3. Gestion de Infraestructura Vial1
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24/03/2015
1
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GESTIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GENERALIDADES
Diseño de Nuevas Estructuras Métodos de Diseño Repaso Administración Vial
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
¿Porque es importante ADMINISTRAR nuestra infraestructura?
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
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
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Problemática Actual: Dificultad en la asignación de recursos públicos en proyectos de inversión en infraestructura vial. Las instituciones en Colombia encargadas de la infraestructura vial no cuentan con un soporte técnico solido que garantice un manejo eficiente y sistemático de los recursos públicos.
GENERALIDADES
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Problemática Actual: No existe un criterio unificado para la administración de la infraestructura vial colombiana Administradores viales, corredores de mantenimiento vial, entes gubernamentales (IDU) y concesiones .
GENERALIDADES
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Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Factores a Considerar al estudiar la Infraestructura Vial Sistemas en mal estado (Servicio y Seguridad)
Recursos y Presupuestos limitados
Aumento acelerado de las demanda
Cambios en las expectativas de los usuarios
GENERALIDADES
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GENERALIDADES
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GENERALIDADES
Las Vías No son eternas Las expectativas de los usuarios son dinámicas Vías Competitivas y Sostenibles Seguridad, Confort, Movilidad, Tiempo de viaje, Consumo Como cuantificamos estos beneficios?
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GENERALIDADES
Evaluación y desarrollo de nuevos materiales (Será que entendemos como se comportan los materiales actuales) Métodos de diseño mas eficientes Nuevas fuentes de financiamiento
Mantenimiento, preservación y renovación
Sistemas de Gestión de Infraestructura
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Infraestructura vial:
INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
Corresponde a los elementos físicos que sirven de soporte a los vehículos
Comprende todo el conjunto de elementos que permite el desplazamiento de vehículos de forma confortable y segura desde un punto a otro.
Incluye: los pavimentos y sus características, puentes, túneles, dispositivos de seguridad, señalización etc.
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INFRAESTRUCTURA VIAL: PAVIMENTOS
Los pavimentos constituyen el elemento fundamental de la infraestructura vial. En torno a los pavimentos se generan todos los elementos de la infraestructura vial. Función dentro de la operación de una vía: proporciona la superficie requerida para los diferentes medios de transporte.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
INFRAESTRUCTURA VIAL: PAVIMENTOS
La calidad de los pavimentos afecta directamente los costos del usuario Requiere la mayor cantidad de recursos económicos y financieros tanto para su construcción como para su mantenimiento Importante estudiar su comportamiento
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
RELACIÓN DE LOS PAVIMENTOS CON LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
Sistemas de transporte actual: marino, aéreo y terrestre. Todos los medios de transporte incluyen a los pavimentos dentro de su
funcionalidad.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
RELACIÓN DE LOS PAVIMENTOS CON LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
Los pavimentos como parte de los diferentes medios de transporte requieren una conservación apropiada, que asegure a los usuarios confort y seguridad.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D Luis Fuentes, Ph.D
Airplane Runway Accident in Santa Marta, Colombia
2007 (five injured)
FAAA International Airport Accident 1993
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D Luis Fuentes, Ph.D
Runway Accident in Sao Pablo, Brazil 2007.
(254 dead, including 186 passengers)
Runway Accident in Chicago, Illinois 2005
(A six year-old passenger in one of the cars on the street
was killed)
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Gestión del Patrimonio Gestión de Activos (Asset Management)
Proceso sistemático para mantener, mejorar y operar el patrimonio físico efectivamente, eficientemente, y en forma comprensiva.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Sistema de Gestión de Pavimentos -Definición
Sistema de Gestión de Pavimentos consiste en un proceso sistemático que provee, analiza y resume información relacionada con pavimentos de manera de que pueda ser utilizada en la selección e implementación de programas de construcción, rehabilitación y mantenimiento de pavimentos económicamente efectivos.
(FHWA/FTA, 1991)
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Gestión o Administración de Pavimentos
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.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Gestión o Administración de Pavimentos
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.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
La Administración o Gestión de pavimentos permitirán al ente responsable a deducir, con un criterio racional, las obras de conservación rutinaria y de mantenimiento que garanticen la prolongación de la vida útil del pavimento al menor costo posible
Gestión o Administración de Pavimentos
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
La selección de la técnica o combinación de técnicas de mantenimiento y rehabilitación debe basarse tanto en un análisis de ingeniería y como de un análisis económico.
Gestión o Administración de Pavimentos
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La Importancia de Actuar a Tiempo
MUY BUENA
BUENA
REGULAR
MALA
MUY MALA EDAD (AÑOS)
CONDICIÓN 75% de la vida del pavimento
12 18
Cada $1 de costo de renovación aquí....
40% pérdida de calidad
40% pérdida de calidad
Costará $4 a $5 si es diferido hasta aquí.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
MUY BUENA
BUENA
REGULAR
MALA
MUY MALA EDAD (AÑOS)
CONDICIÓN
12 18
Cada $1 de costo de renovación aquí....
Costará $4 a $5 si es diferido hasta aquí.
Mayores costos de operación Mayores emisiones Mas contaminación del agua durante la construcción
La Importancia de Actuar a Tiempo
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
La Importancia de Actuar a Tiempo
Schiessler, 1992 Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
El sistema de gestión de infraestructura vial proporciona una herramienta que puede ser utilizada para maximizar la vida útil de la infraestructura vial al menor costo posible.
El sistema garantiza una asignación de recursos de una
manera racional
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Sin Suficiente Información el presupuesto de Mantenimiento y rehabilitación de la infraestructura vial se basa en: Presupuesto del año anterior, incrementado o reducido en un tanto por ciento. Programas basados en Mantenimiento Periódico (e.j. Sellado cada 5 años). Respuesta frente a demandas o quejas. Consideraciones Políticas. Experiencia de los Administradores y Técnicos.
Gestión o Administración de Pavimentos
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Identifiquemos apropiadamente los enemigos de la infraestructura vial
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Tránsito
SOBRECARGAS
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Identifiquemos apropiadamente los enemigos de la infraestructura vial
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Factores ambientales
AGUA
Cortesía del Tiempo
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D Augusto Sisa 32
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Identifiquemos apropiadamente los enemigos de la infraestructura vial
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Malas Administraciones
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Entes encarados de la administración vial
Schiessler, 1992
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
El Sistema como un Proceso Sistemático
1. Reconocimiento del Problema 2. Definición del Problema
Objetivos/ Entradas/ Salidas/ Limitantes
3. Generación de Alternativas 4. Análisis de Alternativas 5. Evaluación y Optimización / Selección 6. Implementación 7. Evaluación de Performance 8. Retroalimentación
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OBJETIVOS GENERALES
Apoyar tecnificada y objetivamente la toma de decisiones respecto a las inversiones que se deben realizar en los diferentes elementos de la infraestructura vial, con el fin de proporcionar un nivel de servicio (serviciabilidad) adecuado a los usuarios de las vías, optimizando los recursos económicos disponibles.
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Lograr la optimización de los recursos disponibles realizando una comparación de las alternativas de inversión, proporcionando información valedera y suficiente en la etapa de toma de decisiones
OBJETIVOS GENERALES
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MÓDULOS EXTERNOS (Económico, Político, Social, Seguridad)
CONDICIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL
INVENTARIO (Parámetros a evaluar)
GENERACION DE ALTERNATIVAS
ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS
CONDICIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL
SELECCIÓN DE ALTERNATIVA
REEVALUACIÓN DEL INVENTARIO
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INVENTARIO
PROGRAMAS DE OBRAS
PRIORIZACION/ OPTIMIZACIÓN
ESTABLECIMIENTO DE LAS NECESIDADES DE LA RED
ESTRATEGIAS DE MANTENIMIENTO
EVALUACION DE ESTADO
PRESUPUESTO DE M&R
EJECUCION DEL
PLAN DE OBRAS
Y RETRO-
ALIMENTACION
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Documentos, Especificaciones, etc.
REPROTES A NIVEL DE RED
Evaluación de la condición Necesidades Evaluación Económica Programa de M&R
GRAFICAS
PRODUCTOS
DATABASE
CONDICION
TRÁNSITO
ESTRATEGIAS DE MAINTENIMIENTO
SIG
Manejo de Datos
PREDICCION DE DETERIORO
ANÁLIS A NIVEL DE RED
PRIORITIZACION / OPTIMIZACION
PROGRAMACION ANALISI S DE NECESIDADES
DISEÑO
EJECUCION DEL PROGRAMA
SEGUIMIENTO
RETRO-ALIMENTACION ANÁLIS A NIVEL
DE PROYECTO
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Documentos, Especificaciones, etc.
REPROTES A NIVEL DE RED
Evaluación de la condición Necesidades Evaluación Económica Programa de M&R
GRAFICAS
PRODUCTOS
DATABASE
CONDICION
TRÁNSITO
ESTRATEGIAS DE MAINTENIMIENTO
SIG
Manejo de Datos
PREDICCION DE DETERIORO
ANÁLIS A NIVEL DE RED
PRIORITIZACION / OPTIMIZACION
PROGRAMACION
ANALISIS ESTRATEGICO
ANALISIS DE NECESIDADES
DISEÑO EJECUCION DEL PROGRAMA
SEGUIMIENTO
RETRO-ALIMENTACION
Metas y Políticas
Presupuesto Disponible
ANÁLIS A NIVEL DE PROYECTO
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
MÓDULOS DEL SISTEMA
Sistema de
Gestión
Módulo Económico
Módulo Técnico
Módulo Social
Módulo Ambiental
Módulo Seguridad
Módulo de Políticas
Sistema Multicriterio de toma de decisiones para la asignación de recursos públicos
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INVENTARIO DE DATOS
Parámetros de Integridad Estructural Parámetros
Funcionales
Índice de regularidad superficial Resistencia al deslizamientoMacrotexturizado Ahuellamiento.
Evaluación de Drenaje y Señalización
Deflectometría (FWD) Índice de Condición del Pavimento PCI Medición de espesores (no destructivo) (GPR) Medición continua de espesores de concreto asfáltico, losa de concreto rígido y capas de material granular Módulo resiliente de subrasante por retrocálculo Integridad estructural de las capas Registro del cuenco de deflexión. Transferencia de carga entre losas adyacentes.
Inventario de Drenaje Inventario de Señales Seguridad Vial IRAP
BASE DE DATOS
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DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA
Inventario de datos y
diagnóstico
Evaluación a Nivel de Red
Modelos de Deterioros
Selección de Tramos para Evaluación a
Nivel de Proyecto
Priorización y optimización de recursos
públicos
Módulo Técnico
Parámetros y Umbrales de
Gestión e Intervención
Definición de actividades de rehabilitación y mantenimiento
Selección de alternativas basados en
criterios técnicos y económicos
Ejecución de actividades
seleccionadas
Retroalimentación
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Beneficios
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Beneficios de un Sistema de Gestión de Infraestructura
Provee un Procedimiento Sistemático de buscar, organizar y guardar información referente a infraestructura.
Evita que la información se encuentre en la cabeza de 1 o 2 individuos y finalmente se pierda.
Disponibilidad en tiempo y forma de información de la condición de la infraestructura, acciones de M&R y costos. Habilidad de evaluar las consecuencias de diferir el mantenimiento.
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Ayuda a entender el comportamiento de la infraestructura, su relación con las distintas acciones de M&R.
Aunque esto puede ser realizado intuitivamente por ingenieros experimentados, es muy difícil que un individuo pueda hacerlo en forma precisa y consistente.
Mejor programación de las actividades de M&R. Programas y Presupuestos a largo plazo más lógicos y consistentes.
Beneficios de un Sistema de Gestión de Infraestructura
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Beneficios de un Sistema de Gestión de Infraestructura (cont.)
Mejor comunicación de las necesidades de M&R, ej. mostrando el impacto del nivel presupuestario sobre la condición de la infraestructura
Es muy difícil para un legislador contradecir los resultados del sistema. Más aún, puede mostrar los efectos negativos de recortes presupuestarios.
Minimización de los costos necesarios para las actividades de M&R en proyectos individuales. Justificación de las decisiones de la agencia, ayudando a reducir criticas relativas a como son mantenidas las carreteras.
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Pueden establecerse prioridades para tener los máximos beneficios del dinero disponible, buscando la combinación y programación de proyectos más efectivos (económicos). Reconocimiento de los beneficios de los usuarios (costos de operación).
Beneficios de un Sistema de Gestión de Infraestructura
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BENEFICIOS GENERALES DE UN PMS
Creación de una base de datos, disponible para mejoras a futuro (investigación) Optimizar los beneficios con los fondos disponibles Estimar las capacidades de mejora de las diferentes actividades de mantenimiento y rehabilitación Asignación de recursos basados en criterios cuantificables
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BENEFICIOS GENERALES DE UN PMS
Monitoreo y modelación del comportamiento de la infraestructura Priorización de tramos a rehabilitar Estimar las necesidades económicas para las actividades relacionadas a los pavimentos
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CAPACIDADES DE UN PMS
Capacidad de basar decisiones en procedimientos racionales, con atributos, criterios y restricciones cuantificables Capacidad de considerar estrategias alternativas dentro de la evaluación de un proyecto Capacidad de identificar la estrategia o alternativa optima Capacidad de usar información de retroalimentación para conocer las consecuencias de las decisiones tomadas
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CONSIDERACIONES GENERALES DE UN PMS
Los pavimentos son estructuras complejas que involucran muchas variables: cargas que soportan (Espectros de carga, EASL), materiales, medio ambiente, etc. Es importante entender claramente los factores técnicos y económicos que involucra su construcción, operación y mantención para poder desarrollar un sistema de gestión apropiado. Para el manejo de una red extensa de pavimentos es indispensable organizar la información
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HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE GESTIÓN
Antiguamente el estado de la infraestructura vial se evaluaba visualmente
Subjetivo al criterio del Ing. evaluador Administradores Viales
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En la actualidad el estado de infraestructura vial se evalúa a través de una multitud de parámetros específicos
HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE GESTIÓN
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
En la actualidad el estado de las carreteras se mide a través de una multitud de parámetros específicos
HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE GESTIÓN
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Luis Guillermo Fuentes, Ph.D Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Actividades básicas en un sistema de gestión vial
Elaboración de una base de datos, inventario de las características de la red Recolección sistematizada y periódica de información cuantitativa del estado de pavimento Establecer índices y parámetros para la cuantificación global del nivel de servicio de las vías
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Actividades básicas en un sistema de gestión vial
Fijación de umbrales de intervención a los diferentes índices Definir un método de elección de prioridades para establecer un orden de aplicación de los recursos disponibles Elegir las técnicas de conservación que deben aplicarse en cada caso en función de la información recogida y proceder a su valoración
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Concepto del Nivel de Red y Nivel de Proyecto
Las actividades en la gestión de pavimentos se definen según el nivel en el que se este trabajando:
NIVEL DE RED NIVEL DE PROYECTO
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Concepto del Nivel de Red y Nivel de Proyecto
NIVEL DE RED: conjunto de pavimentos (secciones) que conforman una red de vías. Decisiones para grandes grupos de proyectos a fin de optimizar la asignación de recursos. Desarrollo de un sistema prioritario ajustado a las restricciones del presupuesto.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Concepto del Nivel de Red y Nivel de Proyecto
NIVEL DE PROYECTO: un proyecto o pavimento en particular. Determinación del momento en que se debe realizar mantención o rehabilitación. Requiere información detallada
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Concepto del Nivel de Red y Nivel de Proyecto
Decisiones globales en un sistema de gestión afecta a la red de vías
Decisiones especificas afectan a los proyectos
individuales
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SISTEMA DE GESTIÓN A NIVEL DE RED
El nivel de red involucra la priorización de los proyectos que podrían ser llevados a cabo en el ámbito de la gestión de la red y que se enmarcan dentro de la disponibilidad presupuestaria de los administradores de cada periodo
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Sectorización de vías con características similares (familias) Identificación de vías candidatas a ser mejoradas dentro del sistema de red vial. Modelos de comportamiento y deterioro de los pavimentos Selección del periodo de análisis, tasa de descuento, niveles
de calidad mínimo de los diferentes índices del pavimento; que darán soporte en la etapa de toma de decisiones
ACTIVIDADES EN LA GESTIÓN A NIVEL DE PROYECTO
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ACTIVIDADES EN LA GESTIÓN A NIVEL DE PROYECTO
Generación de alternativas de tratamiento de conservación de pavimentos Análisis técnico de cada alternativa en función del comportamiento esperado en el pavimento Análisis económico de cada alternativa en función de los costos y beneficios esperados para el ciclo de vida delpavimento Selección de la alternativa adecuada, en base a criterios cuantitativos y cualitativos
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REQUERIMIENTOS DE INFORMACIÓN
Para establecer las prioridades de actuación e indicar el tipo y cantidades de obras de mantenimiento y/o rehabilitación, se requiere contar con información confiable que permita evaluar los pavimentos. Información relevante:
Datos de inventario (índices de las características físicas de los pavimentos) Datos de transito Datos del medio ambiente Datos de costos
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SISTEMA DE GESTIÓN DE PAVIMENTOS
Un sistema de gestión de pavimentos eficiente debe proporcionar la información necesaria para apoyar la toma de decisiones de distintas personas, sean estas administradores, ingenieros, legisladores etc.
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Objetividad y Consistencia en la Evaluación de Pavimentos
Evaluación de pavimentos en base al criterio de el Ing. Encargado uniformes y podrían perder su significado en el tiempo La evaluación debe ser objetiva Consistencia en los datos Asignar importancia y peso a cada uno de los datos a recolectar
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Características Físicas de los Pavimentos
RUGOSIDAD GRIETAS AHUELLAMIENTOS RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DRENAJE
GEOTECNIA
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Características Físicas de los Pavimentos (Índices)
Índices utilizados para evaluar las características físicas de un pavimento:
ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO, PCI ÍNDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL, IRI ÍNDICE DE AHUELLAMIENTOS ÍNDICE DE FRICCIÓN INTERNACIONAL, IFI ÍNDICE ESTRUCTURAL, SN
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SECTORIZACIÓN
Resulta complicado realizar un análisis detallado a cada sección de pavimento Identificar características similares de las vías (criterio para discretización del inventario de vías) Tráfico, tipo de pavimento, ciclo de rehabilitación, jurisdicción, tipo de suelo Una sección de pavimento es una unidad homogénea, posee características homogéneas
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Experiencias en Colombia
Fuentes, L., Curiel, D., Velosa, C., Vergara, A., Gómez, N., (2012)
8va Jornadas Internacionales del Asfalto, Corasfaltos, Bogotá, Colombia.
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Instituto Nacional de Vías (INVIAS) Instituto Nacional de Concesiones (INCO) Agencia Nacional de Infraestructura (ANI)
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Instituto Nacional de Vías (INVIAS) Administradores Viales Corredores de Mantenimiento Integral
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Corredores de Mantenimiento Integral El programa de corredores de mantenimiento integral tuvo su origen en el documento CONPES 3272 del 23 de febrero de 2004, en donde se declaró como estratégico el Programa Integral de Rehabilitación y Mantenimiento Vial, asumiendo el Instituto Nacional de Vías la ejecución del mismo en razón al artículo 2º del Decreto 2056 de 2003, en donde se establece que la entidad ejecutará las políticas, estrategias, planes, programas y proyectos de la infraestructura vial no concesionada.
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Corredores de Mantenimiento Integral El objetivo primario con la ejecución de los contratos de mantenimiento integral, es garantizar en el mediano plazo, un flujo estable y suficiente de recursos, que permita ofrecer un nivel óptimo de servicio a los usuarios del corredor vial, en términos de relación beneficio costo, y preservar el patrimonio vial.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Corredores de Mantenimiento Integral El programa de corredores de mantenimiento integral se implementó en un total 11 tramos o corredores viales a lo largo y ancho del país, en las troncales y transversales más importantes, cubriendo una longitud de 1.987 kilómetros, con una asignación presupuestal de $962.367.56 millones, que abarcan las vigencias 2004 a 2009, que se extendió hasta 2010 mediante adiciones en valor y plazo.
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
Corredores de Mantenimiento Integral
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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Impacto de las intervenciones sobre los costos operacionales
Evaluación de costos y beneficios de la conservación
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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Que criterio utilizamos para seleccionar proyectos?
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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Condición de los tramos basada en índices globales
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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El sistema estará integrado el sistema SIG del INVIAS
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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- Cálculo del criterio técnico, identificación de sitios críticos de accidentalidad e índices de riesgo
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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Control integral y sistemático del manejo de recursos y del inventario de la infraestructura vial
GESTIÓN O ADMINISTRACIÓN DE INFRAESTRUCTURA VIAL
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Modelos de Deterioro
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Sistema de Gestión del Instituto de Desarrollo Urbano
(IDU) Martínez, G., Fuentes, L., Velasquez, O., Celis, L. (2011)
8th International Conference on Managing Pavements Assets, Paper ICMPA194, ISBN 978-956-14-1230-9, Santiago de Chile, Chile.
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Datos de Entrada del Sistema
Alternativas de intervención Costos Geometría IRI Tránsito Condición superficial Condición estructural Edad del pavimento Zona climática
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Costo de Operación de Vehículos
0,000,200,400,600,801,001,201,401,601,802,00
2 6 9 13 16 20
Roughness (IRI)
Car Truck Articulated Truck
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Costos totales a la sociedad
Costos Totales de la Sociedad
Condición del Pavimento
Costos de la Agencia
Costos del Usuario
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Implementado con el objetivo de:
Programar inversión:
Definición de necesidades (red proyecto) Estructuración de programas (Priorización) (red) Estados de conservación: Monitoreo a nivel de red
Superficie
Estructural
Conservación vial (red)
Construcción obra nueva (proyecto)
IRI, Daños (fisuras, grietas, deformaciones, etc.) SN
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Cobertura del inventario de la malla Vial de Bogotá D.C
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Cobertura del inventario de la malla Vial de Bogotá D.C
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CC_ID = 1 036 55
NODO
NODO
SEGMENTO
ANDENOrde n de Ele mento = 1
CALZADAOrde n de Elemento = 2
SEP ARADOROrden de Eleme nto = 3
CALZADAOrden d e Elem ento = 4
ANDE NOrden de Elem ento = 5
4Senti do de
A vance de l aN omen c latu ra
SEGMENTO VIAL
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1 2 7 8 9 10 11 3 5 6 4
ELEMENTOS DEL SEGMENTO
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Levantamiento de los datos geométricos y de infraestructura de cada uno de los segmentos viales:
Longitud Ancho Pendiente SardinelesAndenes Separadores Bahías
Señales Verticales Señales Horizontales Drenajes Profundos Drenajes Superficiales
Inventario Físico
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Levantamiento de los datos del segmento vial inventariado
Espesores de Capas CBR (Capacidad soporte delsuelo) IRI (Rugosidad) OPI (Indice de Estado) Deflectometría Daños Superficiales Tráfico
Diagnóstico del Estado
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Levantamiento de Datos de Inventario y Diagnóstico
Ubicación, Referencia y Tipo
Longitud del segmento Número de carriles
Ancho de calzada Datos de Inventario
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
INVENTORY
Tránsito
Sistema de Administración de Vías Urbanas (S.A.V.U)
Subsistema de Gestión Subsistema de Mantenimiento
Recolección de Datos
CaracterísticasGenerales
Daños Superficiales
Rugosidad(IRI)
GeoradarGPR
Deflexiones(FWD)
ParámetrosGenerales
Construcción e Implementación de Base de Datos
Resultado de Corridas Post PMS
Resultado de Corridas Post Mantenimiento
Source: INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO. Inventario vial en las localidades de Bosa, Tunjuelito, Usme, San Cristóbal, Ciudad Bolívar, Fontibón y Rafael Uribe para evaluar y priorizar estrategias de intervención en Bogotá D.C.. Contrato IDU 834 de 1999.
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Levantamiento de Datos de Inventario y Diagnóstico
Evaluación estructural
Evaluación funcional
Espesores de la estructura
Condición tránsito
Índice de regularidad superficial
Datos de Diagnóstico
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Clasificación de estado
Determinación de la clasificación de los segmentos viales
Estado de Condición
Condición Estructural
Tráfico
Condición global del pavimento
SN (Pavimentos
flexibles)
Número de ejes
equivalentes
OPI
Estado malo
Vías rojas
Estado regular
Vías naranjas
Estado aceptable
Vías amarillas
Estado bueno
Vías verdes
Vallas Verdes A
B
C
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Clasificación de estado
Tráfico
Número de ejes equivalentes
TPD Autos F.D. = 0.001
TPD Buses F.D. = 0.7
TPD Camiones F.D. = 2.8
A
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Clasificación de estado
Capacidad estructural
SN (Pavimentos
flexibles)
Espesores de capas
Estudio deflectométrico
Retrocálculo Capacidad estructural
Capas Asfálticas Losa Concreto
Base Granular
Subbase Granular
B
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Clasificación de estado Versión anterior
OPI (Overall Pavement Index)
Fisuras long. y trans. Desgaste superficial. Ahuellamiento. Exudación. Corrugaciones. Piel de cocodrilo. Baches. Hundimientos.
Losas subdivididas. Dislocamiento. Fisuras. Fisuras de esquina. Deficiencia en el sello de juntas. Baches.
Pavimentos Flexibles Pavimentos Rígidos
IRI MDR
OPI 0 Pavimento destruido
100 Pavimento en
perfecto estado
C
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
OPI Overall Pavement Index Parameter that evaluate the interaction between surface deterioration and the ride quality
Condition Evaluation
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24/03/2015
20
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Parameter used to quantify Surface Deterioration, in terms of Structural distresses /Functional distresses Similar to the PCI (US Army Corps of Engineers)
MDR Modified Distress Rating
pni depends on the TYPE, EXTENSION and SEVERITY of the distress
Condition Evaluation
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
FISURAS LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100
Area Af ectada (%)
A lto
Bajo
Medi o
CORRUGACIONES
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100Area Afectada (%)
Alto
Bajo
Medio
HUNDIMIENTOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100
Area Af ec tada (%)
Alto
Bajo
Medio
Desgaste Superficial
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10 100Area Afectada (%)
Alto
M edio
Bajo
Exudación
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1 1 10 100Area Afectada (%)
Alto
M edio
Bajo
AHUELLAM IENTO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100
Area Afectada (%)
Alto
Bajo
Medio
Condition Evaluation
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Clasificación de estado
Determinación de la clasificación de
los segmentos viales
Verde 71 100 Alta: SN > 4.0 Alto: N > 4 x 106 ejes de 8.2 toneladas
Rojo 0 - 30
Naranja 31 70
Amarillo 71 100 Baja: SN<= 2.0
Rojo 0 30
Naranja 31 50
Amarillo 51 70
Verde 71 100 Media a Alta: SN > 2.0
Medio: N <= 4 x 106 ejes de 8.2 toneladas
Rojo 0 50
Naranja 51 70
Amarillo 71 100 Baja: SN<= 2.0
Rojo 0 30
Naranja 31 50
Amarillo 51 70
Verde 71 100 Media: 2.0 < SN <= 4.0
Rojo 0 30
Amarillo 31 70
Clasificación OPI Capacidad Estructural Tráfico
Matriz de clasificación para pavimento flexible
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Clasificación de estado
Determinación de la clasificación de
los segmentos viales
Matriz de clasificación para pavimento rígido
Clasificación OPI Tráfico
Rojo 0 30
Amarillo 31 70
Verde 71 100 Medio: N <= 4 x 106 ejes de 8.2 toneladas
Rojo 0 30
Naranja 31 50
Amarillo 51 70
Verde 71 100 Alto: N > 4 x 106 ejes de 8.2 toneladas
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Range IRI
(m/Km)
Range MDR Range OPI Condition
0-4 79-100 71-100 Excellent 5 - 6 59-78 51-70 Well 7 - 9 40-58 31-50 Fair > 10 0-39 0-30 Failed
Clasificación de estado
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Definición de actividades Estimación de Costos
Flujos de mantenimiento
Verdes
Flexibles Limpieza de pozos de inspección. Limpieza de sumideros. Limpieza de cunetas o bermas. Limpieza de tuberías. Sello de fisuras. Pintura asfáltica.
Rígidos Limpieza de pozos de inspección. Limpieza de sumideros. Limpieza de cunetas o bermas. Limpieza de tuberías. Limpieza y sello de juntas. Reparación descantillado de juntas.
Amarillas
Fallas
OPI
SN
Parcheo aislado/medio/intensivo. Tratamiento superficial simple/doble. Slurry seal. Micro pavimentos. Rejuvenecedor. Sobrecarpeta. Nivelación de la rasante. Bacheo aislado/intensivo. Sello de fisuras estructurales de pavimento rígido. Reciclado de la carpeta in situ.
Rojas
Naranjas
Fresado y refuerzo. Fresado reciclado y refuerzo. Withettoping. Geosintéticos y carpeta.
AASHTO.
Mecanicista.
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M&R Activities
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Mayor Intervention
Levels of Intervention
Periodic Maintenence
Rehabilitation
OPI
71-100
51-70
31-50
0-30
$23.400 mt2
$45.300 mt2
$98.500 mt2
$404.931 mt2
OPI = Índice de condición global de pavimento.
M&R Activities
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Pavement Performance Prediction Models
t 1 t 1
Water ingress
Further cracking
Patches
Shear
Uneven surface
Spalling
Faster deformation
ROUGHNESS Potholes
Patches
Time Time
Uneven Surface
Lower strength
Area of Cracking
Rut depth
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Calibrated HDM-4 model parameters Kcia=0.08 , Kcpa =0.57 , Kciw=0.4 , Kcpw=0.9
Observed Data Regression Analysis
Original HDM-4
Pavement Performance Prediction Models
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
PRIORITIZATION Given the particular traffic conditions of Bogota City, one of the prioritization criteria of projects is based on the mobility capacity of the corridors The mobility is accounted in terms of ESALs, assuming that high ESALs would imply the presence of public transportation The prioritization is finally based on the Mobility Factor
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
PRIORITIZATION 3.0*7.0* FactorCapacityFactorTrafficFactorMobility
MOBILITY FACTOR PRIORITY
>= 70 PRIORITY 1
>= 50 - < 70 PRIORITY 2
>= 30 - < 50 PRIORITY 3
>=0 - < 30 PRIORITY 4
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Analysis & Reports
Multiannual Work Plan post-optimization
Multicriteria Analysis
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Analysis & Reports
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Benefits
Pavement condition, Bogota´s Highways Network between 2004 and 2010
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D
Template
Luis Guillermo Fuentes, Ph.D [email protected]
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