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INDICADORES DE MANTENIMIENTO DE LOS PAVIMENTOS PARA CARRETERAS MEXICANAS.

Ing. Juan M. Orozco y Orozco Director General de Servicios Técnicos, SCT

Ing. Roberto D. Hernández Islas

Subdirector de Geotecnia, Dirección General de Servicios Técnicos, SCT

RESUMEN El artículo trata de los indicadores de desempeño de la superficie de rodamiento en los pavimentos con carpetas asfálticas y de concreto hidráulico, utilizados para calificar y programar la conservación de las carreteras mexicanas. Se presentan los indicadores adoptados en la Normativa para la Infraestructura del Transporte de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT), como son el Índice de Perfil y la Resistencia a la Fricción. Para el mantenimiento de la superficie de rodamiento se tratan los indicadores que la SCT establece como obligatorios, a partir de la medición del Índice Internacional de Rugosidad (IRI), la resistencia a la fricción, las deflexiones, así como la profundidad de las roderas. Finalmente se aborda la importancia de los indicadores para evaluar el desempeño del pavimento y su tendencia, en las carreteras mexicanas, para contar con datos objetivos en la toma de decisiones, que permitan mantener la carretera en condiciones aceptables. 1. ANTECEDENTES

La red carretera mexicana cuenta con una longitud del orden de 360,000 Km que incluye una red federal de 48,319 Km de longitud, dividida en corredores carreteros, red básica fuera de corredores y red secundaria. La primera categoría se refiere a las carreteras que forman parte de los 14 corredores troncales que constituyen la columna vertebral del sistema y su longitud es de 19,245 Km. La red básica fuera de corredores está conformada por aquellas carreteras que comunican las capitales de los estados, las ciudades más importantes, los puertos y los cruces fronterizos; éstas suman 11,902 Km. La red secundaria de 17,087 Km está integrada por carreteras y ramales cuya influencia es regional o local. El resto

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lo conforman los caminos de la red alimentadora y la red rural. Del total de la red federal, el 85 % corresponden a carreteras libres y el restante 15% a las de cuota.

Por esta red se desplaza el 53% de la carga nacional (479 millones de toneladas al año) y 98 % de los pasajeros (3,170 millones cada año) A medida que el estado físico de una red carretera se deteriora los costos de operación vehicular se incrementan. Suele establecerse una condición ideal del estado físico de la red como punto de referencia para el cálculo de sobrecostos de operación. Según cálculos del Instituto Mexicano del Transporte (IMT) el sobrecosto de operación vehicular durante 2007 fue 12,650 MDP, a precios de 2008, para una condición ideal de IRI igual a 2. De ahí la gran importancia de un mantenimiento efectivo. 2. INDICADORES DE MANTENIMIENTO DE LOS PAVIMENTOS En México las labores de mantenimiento se han dividido en dos partes: los trabajos de conservación rutinaria y los trabajos de conservación periódica. Las actividades para mantener los pavimentos en buenas condiciones están fundamentalmente en la conservación periódica. De todos los elementos que constituyen un camino, la superficie de rodamiento es la que más influye para un transito rápido, cómodo y seguro, por ello es importante corregir oportunamente sus deterioros y evitar que estos progresen. Es lógico entonces que una gran parte del esfuerzo de conservación se dedique a éstas labores y para ello el monitoreo de su comportamiento es fundamental. La valoración cuantitativa del estado que guarda la superficie de rodamiento se obtiene a través de indicadores, resultado de inspecciones o auscultaciones. Estos datos, obtenidos de manera cuantitativa, apoyan las decisiones o alimentarán los sistemas de gestión de pavimentos. El origen de todo indicador es una correlación entre una medición mecánica y un estado del pavimento al que se le asigna un calificativo y se establece un valor límite aceptable. Los indicadores estructurales, a veces llamados indicadores o índices de estado, permiten programar operaciones de conservación, en el marco de los sistemas de gestión de pavimentos o de gestión de la conservación. Para el seguimiento del comportamiento de la superficie de rodamiento la Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT) ha seleccionado para la conservación de la red federal de carreteras el Índice Internacional de Rugosidad (IRI) y la Resistencia a la Fricción, principalmente. Durante la ejecución de las obras y con el fin de asegurar un IRI menor al máximo aceptable, la SCT ha adoptado el Índice de Perfil.

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Algunos indicadores presentes en las normas de diseño, construcción, operación y mantenimiento de los pavimentos, son los que a continuación se describen: INDICE INTERNACIONAL DE RUGOSIDAD (IRI) Como se sabe, el IRI es un indicador de la comodidad del usuario al circular sobre un pavimento. La SCT mide el IRI cada año en la Red Básica con equipos May’Rider Meter, aunque más recientemente se están utilizando equipos láser. En las autopistas se mide también cada año y su cumplimiento es motivo de exigencia dentro del título de concesión RESISTENCIA A LA FRICCIÓN (RF) Para medir la resistencia a la fricción la SCT utiliza el equipo Mu-Meter. Su uso no está aún muy extendido pero se espera que en breve la cobertura de la red sea cada dos años. Por ahora solo se cubre la Red Básica mediante un muestreo del 2.5 %. INDICE DE PERFIL (IP) Este indicador se utiliza para determinar la calidad del acabado en la superficie de rodamiento durante la construcción y se realiza con un perfilógrafo tipo California, que cumple con la norma ASTM E 1274. Esta práctica se ha extendido ampliamente y cubre casi la totalidad de las obras de pavimentación o repavimentación, con lo que se ha elevado sensiblemente la calidad de los trabajos, llegando en tramos cortos y casos extraordinarios a IP = 0. PROFUNDIDAD DE RODERA (PR) Rodera es la deformación transversal permanente que presenta el pavimento asfáltico debido a la repetición de las cargas de los vehículos, en la franja longitudinal de las rodadas. La medición de su profundidad se puede realizar manualmente, con regla de 3.0 m, o mecánicamente mediante equipos de alto rendimiento, con sensores láser. Estas mediciones se realizan cada año en las autopistas y constituyen un indicador de cumplimiento de las obligaciones de la concesión. DEFLEXIONES El valor de las deflexiones permite evaluar la capacidad estructural del pavimento. Para medirlas se utilizan tanto deflectómetros de impactos como equipos más simples, tal como la viga Benkelman. Estos equipos sólo permiten mediciones por muestreo o en tramos muy cortos. Se espera en breve contar con un equipo de alto rendimiento que entregue valores a cada 5 ó 10 m, en forma continua a lo largo de toda la carretera, con una

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cobertura bianual, lo que permitirá definir los trabajos de conservación en tramos mejor acotados, con el ahorro correspondiente en el costo de la obra, lo que a su vez, permitirá cubrir mayores longitudes con el mismo presupuesto y elevar así el nivel de servicio de toda la red. 3. NORMATIVA DE LA SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y

TRANSPORTES (SCT) Los indicadores que se han adoptado están establecidos en la NORMATIVA PARA LA INFRAESTRUCTURA DEL TRANSPORTE, de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes. Esta nueva Normativa recurre a los índices de calidad de la superficie de rodamiento para la aceptación o rechazo de las obras. Adicionalmente establece valores para los que un constructor se hace acreedor a un estimulo adicional al precio pactado o a una penalización. El proceso de adopción de esta Normativa ha sido lento, pero se espera que este mismo año quede totalmente implantada en los nuevos contratos de obra. El valor máximo admisible del IP que establece la norma es de 46 cm/km para la construcción de carpetas de granulometría densa sobre pavimentos en operación, siendo un valor menos exigente que para construcción de carpetas en pavimentos nuevos, donde se acepta un valor máximo de 24 cm/km. Este criterio se justifica al tomar en cuenta que sobrecarpetas delgadas colocadas sobre pavimentos existentes son incapaces de corregir totalmente el IP. El valor medio en estos casos se ha establecido en 31 cm/Km y 14 cm/Km respectivamente. Valores mayores son penalizados hasta con el 10% del precio. Para valores menores hay una bonificación hasta del 5% del precio. El valor mínimo de resistencia a la fricción que la Normativa establece es de 0.6 para pavimentos nuevos o repavimentación. Durante la vida útil, la SCT ha considerado un valor mínimo exigible durante la operación de 0.4. Valores menores requieren atención. 4. PROGRAMAS DE OBTENCION DE INDICADORES OBTENCION DEL IRI A partir de 1999 y con evaluación anual hasta el 2003 se llevó a cabo la determinación del IRI en toda la red federal, con equipos adquiridos por la SCT. En los primeros dos años se obtuvo un IRI global en toda la red de 3.4 y sus valores individuales se consideraron en los programas de conservación de los años subsecuentes. Estas acciones permitieron disminuir el IRI global. El costo de

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este programa de mediciones en comparación con la reducción de los costos de operación fue insignificante. A partir de entonces se están implementando sistemas de gestión de la conservación con información del IRI, cuyo valor medio en el 2003 fue de 2.8. OBTENCION DEL COEFICIENTE DE FRICCION ( µ ) También se ha establecido un programa de medición de la resistencia a la fricción, en la red federal libre en una longitud aproximada de 23,479 Km, utilizando el equipo Mu-Meter. Las mediciones se han efectuado anualmente a partir de 2002, con lecturas en tramos de 500 a 1,000 m, espaciados a cada 20 km aproximadamente. Esto representa evaluar el 2.5 % de la longitud de la red, lo que arroja escasa información de la condición real. Se requiere ampliar la medición de manera continua a toda la red, cada 2 años, para contar con indicadores que permitan programar los trabajos de corrección inmediata en los tramos que están fuera del límite establecido, con una selección justificada que optimice los recursos. La información disponible a la fecha, ha permitido visualizar la persistencia de los valores e identificar, en principio, los tramos medidos de la carretera que se encuentran fuera del límite establecido. A partir de la identificación de estos tramos, se ha realizado un programa de auscultación de manera continua, para definir los tramos por corregir y evitar gastos innecesarios. La SCT ha realizado mediciones de la resistencia a la fricción para velocidades de 65, 75 y 90 km/hr y ha observado que la variación de los resultados es insignificante. También se ha observado que las mediciones a diferentes temperaturas, para un mismo sitio, no varían significativamente. 5. CONCLUSIONES México cuenta con una red de caminos pavimentados que requieren estar en condiciones de servicio aceptables, con la finalidad de brindar seguridad y confort al usuario. Para ello, ha implementado a través de los años, técnicas de obtención de indicadores de comportamiento de los pavimentos y ha establecido especificaciones cada vez más exigentes en la calidad de construcción y en la conservación de la superficie de rodamiento, todo ello con la finalidad de disminuir los sobrecostos de operación. El elemento del camino que más influye para un tránsito rápido, cómodo y seguro es la superficie de rodamiento. De ahí la importancia de conocer periódicamente su estado físico y programar las acciones correctivas. Esto se puede llevar a cabo mediante la medición de los indicadores, con equipos de alta producción y de manera continua, para cubrir la totalidad de la red.

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La ventaja de contar con información directa y continua de las condiciones estructurales del pavimento, es la adopción de soluciones más racionales, que eviten gastos innecesarios y que justifiquen el tiempo de duración con la que fueron proyectados. De ahí la importancia de contar con equipos de medición continua de las deflexiones y no de manera discreta como lo es hasta el momento. Conocer periódicamente la respuesta de los pavimentos de la red de carreteras mexicanas, mediante indicadores, permite formar un banco de datos que servirá para operar un sistema de gestión de la conservación. La interpretación de estos resultados debe realizarse de manera integral para obtener soluciones técnicas rentables. Otras de las ventajas de la auscultación permanente de los pavimentos y su diagnostico rápido, seguro y continuo, es la definición de las estrategias de conservación en los tramos con comportamiento satisfactorio y la programación de estudios más detallados en los sitios que requieren reconstrucción. La SCT, como hasta la fecha lo está haciendo, con visión definida, pretende consolidar este programa en uno o dos años más. Referencias. Carlos Casas Nagore, La gestión de la explotación de carreteras mediante indicadores, 1ª Edición. ATC. Arturo M. Monforte, Conservación de Carreteras Federales libres de peaje, Trabajo de ingreso a la Academia de Ingeniería de México, 2008. www.sct.gob.mx/carreteras http://normas.imt.mx/carr.htm