Download - 14 Manuel Palacios Establecimiento
Establecimiento de la Estrategia Óptima de Conservación en una carretera en función de la evolución de las deflexiones y
el IRI, teniendo en cuenta los Gastos para los Usuarios
Manuel José Palacios Mira
E.T.S. Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de
Ciudad Real
¿Es posible determinar la Estrategia óptima de conservación?
¿Merece la pena para la administración gestora no invertir lo suficiente en conservación? ¿Debe el usuario formar parte de la toma de decisiones en conservación de carreteras?
ÍNDICE
1. Necesidad de planificar la conservación
2. Planteamiento del Problema.
3. Definición de Variables.
4. Generación del Modelo.
5. Resultados
6. Planificación
7. Conclusiones.
1. NECESIDAD DE PLANIFICAR LA
CONSERVACIÓN
Gran red de Infraestructuras:
Vertebran el Territorio.
Gran valor Patrimonial.
Difícil Situación Económica.
Disminución de presupuestos destinados a Conservación.
Inversiones en Conservación insuficientes en España.
Estado deficiente de firmes de manera general.
Necesidad Inexcusable de planificar las Inversiones de
Conservación
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Sistema de Gestión
de firmes
Comportamiento teórico de las
capas del firme
Auscultación e Inspección visual
Modelo de previsión del
Estado del Firme
Ciclos de Conservación para
Año Horizonte
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Concepto de Índice de Estado
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Concepto de Índice de Estado
Expresión porcentual que defina el estado actual y la
evolución de un firme, en función de las variables que
influyan en el deterioro de una carretera.
3. DEFINICIÓN DE VARIABLES
Inspección visual
1. Climatología
2. Tráfico
3. Deflexiones
4. CRT
5. IRI
INSPECCIÓN VISUAL
A priori método modesto De los más Eficaces
Método más utilizado en Sistemas de Gestión de la
Conservación.
Desventaja: Posibilidad de defectos ocultos.
Ventaja: Defectos visibles completamente fiables.
Objetivos:
Detección, Identificación y Cuantificación de defectos.
Apoyo del Planteamiento de Estrategias de Gestión.
Prever la evolución en el futuro.
3.1 CLIMATOLOGÍA
Elemento de gran importancia en condiciones
extremas:
Hielo-Deshielo: Deterioros en bases y subbases.
Exposición Solar: Envejecimiento Superficie Rodadura.
Humedad: Pérdida de la Capacidad Soporte.
“COEFICIENTE AMBIENTAL” del HDM (Banco
Mundial)
f(Temperatura, Humedad)
3.2 TRÁFICO
FUNDAMENTAL en la evolución del Estado del
Firme.
Necesario un Estudio de Tráfico realista.
Daño de vehículos ligeros INSIGNIFICANTE frente al
de vehículos pesados.
3.3 Coeficiente de Rozamiento
Transversal(CRT)
Marca la necesidad de actuaciones superficiales en
corto – medio plazo.
No utilizado en el estudio:
Dificultad de obtención de datos.
Soluciones de Rehabilitación Integral solucionan
posibles problemas.
3.4 DEFLEXIONES
Medida relacionada con la Capacidad Estructural.
Tradicionalmente de los más utilizados.
Planificación de Campañas
Obtención de mediciones anuales
Previsión de Evolución de las Deflexiones
3.4 DEFLEXIONES
Estudio realizado para la N-420 entre Ciudad Real y Puertollano (P.K. 160+415 – 187+740).
Datos Disponibles: 2007, 2011 y 2012.
Curvas de evolución de la deflexión para los 84 tramos homogéneos por carril.
Obtención de Ecuación de 2º Grado aplicable a cada Tramo(Estadísticamente).
3.4 DEFLEXIONES
3.5 Índice de Regularidad Internacional
(IRI)
Cálculo de Costes para el Usuario
Realización de Campañas de medición
Falta de datos en Carretera de Estudio
3.5 Índice de Regularidad Internacional
(IRI)
Evolución del IRI (Modelo HDM)
4.GENERACIÓN DEL MODELO
1. Planteamiento del modelo
2. Planteamiento de Estrategias
3. Cálculo de Costes
4.1 Planteamiento del modelo
Expresión de Índice de Estado
Expresión porcentual que defina el estado actual y la
evolución de un firme en función de las variables que influyan
en el deterioro de una carretera.
4.1 Planteamiento del modelo
Factor Deflexiones:
Numero estructural Modificado
Necesidad de expresión que determine la capacidad
estructural del firme.
Expresión porcentual.
Aplicación de condiciones de contorno coherentes.
4.1 Planteamiento del modelo
Factor Deflexiones:
Numero estructural Modificado
4.1 Planteamiento del modelo
Factor Tráfico:
Establecimiento de la vida del Firme actual:
Vida Inicial
Vida Actual
Expresión que represente la evolución de la vida del firme
en función de la IMD de pesados.
Establecimiento de Porcentaje Vida del Firme año a año
Actualización anual (por carril)
4.1 Planteamiento del modelo
Factor Tráfico:
Evolución anual de la vida del firme en valor porcentual
4.1 Planteamiento del modelo
Factor Clima:
Coeficiente Ambiental HDM (Banco Mundial).
Expresión porcentual que establezca una degradación del
firme en función de la climatología de la zona.
4.1 Planteamiento del modelo
Factor Clima:
Evolución anual de la expresión de deterioro por
climatología.
4.1 Planteamiento del modelo
Ecuación Definitiva del Índice de Estado:
Análisis de sensibilidad para determinar los
coeficientes de ponderación.
Condiciones de contorno para fijar la curva (la
carretera nunca estará al 100% del Índice).
Planteamiento de una curva aplicable a los tramos
homogéneos en función de su deflexión.
4.1 Planteamiento del modelo
Ecuación Definitiva del Índice de Estado:
4.2 PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS
Agrupación de Tramos Homogéneos (84 por carril
en carretera de estudio) en Tramos con soluciones
similares TRAMO DE TRABAJO
Estrategia: Planteamiento de la frecuencia de
actuación de rehabilitación necesaria.
5 Estrategias Distintas (Años entre actuaciones de
rehabilitación):
OBTENCIÓN ESTRATEGIA ÓPTIMA POR TRAMO DE
TRABAJO
4.2 PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS
• Estrategia cada 7 años: Se compone de
actuaciones de rehabilitación de 5 cm.
Implica 4-5 actuaciones en 30 años.
Estrategia “puramente preventiva”.
• Estrategia cada 12 años: Compuesta de
recrecimientos de 8 cm en cada
actuación de rehabilitación. Implica 2-3
actuaciones en 30 años.
4.2 PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS
• Estrategia cada 14 años años: El recrecimiento de éstas rehabilitaciones es de 10 cm. Hace necesarias entre 2 y 3 actuaciones.
• Estrategia cada 16 años: Compuesta de
recrecimientos de 12 cm. Se hacen
necesarias 2 rehabilitaciones.
4.2 PLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIAS
• Estrategia cada 18 años: Compuesta
de recrecimientos de 14 cm. Se hacen
necesarias 2 rehabilitaciones.
Estrategia “puramente curativa”.
4.3 CÁLCULO DE COSTES
COSTES PARA EL TITULAR DE LA CARRETERA
COSTES PARA EL USUARIO
4.3 CÁLCULO DE COSTES
COSTES PARA EL TITULAR DE LA CARRETERA
Costes Conservación Ordinaria:
Mantenimiento de la carretera en condiciones necesarias de
vialidad, seguridad y comodidad.
Definido como:
1800 €/Km para toda la calzada (Año 1).
3600 €/Km para toda la calzada (Año 8).
Crecimiento Lineal.
4.3 CÁLCULO DE COSTES
COSTES PARA EL TITULAR DE LA CARRETERA
Costes Conservación Extraordinaria (Rehabilitación):
Evaluación mediante presupuesto de actuación:
Importancia Inspección Visual Costes de Fresado (30-35%)
Unidades de Obra de mayor entidad económica
4.3 CÁLCULO DE COSTES
COSTES ORDINARIOS
+
COSTES EXTRAORDINARIOS
COSTES PARA EL TITULAR DE LA CARRETERA
4.3 CÁLCULO DE COSTES
COSTES PARA EL USUARIO
“Módulo de Costes Operativos de Vehículos” HDM-IV
Coeficientes “a”: f(Características Físicas y Mecánicas del
Vehículo, Tipo de vía, Combustible, Lubricantes, Neumáticos)
5. RESULTADOS
• COSTES PARA EL TITULAR DE LA CARRETERA
• COSTES PARA EL USUARIO
5. RESULTADOS
Costes Titular de Carretera (Tramo de ejemplo):
Generalmente Estrategia Óptima: Estrategia Cada 12 años
Aumento de Costes para el Titular de la carretera al dilatar
actuaciones.
5. RESULTADOS
Costes Usuario (Tramo de ejemplo):
Estrategia Óptima: Estrategia cada 7 años.
Aumento de los Costes para el Usuario al dilatar
actuaciones.
5. RESULTADOS
Selección Estrategia Óptima
Estrategia Cada 12 años
AHORRO DEL 15% COSTES PARA EL TITULAR DE LA CARRETERA
SOBRECOSTE DEL 1% PARA EL USUARIO
6. PLANIFICACIÓN
Tabla de Planificación
“Picos” de inversión no son realistas en la situación
económica actual
Necesidad de optimizar más la solución
6. PLANIFICACIÓN
Costes planificados año a año
6. PLANIFICACIÓN
Tabla de Planificación optimizada
Inversiones distribuidas en función de las necesidades
de cada tramo.
“Suavizado” de inversiones anuales
6. PLANIFICACIÓN
Costes planificados año a año optimizados
7. CONCLUSIONES
Gran Importancia de Inspección Visual en
Planificación de Conservación.
Con campañas de Auscultación planificadas y
Trabajo de datos se ha podido determinar la
Estrategia Óptima y evaluar Costes y Ahorro.
Dilatación de rehabilitaciones y Deterioro en las
Infraestructuras NO es económicamente la
SOLUCIÓN ÓPTIMA.
Importancia del USUARIO: Debe formar parte de la
toma de decisiones.
MUCHAS GRACIAS
POR SU ATENCIÓN