GESTIÓN DE PAVIMENTOSilievlima.org/1er-congreso-nacional-de-carreteras/... · Conocer, entender y predecir el comportamiento físico de la infraestructura, a fin de intervenir en

GESTIÓN DE PAVIMENTOSIng. Hans López Esp. Pavimentos

➢¿Que es Gestión de Pavimentos?

➢Objetivos de la aplicación de un sistema de gestión

➢ Etapas de un Sistema de Gestión

➢ Experiencia de Implementación

➢Conclusiones

CONTENIDO

➢ Conocer, entender y predecir el comportamiento físico de la infraestructura, a fin deintervenir en ella oportunamente.

➢Durante los últimos años, la Gestión de Infraestructura Vial ha tomado muchaimportancia.

➢Hoy en día, se cuenta con equipos y experiencia en calibración y desarrollo demodelos de infraestructura vial.

➢Equipos: FWD, Perfilómetros, capturador de imágenes, etc.

➢Investigación: HDM 4, Project Evaluator, dTIMS, horizons, in-house, y otrasherramientas

¿Que es Gestión de Pavimentos?

• En UK, NZ, Australia, Gobierno obliga por LEY a reportar inversiones en el “activo”,demostrando relación beneficio-costo, prediciendo el desempeño del “activo” en eltiempo teniendo en cuenta las actividades de mantenimiento ejecutadas con base en elpresupuesto existente.

➢Definición de prioridades de inversión:

✓ Política

✓ “Lo peor primero”

✓ HDM IV

✓ Presupuesto ajustado

✓Sistema de Gestión???

¿CUÁL INTERVENIR?

¿CUÁNDO INTERVENIR?

¿CÓMO INTERVENIR?

NECESIDAD DE UN SISTEMA DE GESTIÓN

OBJETIVOS DE LA APLICACIÓN DELSISTEMA DE GESTIÓN

OBJETIVOS PARA EL CONCESIONARIO

➢ Desarrollar una base de datos que contenga información del activo –pavimento, del orden funcional, condición estructural, transito, clima,señales y drenajes.

➢ Definir modelos de desempeño/comportamiento ajustados - variablesfuncionales y estructurales.

➢ Ayuda en toma de decisiones para cumplir con los indicadores de estado:

✓ Definición de secciones a intervenir

✓ Cuando Intervenir

✓ Como intervenir

➢ Minimizar y optimizar costos

ETAPAS DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS

ETAPAS SISTEMA DE GESTIÓN

1. Recolección de Información

2. Procesamiento en Oficina

3. Implementación del Sistema de Gestión de Pavimentos


1.Recolección de Información

RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

Para realizar la evaluación del pavimento es necesariocontar con la siguiente información:

➢ Evaluación Funcional

✓ IRI

✓ Fricción

✓ Ahuellamiento

✓ Levantamiento de daños➢ Evaluación estructural

➢ Deflectometria➢ Espesores

➢ Geotecnia ➢ Tránsito➢ Clima

➢ Geometría Vial

➢ Drenaje

✓ Canales

✓ Condición

EVALUACIÓN FUNCIONAL

➢ Regularidad de la superficie

➢ Textura

➢ Deformación en la huella de circulación (Ahuellamiento)

➢ Medición del coeficiente de fricción (Resist. Deslizamiento)

➢ Inventario de la condición visual

MEDICIÓN DE DEFLECTOMETRIA

Es la medida elástica que experimenta un pavimento al pasode una carga, y es función no solo del tipo y estado del

pavimento, sino también del método y equipo de medida.

EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

Evaluar el pavimento en términos de capacidad y resistenciaante las cargas aplicadas por el paso del tránsito

Conocimiento de espesores y caracterización de losmateriales que conforman las capas de la estructura

DIAMANTINAS

GEORADAR

EVALUACIÓN ESTRUCTURAL


2. Procesamiento en Oficina

Luego de la recolección de información:

➢ Desarrollo de Base de Datos

➢ Análisis de datos

➢ Ejecución de la Evaluación Funcional y Estructural.✓ Cálculo de Niveles de Servicio

✓ Cálculo de parámetros estructurales (Mr, SN)

PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN

➢ Tramificación, definición de secciones homogéneas

➢ Predicción del Comportamiento del Pavimento

➢ Definición de Estándares de Mantenimiento

➢ Optimización

TRAMIFICACIÓN

ESTRUCTURA

TRÁNSITO

PARÁMETROS ESTRUCTURALES

PARÁMETROS FUNCIONALES


3. Implementación del Sistema de Gestión de Pavimentos

ADMINISTRACIÓN DE UN ACTIVO VIAL Y DE UNA CONCESIÓN

ADMINISTRACIÓN DE UNA CONCESIÓN

Para Concesiones en Latinoamérica se debe cumplircon Indicadores de condición del pavimento y de lacalzada, en la puesta a punto y durante la operación

Es necesario…………………… hacer GESTION DEACTIVOS (PAVIMENTOS)

Umbral Puntual Umbral medio

E1 IRI ≤3.5 mm/m ≤3.0 mm/m 57.10% Anual 100 m

E2 Ahuellamiento ≤20 mm/m ≤15 mm/m 40% Anual 20 m

E3 Fricción CRD ≥ 50 ≥ 55 45.70% Semestral 20 m

E4 Macrotextura ≥ 0.4 mm ≥ 0.5 mm 40% Anual 20 m

E5 Deflectometria ≤ 0.5 mm ≤ 0.4 mm 45.70% Semestral 20 m

E6 Fisuras ≤ 4% ≤ 3% 34.30% Anual 50 m

Operación Permanente Coef. Reducción

menual ingreso

mensual

INDICADORES DE ESTADO

Nombre del IndicadorIdentificador Frecuencia Cada

INDICADORES EN OPERACIÓN O NIVELES DE SERVICIO

En Colombia las concesiones de 4ta Generacion, son 34 indicadores, incluyendo los de arriba.Importante – Lane availability – Disponibilidad de Carril

EVOLUCIÓN DEL DETERIORO

DET

ERIO

RO

Max. Aceptable

Condición Inicial

TIEMPO O NEE

CICLO DE VIDA

CONSECUENCIAS DE UNA INTERVENCIÓND

ETER

IOR

O IR

I (m

/Km

)

6.0

2.5

TIEMPO O NEE

CICLO DE VIDA

INVERSIÓN=$INVERSIÓN=$

MODELOS DE DESEMPEÑO

➢Para cualquier pronóstico de mantenimiento, requerimientos de

financiación y condición futura, son esenciales los modelos de

deterioro del pavimento, ya que son el corazón de cualquier

sistema capaz de predecir el estado futuro de un pavimento;

base para los requerimientos presupuestales.

MODELOS DE SIMULACIÓN

➢Modelos Determinísticos o Probabilísticos

➢Familias de curvas de deterioro.

✓Tráfico

✓Ahuellamiento

✓IRI

✓Fisuras

COMPORTAMIENTO DEL PAVIMENTO

MODELO DE EVOLUCION DE FISURAS EN HDM-4

ICA Inicio del agrietamiento, en años.

CDS Indicador de defectos para la superficie asfáltica.

SNP Número estructural del pavimento.

YE4 Número de ESALs por año en millones/carril.

CRT Retardo en el agrietamiento debido al mantenimiento.

Kcia Factor de calibración.

EJEMPLO DE MODELO DE DETERIORO

OTROS EJEMPLOS MODELOS DE DETERIORO - IRI

➢HDM-4∆𝑅𝐼 = 𝐾𝑔𝑝 ∆𝑅𝐼𝑠 + ∆𝑅𝐼𝑐 + ∆𝑅𝐼𝑟 + ∆𝑅𝐼𝑡 + ∆𝑅𝐼𝑒

∆𝑅𝐼𝑆 = 𝑎0exp mKgmAGE3 1 + SNPKb −5YE4 Estructural

∆𝑅𝐼𝐶 = 𝑎0∆𝐴𝐶𝑅𝐴 Agrietamiento

∆𝑅𝐼𝑟 = 𝑎0∆𝑅𝐷𝑆 Ahuellamiento

∆𝑅𝐼𝑡 = 𝑎0 𝑎1 − 𝐹𝑀 ∙ ∆𝑁𝑃𝑇 ∙ 𝑁𝑃𝑇𝑎 +∆𝑁𝑃𝑇

2 𝑎2

Baches

∆𝑅𝐼𝑒 = 𝑚 ∙ 𝐾𝑔𝑚 𝑅𝐼𝑎 Ambiente

𝐼𝑅𝐼 = 𝐼𝑅𝐼0 + 0.011505 𝐴𝐺𝐸 + 0.0035986 𝐹𝐶 𝑇 + 3.4300573 1

𝑇𝐶𝑆 𝑀𝐻 + 0.000723 𝐿𝐶𝑆 𝑀𝐻 + 0.0112407 𝑃 𝑀𝐻 + 9.04244 𝑃𝐻 𝑇

EDAD DEL PAVIMENTO

ÁREA FISURADA ESPACIAMIENTO

PROMEDIO DE FISURAS

TRANSVERSALES

FISURAS LONGITUDINALES

SELLADAS

PARCHES

BACHES

➢AASHTO 2008

➢Indiana

IRI = IRI + 15 + 9.0 x AGE + 0.0014 x AADT

➢Cost Action 354

IRI = IRI +0.05+0.0025 x AADT x 0.45

➢Milano

IRI = IRI + 0.17

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

200

4

200

5

200

6

200

7

200

8

200

9

201

0

201

1

201

2

201

3

201

4

201

5

201

6

201

7

201

8

201

9

202

0

202

1

202

2

202

3

202

4

202

5

202

6

202

7

202

8

202

9

203

0

203

1

203

2

IRI (

m/K

m)

AÑO

MODELO DE PROGRESIÓN DE LA RUGOSIDAD

IRI histórico T2 y T3

Modelo COST Action 354

Modelo HDM-4

Modelo Indiana

Modelo Milano

Modelo AASHTO 2002

EXPERIENCIA DE IMPLEMENTACIÓN

Se definió seis secciones de 500m, a lo largo de concesión – 90kms,representativos de topografía, estructura, clima, trafico.

Se analizó la tendencia de comportamiento de seis periodos de medición:

- Enero 2013

- Marzo 2013

- Enero 2014

- Abril 2014

- Septiembre 2014

- Enero 2015

EXPERIENCIA EN CONCESIONES

IRI

FRICCIÓN

RESUMEN

ATRIBUTO REQUERIMIENTO

IRI < 5

d0-d300 < 250

Ahuellamiento (mm) <40

Fisuras (area %) <10

Resistencia al deslizamiento >45

ESTÁNDARES DE CONSERVACIÓN - Típicos

ALTERNATIVA DESCRIPCIÓN CRITERIOS DE INTERVENCION ITINERIS

ALT Base Mantenimiento Rutinario (Parcheo y sello de fisuras) Programada

3.0 > IRI > 3.5

Friccion < 0.50

5% > Area total dañada > 10%

IRI > 4.0

Area total dañada > 10%

IRI > 4.0



3.0 > IRI > 3.5

Friccion < 0.50

5% > Area total "Fisurada" > 10%

IRI > 4.0

Area total "Fisurada" > 10%

IRI > 4.0



3.0 > IRI > 3.5

Friccion < 0.50

4% > Area total dañada > 8%

IRI > 4.0

Area total dañada > 8%

IRI > 4.0




IRI > 3.5


IRI > 3.5ALT 2 Fresar 5 cm y reponer 10 cm

CRITERIO SATIC 2004

ALT 1 Fresar 5 cm y reponer 5 cm

ALT 1 Microaglomerado ( 3 cm)



CRITERIO 1 - % Área Total Dañada

CRITERIO 2 - % Área Total Fisurada


ALT 2 Fresar 4 cm y reponer 4 cm /


CRITERIO 3- % Área Total Dañada




ESTÁNDARES DE MANTENIMIENTO

SISTEMA DE GESTION DE ACTIVOS VIALES -

Pavimentos

➢ Desarrollado en UK

➢ Aplicado en UK, España, Australia, Nueva Zelanda,Alemania, Colombia, entre otros.

GESTIÓN DE PAVIMENTOS

MÓDULOS DE TRABAJO


MÓDULO DE TRABAJO: EXPLORER




VIDEO



INVENTARIO



MEDICIONES MEDIANTE VIDEOMÓDULO DE TRABAJO: EXPLORER


INVENTARIO DE DRENAJE





• Deterioration History

• Quadratic

• Linear

• Useful Life

• Custom

MÓDELOS DE DETERIORO


INDICADORES DE DESEMPEÑO


TRATAMIENTOS

RESET DE PARÁMETROS POR

TRATAMIENTO

COSTOS DEL TRATAMIENTO



CONDICIÓN PRESUPUESTAL

También se puede configurar estimar el presupuesto requerido de acuerdo al resultado de plan de mantenimiento.


PLAN DE MANTENIMIENTO

Horizons realiza el análisis para 3 escenarios


RESULTADOSGESTIÓN DE PAVIMENTOS

RESULTADOS

El reporte final, presenta los costos y cantidades por tipo de intervención:


RESULTADOS

Y los costos totales por año:


CONDICION DE LOS PARAMETROSComportamiento de cada parámetro anualmente:


RESULTADOS

*Exporta datos a excel


CONCLUSIONES

➢Asistencia en la toma de decisiones de la estrategia más rentable minimizandocostos

➢Permite cuantificar la magnitud de los fondos requeridos para cumplir conindicadores contractuales

➢Se ejecuta una ingeniería de valor, para una adecuada asignación y distribución delos presupuestos de mantenimiento

➢Permite definir donde, cuando y como intervenir, con base en modelos ingenieriles– propios – con base en experiencia

➢Mejora en la eficiencia de los procesos alrededor de la conservación vial.

BENEFICIOS DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS

➢Visualización de la información y su acceso.

➢Facilita la evaluación económica de alternativas de intervención.

➢Mejora de la documentación de las decisiones.

➢Mejora de la información de los beneficios, retorno y valor de la inversión.

➢Ingeniería de valor

RESULTADOS VISIBLES DE LA GESTIÓN

[email protected]

Documents

GESTIÓN DE PAVIMENTOSilievlima.org/1er-congreso-nacional-de-carreteras/... · Conocer, entender y predecir el comportamiento físico de la infraestructura, a fin de intervenir en