Fundamentos de pavimentos modernoseBook

Name: Fundamentos de pavimentos modernos
SKU: 9789585089419
Availability: InStock

Autores: Fredy Alberto Reyes Lizcano, Hugo Alexander Rondón Quintana, Paola Andrea Beltrán Vásquez

eBook $33.66

Impreso $37.49

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El libro aborda la evolución de la ingeniería de pavimentos en el contexto de la sostenibilidad, integrando fundamentos mecánicos con el uso de materiales emergentes, reciclados y tecnologías innovadoras para reducir el impacto ambiental en la infraestructura vial.

La obra se organiza en tres bloques: fundamentos del comportamiento de pavimentos, materiales y tecnologías sostenibles, y herramientas de evaluación como el análisis de ciclo de vida. Combina teoría, aplicaciones prácticas y criterios de decisión para el diseño y gestión de infraestructura vial moderna.

Dirigido a estudiantes de ingeniería civil, docentes, investigadores y profesionales del sector vial que participan en el diseño, construcción y mantenimiento de carreteras, así como funcionarios públicos interesados en infraestructura sostenible.

Descripción

SOBRE LOS AUTORES

Fredy Alberto Reyes Lizcano

Hugo Alexander Rondón Quintana

Paola Andrea Beltrán Vásquez

TABLA DE CONTENIDOS

Propósito y alcance del libro — p. xix
Justificación técnica, social y ambiental — p. xxi
Audiencia objetivo — p. xxiii
Cómo usar el libro: estructura, recursos y ejemplos — p. xxv
Capítulo 1. Introducción a los pavimentos avanzados y la sostenibilidad — p. 1
1. 1.1 Introducción — p. 1
2. 1.2 Historia de los pavimentos convencionales — p. 2
  1. 1.2.1 Caso destacado en América Latina — p. 4
  2. 1.2.2 Estudio de caso: Pavimento con plástico reciclado en Bogotá — p. 4
3. 1.3 Tipologías emergentes y criterios de clasificación — p. 4
4. 1.4 Transición hacia la sostenibilidad — p. 6
  1. 1.4.1 Factores que motivan la transición — p. 6
  2. 1.4.2 Primeras respuestas: materiales reciclados — p. 6
  3. 1.4.3 Innovaciones funcionales: pavimentos permeables — p. 7
  4. 1.4.4 Nuevos materiales: biopolímeros, geopolímeros y nanomateriales — p. 7
  5. 1.4.5 Digitalización y pavimentos inteligentes — p. 9
  6. 1.4.6 Regulaciones y políticas públicas — p. 9
5. 1.5 Fundamentos de pavimentos avanzados y sostenibles — p. 11
  1. 1.5.1 ¿Qué los hace “avanzados”? — p. 11
  2. 1.5.2 El componente sostenible — p. 11
  3. 1.5.3 Materiales transformadores — p. 12
  4. 1.5.4 Pavimentos inteligentes y funcionales — p. 12
  5. 1.5.5 Un enfoque sistémico e interdisciplinario — p. 13
6. 1.6 Marco conceptual y definiciones clave — p. 14
  1. 1.6.1 Sostenibilidad en la ingeniería de pavimentos — p. 14
  2. 1.6.2 Enfoque del ciclo de vida — p. 15
  3. 1.6.3 Pavimentos avanzados: definición — p. 15
  4. 1.6.4 Materiales sostenibles en pavimentación — p. 16
  5. 1.6.5 Definiciones técnicas relevantes — p. 16
7. 1.7 Pavimentos avanzados: concepto y características — p. 18
  1. 1.7.1 Características técnicas de los pavimentos avanzados — p. 18
  2. 1.7.2 Materiales sostenibles aplicados a pavimentos avanzados — p. 19
  3. 1.7.3 Pavimentos permeables y funcionalidad ambiental — p. 21
  4. 1.7.4 Definiciones técnicas y conceptos clave — p. 21
  5. 1.7.5 Análisis comparativo y gráficos de referencia — p. 21
8. 1.8 Conclusiones — p. 23
9. 1.9 Actividades de reflexión y aplicación — p. 24
  1. 1.9.1 Preguntas de reflexión crítica — p. 24
  2. 1.9.2 Caso aplicado: Selección y diseño de una mezcla ecológica para vía terciaria en región biodiversa — p. 24
Capítulo 2. Fundamentos del comportamiento mecánico — p. 25
1. 2.1 Introducción — p. 25
2. 2.2 Propiedades de mezclas asfálticas y ligantes — p. 25
3. 2.3 Modelos de fatiga, deformación permanente y módulo resiliente aproximación americana — p. 30
4. 2.4 Caracterización mecánica en laboratorio y en campo — p. 34
5. 2.5 Influencia de temperatura, humedad y envejecimiento — p. 38
6. 2.6 Aplicaciones en diseño mecanístico-empírico y el método mecanicista racional francés — p. 42
7. 2.7 Relación con el desempeño funcional — p. 44
8. 2.8 Caso de estudio: LCA de un tramo de pavimento asfáltico convencional vs. con 20% de RAS — p. 49
9. 2.9 Caso de estudio: inclusión de pavimento con RAS y mezclas geopoliméricas — p. 51
10. 2.10 Conclusiones — p. 54
Capítulo 3. Criterios de sostenibilidad y ciclo de vida — p. 55
1. 3.1 Introducción — p. 55
2. 3.2 ¿Qué es un pavimento sostenible? — p. 56
3. 3.3 Análisis de ciclo de vida (ACV/LCA) — p. 57
  1. 3.3.1 Definición de objetivo y alcance — p. 58
  2. 3.3.2 Inventario del ciclo de vida (LCI – life cycle inventory) — p. 58
  3. 3.3.3 Evaluación del impacto del ciclo de vida (LCIA – life cycle impact assessment) — p. 59
  4. 3.3.4 Interpretación — p. 59
  5. 3.3.5 Herramientas y software para ACV en pavimentos — p. 59
  6. 3.3.6 Limitaciones del ACV — p. 60
  7. 3.3.7 Definición y relevancia en la ingeniería vial — p. 62
  8. 3.3.8 Casos de estudio representativos de ACV en pavimentos — p. 66
  9. 3.3.9 Análisis de sensibilidad — p. 70
  10. 3.3.10 Metodología de análisis de ciclo de vida — p. 70
4. 3.4 Huella de carbono y consumo energético — p. 72
  1. 3.4.1 Metodologías y factores de emisión — p. 72
  2. 3.4.2 Pavimentos asfálticos vs. de concreto (emisiones de CO₂eq) — p. 73
  3. 3.4.3 Consumo energético en el ciclo de vida — p. 74
  4. 3.4.4 Comparación cuantitativa de emisiones y energía — p. 75
  5. 3.4.5 Ejemplos y estudios de caso — p. 76
  6. 3.4.6 Herramientas de evaluación de huella de carbono — p. 77
  7. 3.4.7 Estrategias para reducir la huella de carbono — p. 78
  8. 3.4.8 Ejemplo numérico – Sección 3.3: huella de carbono y consumo energético — p. 80
5. 3.5 Evaluación multicriterio técnico, económico y ambiental — p. 81
  1. 3.5.1 Introducción a la evaluación multicriterio en pavimentación sostenible — p. 81
  2. 3.5.2 Metodologías multicriterio reconocidas en pavimentos — p. 82
  3. 3.5.3 Criterios de evaluación técnico, económico y ambiental — p. 86
  4. 3.5.4 Aplicación de metodologías multicriterio: comparación de alternativas sostenibles — p. 89
  5. 3.5.5 Herramientas y recursos para la evaluación multicriterio — p. 93
6. 3.6 Conclusiones y recomendaciones — p. 100
7. 3.7 Sección de actividades — p. 101
  1. 3.7.1 Preguntas de reflexión crítica — p. 101
  2. 3.7.2 Caso aplicado: Comparación del impacto ambiental de dos alternativas de pavimento usando LCA — p. 102
Capítulo 4. Normas, políticas e iniciativas para pavimentos sostenibles — p. 103
1. 4.1 Introducción — p. 103
2. 4.2 Normas AASHTO, ASTM, EN, IRF (internacionales) — p. 103
  1. 4.2.1 AASHTO (Estados Unidos) — p. 103
  2. 4.2.2 ASTM International — p. 104
  3. 4.2.3 Normas EN (Europa) — p. 105
  4. 4.2.4 IRF (International Road Federation) — p. 106
3. 4.3 Normas latinoamericanas aplicables (Colombia, Chile, México, Perú, etc.) — p. 107
  1. 4.3.1 Colombia (INVIAS e IDU) — p. 107
  2. 4.3.2 Chile (MOP y Minvu) — p. 108
  3. 4.3.3 México (SICT antes SCT, e IMT) — p. 110
  4. 4.3.4 Perú (MTC) — p. 111
  5. 4.3.5 Otros países — p. 111
4. 4.4 Políticas públicas e incentivos para materiales verdes en pavimentación — p. 114
  1. 4.4.1 Contratación y regulación sostenible — p. 114
  2. 4.4.2 Lineamientos ambientales y requisitos regulatorios — p. 115
  3. 4.4.3 Certificaciones sostenibles (LEED, EDGE, etc.) — p. 116
  4. 4.4.4 Incentivos financieros y fiscales — p. 116
  5. 4.4.5 Programas gubernamentales y ejemplos — p. 117
  6. 4.4.6 Caso de estudio: Uso de plástico reciclado en pavimentos (Colombia) — p. 118
5. 4.5 Contribuciones normativas desde la investigación aplicada en Colombia — p. 120
  1. 4.5.1 Modificación de asfaltos con polímeros y residuos — p. 120
  2. 4.5.2 Normas técnicas para mezclas recicladas y tecnologías tibias — p. 122
  3. 4.5.3 Adaptación del enfoque superpave — p. 123
  4. 4.5.4 Influencia en manuales y guías técnicas — p. 123
6. 4.6 Conclusiones — p. 124
7. 4.7 Actividades de reflexión y aplicación — p. 125
  1. 4.7.1 Preguntas de reflexión crítica — p. 125
  2. 4.7.2 Caso aplicado: Implementación de una política de pavimentos sostenibles en una ciudad intermedia — p. 125
Capítulo 5. Modificación de asfaltos con polímeros SBS, EVA y NFU — p. 127
1. 5.1 Introducción — p. 127
  1. 5.1.1 Propiedades fisicoquímicas y efectos en el ligante asfáltico — p. 128
  2. 5.1.2 Comparación entre SBS y EVA: estructura, reología y estabilidad — p. 132
  3. 5.1.3 Ventajas en el desempeño mecánico (fatiga, deformación permanente y agrietamiento) — p. 136
  4. 5.1.4 Resultados de desempeño de laboratorio para polímeros SBS y EVA: PG, DSR y MSCR — p. 139
  5. 5.1.5 EVA reciclado y economía circular — p. 140
  6. 5.1.6 Métodos de modificación y compatibilidad con asfaltos convencionales — p. 142
  7. 5.1.7 Aplicaciones en América Latina (especialmente Colombia) — p. 143
  8. 5.1.8 Resultados de investigaciones académicas relevantes — p. 146
2. 5.2 Caucho reciclado (GTR) en asfaltos — p. 151
  1. 5.2.1 Métodos de incorporación del GTR — p. 152
  2. 5.2.2 Compatibilidad y estabilización — p. 154
  3. 5.2.3 Desempeño y ventajas del asfalto con caucho — p. 154
3. 5.3 Contexto normativo — p. 156
4. 5.4 Actividades de reflexión y caso aplicado — p. 159
  1. 5.4.1 Preguntas de análisis crítico — p. 159
  2. 5.4.2 Caso aplicado: Comparación de desempeño de asfaltos modificados con SBS y NFU en clima cálido — p. 159
5. 5.5 Conclusiones — p. 160
Capítulo 6. Reciclaje de materiales en pavimentación: tecnologías, normativas y experiencias en RAP, RAS y RCD — p. 161
1. 6.1 Introducción — p. 161
2. 6.2 Teoría y diseño con RAP — p. 162
  1. 6.2.1 Fundamentos técnicos del RAP — p. 162
  2. 6.2.2 Desafíos de la variabilidad y envejecimiento del RAP — p. 163
  3. 6.2.3 Métodos de diseño de mezcla con RAP — p. 164
  4. 6.2.4 Proceso seco vs. húmedo en la incorporación de RAP — p. 166
  5. 6.2.5 Rejuvenecedores en mezclas con RAP — p. 166
  6. 6.2.6 Mezclas tibias con RAP — p. 168
  7. 6.2.7 Porcentajes de inclusión de RAP y sus efectos — p. 168
  8. 6.2.8 Clasificación, extracción y caracterización del RAP — p. 170
  9. 6.2.9 Normativas relevantes — p. 171
  10. 6.2.10 Barreras normativas y técnicas en la implementación masiva en países en desarrollo — p. 172
  11. 6.2.11 Ejemplo numérico: Cálculo del contenido óptimo de ligante en una mezcla con 30% de RAP — p. 173
  12. 6.2.12 Comparación de métodos de diseño aplicados a mezclas recicladas — p. 174
  13. 6.2.13 Diferencias prácticas en el diseño entre mezclas templadas con RAP y mezclas convencionales — p. 175
  14. 6.2.14 Lecciones aprendidas sobre RAP — p. 177
  15. 6.2.15 Retos futuros — p. 177
3. 6.3 Tejados asfálticos recuperados (RAS) — p. 178
  1. 6.3.1 Definición y diferencia con RAP — p. 178
  2. 6.3.2 Origen en tejas de asfalto y residuos industriales — p. 178
  3. 6.3.3 Incorporación en mezclas en frío y en caliente — p. 180
  4. 6.3.4 Métodos de rejuvenecimiento, proporciones típicas y pretratamiento — p. 181
  5. 6.3.5 Normas aplicables — p. 182
  6. 6.3.6 Experiencias en México, EEUU, Chile y Colombia — p. 182
  7. 6.3.7 Lecciones aprendidas sobre RAS — p. 184
  8. 6.3.8 Retos futuros — p. 184
4. 6.4 Residuos de construcción y demolición (RCD) en pavimentos — p. 184
  1. 6.4.1 Tipos comunes utilizados — p. 184
  2. 6.4.2 Aplicación en bases y subbases — p. 187
  3. 6.4.3 Requisitos normativos y pruebas de caracterización — p. 188
  4. 6.4.4 Casos de estudio en Bogotá, Medellín, México y Argentina — p. 190
  5. 6.4.5 Lecciones aprendidas sobre RCD — p. 193
  6. 6.4.6 Retos futuros — p. 193
5. 6.5 Desempeño, compatibilidad y costos de mezclas recicladas vs. vírgenes — p. 193
  1. 6.5.1 Comparación de comportamiento mecánico — p. 193
  2. 6.5.2 Resultados de laboratorio vs. campo — p. 197
  3. 6.5.3 Compatibilidad con betunes vírgenes, polímeros y nanomateriales — p. 198
  4. 6.5.4 Evaluación económica y ambiental comparativa — p. 200
6. 6.6 Resumen comparativo: RAP, RAS y RCD — p. 204
7. 6.7 Validación experimental del diseño con materiales modificados y reciclados de los autores colombianos — p. 206
  1. 6.7.1 Aportes experimentales del profesor Hugo Rondón — p. 206
  2. 6.7.2 Aportes experimentales del profesor Fredy Reyes — p. 206
  3. 6.7.3 Evaluación comparativa — p. 207
  4. 6.7.4 Implicaciones para el diseño sostenible — p. 207
8. 6.8 Estudio de caso: Aplicación de RAP y RCD en proyectos viales latinoamericanos — p. 208
  1. 6.8.1 Caso 1. Aplicación de RAP en vías urbanas – Bogotá, Colombia — p. 208
  2. 6.8.2 Caso 2. Uso combinado de RAP y RCD en capas base – São Paulo, Brasil — p. 208
9. 6.9 Conclusiones — p. 209
10. 6.10 Actividades de reflexión crítica y el caso aplicado — p. 209
  1. 6.10.1 Preguntas de análisis crítico — p. 209
  2. 6.10.2 Caso aplicado: Comparación del desempeño técnico y ambiental de una mezcla asfáltica con 30% RAP frente a una mezcla convencional en una vía secundaria del departamento del Meta — p. 210
Capítulo 7. Plásticos reciclados en pavimentos — p. 211
1. 7.1 Introducción — p. 211
2. 7.2 Tipos de plásticos utilizados — p. 212
  1. 7.2.1 Polietileno (PE) — p. 214
  2. 7.2.2 Polipropileno (PP) — p. 215
  3. 7.2.3 Polietileno tereftalato (PET) — p. 215
  4. 7.2.4 Poliestireno (PS) — p. 215
3. 7.3 Marco normativo para el uso de plásticos reciclados en pavimentación — p. 218
  1. 7.3.1 Normas internacionales — p. 218
  2. 7.3.2 Normativas en América Latina — p. 219
  3. 7.3.3 Retos regulatorios y oportunidades estratégicas — p. 220
4. 7.4 Indicadores ambientales y evaluación del ciclo de vida en mezclas asfálticas con plásticos reciclados — p. 221
5. 7.5 Métodos de incorporación: mezcla húmeda y mezcla seca — p. 223
  1. 7.5.1 Mezcla húmeda (vía húmeda) — p. 223
  2. 7.5.2 Mezcla seca (vía seca) — p. 225
  3. 7.5.3 Comparativo resumen – húmedo vs. seco — p. 227
6. 7.6 Propiedades físicas, térmicas y reológicas de mezclas con plástico — p. 228
7. 7.7 Análisis técnico del desempeño reológico y mecánico — p. 232
8. 7.8 Análisis comparativo de desempeño mecánico y costos — p. 233
9. 7.9 Casos reales en India, Colombia, México — p. 235
  1. 7.9.1 India: escala nacional bajo mandato gubernamental – Pioneros en carreteras de plástico — p. 235
  2. 7.9.2 Colombia: piloto en concesiones 4G — p. 237
  3. 7.9.3 México: primera carretera con plástico en pavimento (Guanajuato) — p. 240
10. 7.10 Validación constructiva de mezclas sostenibles en Colombia aportes de la investigación colombiana — p. 245
11. 7.11 Conclusiones y proyecciones — p. 246
12. 7.12 Actividades de reflexión crítica — p. 247
  1. 7.12.1 Caso aplicado: Evaluación de desempeño técnico y ambiental de mezclas asfálticas con plásticos reciclados tipo polietileno de alta densidad (HDPE) — p. 248
Capítulo 8. Bioasfaltos y rejuvenecedores naturales — p. 249
1. 8.1 Introducción — p. 249
2. 8.2 Fuentes de bioasfaltos (residuos vegetales, lignina, aceites) — p. 250
  1. 8.2.1 Residuos lignocelulósicos (lignina de madera) — p. 250
  2. 8.2.2 Aceites vegetales (vírgenes o usados) — p. 251
  3. 8.2.3 Residuos agrícolas y biomasa (bioaceites por pirólisis o liquefacción) — p. 252
  4. 8.2.4 Otras fuentes innovadoras — p. 253
  5. 8.2.5 Rutas químicas de obtención de bioasfaltos — p. 254
3. 8.3 Mecanismos de acción en asfalto envejecido — p. 258
4. 8.4 Compatibilidad con RAP (reclaimed asphalt pavement) — p. 261
5. 8.5 Envejecimiento simulado vs. desempeño real — p. 265
  1. 8.5.1 Investigaciones en Colombia: aceites vegetales, rejuvenecedores del petróleo, a base de maltenos y alternativas locales — p. 267
6. 8.6 Comparación técnica y ambiental entre bioasfaltos y asfaltos convencionales — p. 272
  1. 8.6.1 Análisis comparativo y aplicaciones recomendadas — p. 274
7. 8.7 Aplicaciones reales de bioasfaltos en el mundo — p. 276
  1. 8.7.1 Carreteras construidas con bioasfalto en el mundo — p. 277
8. 8.8 Estudios de caso y experiencias piloto en América Latina — p. 279
  1. 8.8.1 Caso 1. Universidad de São Paulo (Brasil): Lignina como aditivo en ligante PG 58-22 — p. 279
  2. 8.8.2 Caso 2. Universidad del Cauca (Colombia): UVO como rejuvenecedor en mezcla reciclada — p. 280
9. 8.9 Conclusiones — p. 280
10. 8.10 Actividades de reflexión crítica — p. 281
  1. 8.10.1 Preguntas de análisis y discusión — p. 281
  2. 8.10.2 Caso aplicado: Evaluación de un bio-rejuvenecedor colombiano en vía terciaria con alto RAP — p. 282
Conclusiones generales — p. 283
Bibliografía — p. 285