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DESARROLLO DE MODELOS DE SERVICIABILIDAD PARA VÍAS COLOMBIANAS. Delia María Curiel Castellar, MSc (c) Luis Guillermo Fuentes, PhD Oscar Javier Reyes , PhD Allex E. Alvarez , PhD. Contenido. Generalidades Criterios de evaluación del INVIAS Objetivo Análisis estadístico - PowerPoint PPT Presentation
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DESARROLLO DE MODELOS DE SERVICIABILIDAD PARA VÍAS COLOMBIANAS
Delia María Curiel Castellar, MSc (c) Luis Guillermo Fuentes, PhD Oscar Javier Reyes , PhDAllex E. Alvarez, PhD
ContenidoGeneralidadesCriterios de evaluación del INVIASObjetivoAnálisis estadísticoDesarrollo de modelos de serviciabilidadModelo matemáticoConclusiones
El desarrollo social, cultural y económico de una comunidad esta estrechamente ligado al mejoramiento y calidad de su Infraestructura Vial. (Trasladarse de un lugar a otro, comercio)
El crecimiento de un país puede verse limitado por la insuficiencia de conectividad, ya sea al interior de su comunidad interna como hacia otras comunidades vecinas.
Generalidades
Existen diversas metodologías para diseñar estructuras de pavimentos (Rígidos – Flexibles)
Criterios de Diseño?
Seviciabilidad, Fatiga, Erosión….
Como monitoreamos este comportamiento en la realidad?
Hacemos seguimiento de los diseños originales?
Diseño vs Administración…existe relación?
Serviceabilidad
Diseño de Pavimentos
Evaluar los criterios utilizados por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS) para valorar el estado de la infraestructura vial colombiana.
Desarrollar un modelo de serviceabilidad ajustado a las características socioculturales del país
Identificar los parámetros que inciden en la percepción de calidad que los usuarios tienen de las vías
Objetivos
El sistema de gestión de pavimentos proporciona una herramienta que puede ser utilizada para maximizar la vida útil de la Infraestructura Vial al menor costo posible, mediante un sistema de conservación a intervalos estratégicamente planeados.
El sistema de gestión de pavimentos utiliza actividades orientadas a mantener las vías, haciendo uso de tratamientos de bajo costo para retardar el deterioro de las mismas, mejorando así su desempeño y reduciendo las molestias para los usuarios.
La administración de pavimentos se basa en un análisis de técnico-económico, que permite una optimización de los recursos disponibles.
Administración Vial
En Colombia, los organismos encargados de cumplir con esta función a nivel nacional son la Agencia Nacional de Infraestructura (Antiguamente conocida como Instituto Nacional de Concesiones – INCO) y el Instituto Nacional de Vías - INVÍAS.
Administración Vial en Colombia
Instituto Nacional de Vías - INVIAS
Administradores Viales
Profesionales de la ingeniería civil, altamente calificados para ejercer funciones de administración, gestión y planeación operativa y técnica, responsables de la dirección, coordinación, y control de las actividades rutinarias y periódicas y demás acciones en favor de la adecuada y oportuna conservación de las carreteras.
Administración Vial en Colombia
Instituto Nacional de Vías - INVIAS
Maneja dos criterios para evaluar el estado de la red vial
Criterio VisualCriterio Técnico
Administración Vial en Colombia
Instituto Nacional de Vías - INVIAS
Criterio Visual
El Criterio Visual corresponde a la caracterización subjetiva de una vía dada por un Administrador Vial y refleja el estado de transitabilidad y/o confort de la misma.
Tres estados: Bueno, Regular o Malo
Evaluaciones Trimestrales
Administración Vial en Colombia
Instituto Nacional de Vías - INVIAS
Criterio Técnico
Calificación ponderada del estado de una vía teniendo en cuenta las áreas afectadas y los daños en funcionabilidad y suficiencia de los elementos de esta.
Evaluaciones Semestrales
Administración Vial en Colombia
PESO DEL PARÁMETRO
PESO EN CALIF. TOTAL
(%) (%)Baches 20Fisuras 12Deformaciones 16Descascaramientos 8Ahuellamiento 8Otros daños 8
Bermas Daños totales 8Funcionalidad 2.25Suficiencia 1.5Funcionalidad 2.625Suficiencia 1.125
ZONAS LATERALES Taludes Inestables 5 5Estado 1.5Suficiencia 1.5Estado 2.25Suficiencia 2.25
SEÑALIZACIÓNVertical
Horizontal
80
7.5
7.5
PARÁMETRO ELEMENTO ASPECTO CONSIDERADO
Calzada
Cunetas
Alcantarillas (incluye box culvert)
ESTADO SUPERFICIAL
DRENAJES
Criterio Técnico
Administración Vial en Colombia
CALIFICACIÓN CUANTITATIVA
CALIFICACIÓN CUALITATIVA
<=2 Muy malo
Entre 2 y 3,5 Malo
Entre 3,5 y 4 Regular
Entre 4 y 4,5 Bueno
Entre 4,5 y 5 Muy Bueno
Mediciones Visuales
Factor de Ponderación
Administración Vial en Colombia
2.5 3 3.5 4 4.5 5
BUENO REGULAR MALO
CRITERIO TECNICO
CRIT
ERIO
VIS
UAL
Análisis de DatosCaso: Cesar
Se evaluó la significancia estadística de la relación entre los resultados obtenidos utilizando el Criterio Técnico y el Criterio Visual
El análisis ANOVA puede ser utilizado para conocer el modo en que el valor medio de la variable Criterio Técnico es afectada por los diferentes niveles de clasificaciones de la variable Criterio Visual
Análisis Estadístico
GL Suma de Cuadrados
Media de Cuadrados F P-
ValorVISUAL 2 20.73 10.365 101.4 <2e-16Residuo
s257 26.26 0.102
ServiciabilidadLa serviciabilidad de una vía interpreta la percepción de la calidad de la superficie de rodadura que experimenta el usuario, por tanto esta depende de factores asociados a diversas características de las capas de rodadura y elementos que constituyen la seguridad vial.
Evaluación del modelo global
Desarrollo de Modelos de Serviciabilidad
Predictor Coef Coef. de EE T P-valueBACHES 0.2643 0.02732 9.67 0.000FISURAS -0.02713 0.03069 -0.88 0.378DEFORMACIONES 0.23359 0.0566 4.13 0.000DESPRENDIMIENTOS -0.02506 0.02409 -1.04 0.299AHUELLAMIENTO 0.31258 0.0958 3.26 0.001OTROS DAÑOS -0.10964 0.07445 -1.47 0.142BERMAS 0.01171 0.01058 1.11 0.269FUNCIONALIDAD CUNETAS 0.02476 0.02533 0.98 0.329SUFICIENCIA CUNETAS -0.03092 0.02201 -1.41 0.161FUNCIONALIDAD ALCANTARILLADO 0.07592 0.02537 2.99 0.003SUFICIENCIA ALCANTARILLADO -0.0529 0.02163 -2.45 0.015TALUDES -0.11661 0.04274 -2.73 0.007ESTADO SEÑALIZACION VERTICAL 0.07439 0.02473 3.01 0.003SUFICIENCIA SEÑALIZACION VERTICAL -0.08044 0.02559 -3.14 0.002ESTADO SEÑALIZACION HORIZONTAL -0.01425 0.05742 -0.25 0.804SUFICIENCIA SEÑALIZACION HORIZONTAL 0.06919 0.05336 1.30 0.196
Evaluación de signos y de significancia estadística
Características superficiales de la calzada
Modelos Clásicos
Pavimentos Flexibles
5.02 *01.0*38.11log*91.103.5 PCRDSVPSI
Pavimentos Rígidos
5.0*09.01log*78.141.5 PCSVPSI
SV Varianza de la pendiente longitudinal (Slope Variance) 10-6 rad
RD ahuellamiento promedio, inC pavimentos flexibles – superficie agrietada, ft2/1000ft2
pavimentos rigidos – Longitud total (transversales y longitudinales) de grietas selladas o abiertas, ft/1000ft2
P superficie bacheada, ft2/1000ft2
Evaluación del modelo particularStepwise - Backward Elimination
Desarrollo de Modelos de Serviciabilidad
Variable Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4Coefic. P-Value Coefic. P-Value Coefic. P-Value Coefic. P-Value
BACHES 0.2623 0 0.2639 0 0.2659 0 0.2697 0FISURAS 0.0132 0.6908 0.0122 0.7089 - - - -DEFORMACIONES 0.2892 0 0.2903 0 0.3007 0 0.3283 0DESPRENDIMIENTOS 0.0046 0.8576 - - - - - -AHUELLAMIENTO 0.0282 0.5657 0.0311 0.5015 0.0306 0.5078 - -Error Estándar 0.2926 0.2921 0.2916 0.2913P-value 0 0 0 0
CATEGORÍA RANGOMalo <1.911
Regular 1.911-2.596 Bueno >2.596
Se evaluaron los diferentes criterios utilizados por el Instituto Nacional de Vías para valorar el estado de la infraestructura vial de Colombia.
Se observó una gran variabilidad en la comparación de los criterios utilizados por el INVIAS.
La variabilidad que se presenta entre los dos criterios de evaluación estudiados en esta investigación se atribuye en gran medida a que el Criterio Visual está basado en la transitabilidad y el Criterio Técnico incluye parámetros que no necesariamente le apuntan al estado funcional de las vías.
Conclusiones
Al aplicar regresión lineal múltiple y realizar un análisis estadístico, se identificó que las variables que mejor predicen la transitabilidad de una vía son aquellas relacionadas con los daños de la superficie de un pavimento
Se observó que los Baches y Deformaciones son los deterioros que tienen mas impacto en las condiciones de transitabilidad de las vías.
Conclusiones
Con este nuevo modelo lineal de serviciabilidad definido por las variables baches y deformaciones será posible tener una predicción más exacta del estado de las carreteras, al mismo tiempo que se ahorra tiempo y dinero ya que las mediciones realizadas en campo serán referidas solo a dos tipo de daños y no a dieciséis como se hacía anteriormente.
Instituto Nacional de Vías tendrá bases confiables para tomar decisiones a la hora de llevar a cabo proyectos en materia de construcción, mantenimiento, rehabilitación y la conservación de vías, teniendo como prioridad que las deformaciones y los baches son los daños superficiales que mayor y mejor intervención deberán tener.
Conclusiones
Agradecimientos
