Comparación de pavimentos rígidos y flexibles basado en la metodología AASHTO 93, para la evaluación de vías de una subestación eléctrica

Abstract

Esta tesis compara y evalúa diseños de pavimentos rígidos y flexibles para vías internas de subestaciones eléctricas, aplicando la metodología AASHTO 93 y considerando condiciones geotécnicas del Perú. El objetivo es optimizar la gestión estructural y funcional de estas vías, esenciales para la operación y mantenimiento de las subestaciones. Se analizaron las características técnicas de la infraestructura vial interna, considerando la disposición de equipos, ductos eléctricos subterráneos y el cumplimiento normativo según IEC 61936 y el Manual del MTC. La evaluación incluyó pavimentos flexibles con tratamiento superficial bicapa (TSB) y rígidos para periodos de diseño de 10 y 25 años. Los ejes equivalentes acumulados (W18) se estimaron con base en el tráfico proyectado de vehículos tipo C2 y T2S3. Los resultados evidencian que ambos pavimentos cumplen los requisitos estructurales, aunque los flexibles permiten mayor ajuste de espesores según el CBR del suelo. Además, se establecieron alturas mínimas de protección para ductos y drenajes, evitando interferencias que comprometan la durabilidad del sistema vial. Finalmente, los diseños se validaron conforme al Manual del MTC, definiendo rangos óptimos de espesores para condiciones locales. El análisis económico mostró que el pavimento flexible TSB presenta el menor costo global y mejor adaptación al entorno operativo de las subestaciones.

This thesis compares and evaluates rigid and flexible pavement designs for internal roads of electrical substations, applying the AASHTO 93 methodology and considering the geotechnical conditions of Peru. The objective is to optimize the structural and functional management of these roads, which are essential for the operation and maintenance of the substations.

The technical characteristics of the internal road infrastructure were analyzed, considering the layout of equipment, underground electrical conduits, and regulatory compliance according to IEC 61936 and the MTC Manual. The evaluation included flexible pavements with a two-layer surface treatment (a Double Bituminous Surface Treatment (DBST)) and rigid pavements for design periods of 10 and 25 years. The cumulative equivalent axle loads (W18) were estimated based on the projected traffic of C2 and T2S3 vehicles.

The results show that both pavements meet the structural requirements, although flexible pavements allow for greater thickness adjustment based on the soil's DBST. Furthermore, minimum protection heights were established for ducts and drains, preventing interference that could compromise the road system's durability.

Finally, the designs were validated according to the MTC Manual, defining optimal thickness ranges for local conditions. The economic analysis showed that the DBST flexible pavement has the lowest overall cost and is better suited to the substations' operating environment.