.16@gmail.com

EP. Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería y Arquitectura,

Universidad Peruana Unión, Lima Perú

César Edwin Guerra Ramos2

cguerraramos699@gmail.com

EP. Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería Civil y Arquitectura,

Universidad Nacional del Altiplano, Puno - Perú

Resumen

Los pavimentos rígidos permeables, empleados en áreas urbanas, permiten lograr

un sistema de drenaje sostenible. En la presente, se analiza el desempeño de un

pavimento rígido permeable en la mejora de la calidad en el drenaje a través del

diseño de 4 tramos de vías de estudio, como infraestructura urbana de bajo tránsito,

ubicado en la ciudad de Juliaca, Sur del Perú, que actué como sistema urbano de

drenaje sostenible durante la presencia de lluvias en la localidad, haciendo énfasis a

los parámetros de comportamiento, mecánicos e hidráulicos; puesto que el diseño

convencional de pavimentos en el Perú se centra más en la resistencia, mas no en la

preservación del agua. La metodología de la investigación es de tipo aplicada con un

diseño pre-experimental. Para el desarrollo se introducen aspectos básicos del concreto

permeable en conjunto con parámetros necesarios para diseñar pavimentos urbanos

y la guía AASHTO 93. En el diseño para el concreto se realizaron tres diseños de

mezcla adicionando tiras de polipropileno. El diseño de mezcla optimo (0.05% de

polipropileno) obtuvo como resultados mecánicos: a los 28 días, una resistencia a la

compresión del concreto, de 196.95 kg/cm2, módulo de rotura 31.74 kg/cm2 y como

1 Ingeniero Civil, Investigador de la Universidad Peruana Unión, Perú.

2 Ingeniero Civil, Maestría en Ingeniería Civil mención Geotecnia, Docente e Investigador

de la Universidad Nacional del Altiplano, Perú. Consultor de obras, Past-Decano CIP-CD

Puno.

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resultado hidráulico se logró una permeabilidad de 0.463 cm/s. Para dimensionar

la estructura del pavimento se consideró los criterios vigentes de la guía de diseño

AASHTO 93 logrando como resultados: espesores de losa de concreto permeable de

20 cm., una subbase granular ltrante de 30 y 40 cm, con una tubería perforada de 25

cm, 30 cm y 35 cm de diámetro, en tramos y colectores principales respectivamente

y una capa anticontaminante de 5 cm usada para proteger la subbase. El tiempo

en que el agua se inltra por la supercie del pavimento hacia el subdrenaje es de

1:36 horas. Concluyendo que el pavimento rígido permeable es una alternativa con

aplicación eciente en la evacuación del agua de lluvia y cumple los requerimientos

estructurales, para un bajo tránsito vehicular.

Palabras clave:

Calidad en el drenaje; estructura de pavimento; sistema urbano; vías de bajo trán-

sito.

Abstract

Rigid permeable pavements, used in urban areas, allow to achieve a sustainable

drainage system. In the present, the performance of a rigid permeable pavement

in improving drainage quality is analyzed through the design of 4 sections of

study roads, as urban infrastructure with low trac, located in the city of Juliaca,

South of the Peru, which acted as a sustainable urban drainage system during the

presence of rains in the locality, emphasizing the behavioral, mechanical and hydraulic

parameters; since conventional pavement design in Peru focuses more on resistance,

but not on water preservation. e research methodology is of an applied type with

a pre-experimental design. For the development, basic aspects of permeable concrete

are introduced together with the parameters necessary to design urban pavements

and the AASHTO 93 guide. In the design for concrete, three mix designs were

made adding polypropylene strips. e optimal mix design (0.05% polypropylene)

obtained as mechanical results: after 28 days, a compressive strength of the concrete

of 196.95 kg/cm2, modulus of rupture 31.74 kg/cm2 and as a hydraulic result a

permeability was achieved 0.463 cm/s. To size the pavement structure, the current

criteria of the AASHTO 93 design guide were considered, achieving the following

results: permeable concrete slab thickness of 20 cm., A ltering granular subbase of 30

and 40 cm, with a 25 cm perforated pipe. , 30 cm and 35 cm in diameter, in sections

and main collectors respectively and a 5 cm anti-pollution layer used to protect the

subbase. e time in which the water inltrates the pavement surface into the sub-

drain is 1:36 hours. Concluding that the permeable rigid pavement is an alternative

with ecient application in the evacuation of rainwater and meets the structural

Pedro Ronald Guerra Chayña, César Edwin Guerra Ramos