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7/23/2019 Paper Survial

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MECANISMO PARA DETERMINAR TOLERANCIAS EN UMBRALES DE

RUGOSIDAD EN LOS CONTRATOS DE CONCESIN

Jorge E. Montoya Goicochea1

Sinopsis: Se propone un mecanismo para la determinacin de tolerancias en el control de la Rugosidad MediaDeslizante en las concesiones viales, relacionando el IRI de diseo de la va con la cuantificacin del diseogeomtrico de la misma va en una determinada longitud de tramo vial.Para tal objetivo, se analiz los impactos y efectos que la implementacin de dicha propuesta pueda generar en elequilibrio econmico dentro del marco de los contratos de concesin, analizando tambin los probables costos ybeneficios que puedan generarse tanto para los usuarios como para el concesionario.

Palabras Clave: Rugosidad, IRI, Rugosidad Media Deslizante, Concesin, Concesionario, Usuario, Estado,Contrato, Va, Gestin Vial.

INTRODUCCIN

Por su importancia, la rugosidad es uno de losparmetros de control que normalmente se utiliza paraevaluar la gestin del concesionario respecto a laconservacin de la va. El IRI constituye en laactualidad uno de los controles de serviciabilidad msimportantes, debido a que puede relacionarse con elnivel de comodidad, seguridad y costos de operacin ypor lo tanto, facilita la cuantificacin de los beneficiosque obtiene el usuario.

En el pas, la utilizacin del IRI como parmetro decontrol ha sido implementada aproximadamente desde1992. Posteriormente, con el inicio de la concesin delas carreteras como Arequipa Matarani y la Red VialN 5, se dio inicio a la utilizacin del IRI comomecanismo de control para las redes concesionadasestableciendo como metodologa de control el IRIPromedio del tramo. A partir de ah se estableci paralas siguientes concesiones la metodologa conocidacomo Rugosidad Media Deslizante, a la cual solo enalgunos contratos de concesin fue adicionado unatolerancia a dicho umbral admisible.

Del mismo modo, la similitud geomtrica de las vas depenetracin en la mayora de las redes vialesanteriormente mencionadas aunado a la dificultad delmecanismo de control de rugosidad son una fuerterazn para considerar la inclusin de una toleranciadentro de los trminos contractuales; sin embargo

quedara pendiente la problemtica respecto aldimensionamiento de dicha tolerancia, puesto que noexiste metodologa alguna para establecerlo.

EL INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL

El concepto de Rugosidad (IRI) est definido como ladesviacin de una determinada superficie respecto a unasuperficie plana terica, con dimensiones que afectan ladinmica del vehculo, la calidad de manejo, cargasdinmicas y el drenaje, por ejemplo, el perfillongitudinal, perfil transversal.

Figura 1: Perfil Longitudinal Real de una Carretera

1Ingeniero CivilGraa y Montero Infraestructura, Av. Paseo de la Repblica N4675e-mail:[email protected]


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En tal sentido, podemos sealar que el IRI se establecia partir de conceptos asociados a la mecnica vibratoriade los sistemas dinmicos, todo ello, en base a unmodelo que simul el movimiento de la suspensinacumulada por un vehculo al circular por unadeterminada longitud de perfil de la carretera, a unavelocidad estndar de 80 km /hr; esta hiptesis descritaes conocida como el Modelo de Cuarto de Carro.

Figura 2: Modelo de Cuarto de Carro

Entonces, el valor del IRI ser mejor cuanto ms nosacerquemos a la superficie plana terica, teniendo encuenta que este concepto es utpico, ya que se necesitaun mnimo de rugosidad para garantizar la adherenciarueda-pavimento.

EXIGENCIAS ENCONTRADAS EN LOSCONTRATOS DE CONCESIN RESPECTO ALCONTROL DE LA RUGOSIDAD.

A partir del ao 2004, para las concesiones vialesIIRSA Norte, IIRSA Sur (Tramos 1, 2, 3, 4 y 5), Emp.Buenos Aires Canchaque, IIRSA Centro Tramo 2 y laAutopista del Sol, fue establecido como control deRugosidad la metodologa conocida como RugosidadMedia Deslizante calculada en intervalos de 1 Km. Alrespecto mencionamos que la mayora de los tramosviales concesionados mencionados anteriormente secaracterizan por clasificarse como vas de penetracin;y por ende poseer un trazo sinuoso. Sin embargo y pesea su caracterstica geomtrica similar, encontramos quesolo para los contratos de las concesiones IIRSA Nortee IIRSA Sur Tramos 2, 3 y 4, al mecanismo de controlde Rugosidad se leadicion una Tolerancia; la cual nofue incluida dentro de los contratos respectivos de lasotras concesiones viales anteriormente mencionadas:IIRSA Sur tramos 1 y 5, IIRSA Centro tramo 2, Emp.Buenos Aires Canchaque y la Autopista del Sol.

Figura 3: Consolidado de exigencias de rugosidad en concesionesviales en el Per al ao 2010.

PROBLEMTICA ENCONTRADA RESPECTO ALA FALTA DE TOLERANCIAS DENTRO DELMECANISMO DEL CONTROL DE LARUGOSIDAD.

Desde el punto de vista tcnico y contractual, lacarencia de una Tolerancia dentro de este mecanismo decontrol arrastra una importante problemtica para elconcesionario al momento de gestionar el cumplimientode la rugosidad solicitada. En tal sentido, antes de

establecer la problemtica considero oportunomencionar las siguientes hiptesis desarrolladas:

1. La ecuacin matemtica del clculo del IRI fueplanteada considerando las desviaciones conrespecto a una superficie plana terica (llana y nosinuosa), en la cual un vehculo podra transitar a 80km/h; es decir un horizonte perfecto sin subidas nibajadas que asegure que en la cuerda que se formano hayan desviaciones desde el inicio hasta el finalde la misma. En tal sentido y considerando el fuertetrazo sinuoso y los fuertes cambios en la pendiente

longitudinal necesarios para poder atravesar lascadenas montaosas que caracterizan la geografaperuana es indiscutible indicar que existe unainfluencia de la geometra de la va hacia el valorcalculado del IRI. Si esta influencia depende muchodel trazo de la va, queda claro que por defecto elIRI de diseo va a ser mayor que 0 m/km que serael valor obtenido en una superficie plana terica

CONCESIN Ao Metodologa

IRI

Obras

Nuevas

Operacin

Tolerancia

IMD

(veh/da)

Velocidad

de

diseo

(Km/h)

Arequipa

Matarani1994 IRIpromedio 2.0 2.0 No 2,500 60

RedVialN

52003 IRIpromedio 3.5 3.5 No 3,500 75

RedVialN

6

2005 IRIpromedio 2.0 3.020%y

15%

4,500 75

IIRSANorte,

IIRSASur,

tramos2,3y

4

2006IRIMedia

Deslizante

2.5/

3.53.5/4.0

20%y

15%400 50

IIRSASur

tramos1y52007

IRIMedia

Deslizante

2.0/

2.53.5/4.0 No 400 50

Buenos

Aires

Canchaque

2007IRIMedia

Deslizante

2.5/

3.03.5/4.0 No 200 50

Autopista

delSol2009

IRIMedia

Deslizante2.0 3.5 No 3,000 75

IIRSA

CentroT22010

IRIMedia

Deslizante2.0 3.5 No 4,000 50


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ideal. Por esta razn, es que el umbral admisibleque se exigen en los contratos de concesin paracontrol de rugosidad debiera modificarseflexibilizndose segn el trazo de la va.

2. Respecto a la metodologa de medicin, el obtenersela Rugosidad Media Deslizante a partir del promediode 5 valores de IRI individuales de 200 metros

consecutivos, la convierte en una metodologamucho ms susceptible a manifestar los valorespicos que puedan haberse obtenido en una muestraindividual de 200 metros, pudiendo sobrepasar confacilidad los umbrales mximos permisibles. Poresta razn esta metodologa de control es muchoms exigente que el IRI Promedio, en la cual (talcomo su nombre lo indica) se promedian todos losvalores del tramo dando un solo valor absoluto comoresultado y de esta forma se pueden disipar losvalores picos que puedan obtenerse en los resultadosde la medicin.

3. Los pavimentos asfalticos nuevos, a partir de unaserie de mediciones de IRI en proyectos deconstruccin de carreteras establecen que con lossistemas de pavimentacin disponibles en elmercado se obtiene un IRI Caracterstico promedioigual a 2.21 m/km la cual podra calificarse como elefecto de trabajo para pavimentos nuevos.

Con base en las tres hiptesis mencionadas, laproblemtica identificada se encuentra en que:considerando el efecto de trabajo que se obtiene para elIRI en pavimentos nuevos con los sistemas depavimentacin disponibles en el pas y sumndole lametodologa de la rugosidad media mvil descritalneas arriba, se considera que para las zonas de trazosinuoso los valores de Rugosidad obtenidos no van a sersimilares a los obtenidos en zonas llanas y no sinuosas,puesto que por la influencia de la geometra de la va notendrn la misma lnea de partida; es decir, que parazonas llanas y poco sinuosas los valores tericos de IRIde diseo sern casi similares a 0 m/km y por lo tanto elvalor de efecto de trabajo para pavimentos nuevos sersimilar a los valores de IRI obtenidos en campo. Casodistinto es el IRI obtenido en zonas de trazo sinuoso,donde el valor de IRI obtenido en campo ser laresultante del efecto de trabajo para pavimentos nuevossumado al IRI de diseo que en estos casos ser mayorque 0 m/km.

Descriptivamente se tendra:

a b + cDonde:IRI obtenido de campo : a

IRI de diseo : bEfecto de trabajo : c

Se tiene que:

En trazo sinuoso : IRI diseo 0 m/km.En trazo no sinuoso : IRI diseo 0 m/km.

Por lo tanto:

IRI trazo no sinuoso cIRI trazo sinuoso b + c

INCIDENCIA DE LAS TOLERANCIAS EN ELCONTROL DE LA RUGOSIDAD EN LOSCONTRATOS DE CONCESIN.

Proponer la inclusin de una tolerancia para el controlde la rugosidad puede ocasionar una controversia talque genere intenciones de realizar modificacionesdentro de los contratos de concesin; asimismo, existela predisposicin de considerar como nico beneficiarioal concesionario.

Al respecto, se ha considerado que la inclusin de dicha

tolerancia puede llegar a generar impactos en losaspectos que se resumen a continuacin, razn por lacual se ha analizado cada una de ellas a fin de descartarla posibilidad de alterar ese equilibrio por el cual sefirma el contrato de concesin:

- Generacin de mayores beneficios para losconcesionarios.

- Generacin de mayores costos para los usuarios.

Generacin de mayores beneficios para losconcesionarios.

Puede interpretarse que implementar esta modificacina las reglas de juego que se han establecido a partir dela firma de contrato de concesin pueda generarbeneficios econmicos para el concesionario, sinembargo considero que el tema no se resuelve en estecontexto, sino que busca la ecuanimidad de lasinversiones (por parte del concesionario) que se realizanen la va con motivo del cumplimiento de las exigenciasmediante el equilibrio de las exigencias de los nivelesde servicio especficamente la rugosidad IRI.

Lo que se busca al implementar una tolerancia en elcontrol de la rugosidad es ajustar las obligaciones deeste parmetro (que se encuentra establecido en elcontrato de concesin) a las condiciones geogrficas ytopogrficas de la va, en donde se tomen enconsideracin los aspectos que aumentan el valor derugosidad de la va por efecto de la influenciageomtrica; y que como valor absoluto no reflejanicamente la lisura de la superficie de la va - que es lo


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que realmente busca exigir el contrato - la que a su vezest directamente relacionado con la calidad del trabajoque el concesionario pueda realizar en su intervencin.

De una forma ms explcita se presenta el siguienteargumento, el cual haciendo mencin a algunosconceptos de la gestin de infraestructura, se seala queel concesionario puede realizar labores de gestin vial

mediante estos tres tipos de conservacin y que a la vezestn establecidos en los contratos de concesin comoparte de las obligaciones: Obras de puesta a punto,Conservacin rutinaria y Conservacin peridica.

Al respecto, la primera gran intervencin que se realizaen la va despus de la toma de posesin vienen a ser lasconsideradas obras de puesta a punto; el concesionariorealiza labores necesarias para alcanzar los niveles deservicio exigidos dentro del contrato de concesin.

El mismo concesionario en busca de la optimizacin

tcnico - econmica busca proponer tipos deintervencin ms rentables, que como monto deinversin no sean onerosos pero que a la vez logrenobtener menores costos de inversin para el resto delperiodo de concesin. Segn se menciona en distintasliteraturas que seguramente estn basadas en el estudioNCHRP-1-31, valores iniciales elevados de rugosidad-IRI traen consigo como consecuencia mayoresdeterioros en el tiempo, mayores costos de reparacin yuna reduccin de la vida til de servicio del pavimentoimplicando el anticipo de intervenciones orehabilitaciones antes de lo previsto. Por esta razn el

concesionario busca utilizar dentro de las alternativaselegidas la mejor tecnologa disponible para obtenermejores resultados de rugosidad como efecto de trabajode las intervenciones de puesta a punto.

En ese sentido, puede darse el caso que haciendo uso delas buenas prcticas constructivas y utilizando la mejortecnologa disponible en el mercado no se logre obtenerel valor de rugosidad deseado cual debera estar pordebajo de lo establecido en el contrato de concesin;esto sumado a que en algunos de los contratos deconcesin de las redes viales indicadas en el Figura 3 se

establecen parmetros de entrada que deben cumplirsecon las obras de puesta a punto y normalmente elumbral de rugosidad es mucho ms exigente que para elperiodo de servicio. En este caso, el desconocer elefecto de la influencia de los aspectos asociados a lageometra del trazo o a las singularidades en la vapuede generar que los agentes involucrados en las obrasde puesta a punto (concesionario, supervisor yconstructor) asocien directamente el valor del resultado

a la calidad constructiva de la intervencin, corriendo elriesgo de volver a ejecutar nuevamente la intervencin afin de alcanzar el valor contractual requerido pensandoque de esta forma pueda llegar a subsanarse laobservacin, generando as una doble inversininjustificada que inclusive pueda no llegar a reducir enalgo el valor de rugosidad luego de la primeraintervencin.

Asimismo, los valores de rugosidad IRI inicial quepuedan obtenerse a partir de la puesta a punto incidenmucho en el anticipo o postergacin de lasrehabilitaciones programadas, las cuales podranprogramarse para despus del periodo de concesin eimplicara un ahorro sustancial de las inversiones delconcesionario. En ese sentido, a fin de obtener mayorinformacin referente a este tema, en la Figura 4 sepresenta una modelacin realizada mediante elprograma HDM-4 a un mismo tramo cuya variacin quese ha hecho para la comparacin es la diferencia del

valor de IRI inicial del pavimento (caracterizado a partirde valores similares a los que se exigen cumplir para lospavimentos nuevos o para las obras de puesta a punto),el cual para el caso 1 era igual a 2.0 m/km y para elcaso 2 un valor de 2.5 m/km. El tramo modeladosimul ser una va tpica de las rutas transversales de lared vial nacional, caracterizados por poseer un trazosinuoso y con pendientes variables, una velocidad decirculacin promedio de 30 km/h, ancho de calzadamenor a 7.0 mts y con criterios de intervencin muysimilares a los que se manejan en los organismosestatales.

Respecto al rango de diferencias en los valores derugosidad IRI adoptados para la modelacin semanifiesta lo siguiente: el valor de rugosidad para elcaso 1 fue caracterizado asumiendo un valor promediodel tramo evaluado sin considerar tolerancias. Para elcaso 2 si se consider la aplicacin de un factor detolerancia, por esta razn al momento de caracterizar elvalor de rugosidad su promedio aumentsustancialmente hasta 0.5 m/km sobre el valor del caso1; es muy importante indicar que la dimensin delaumento fue determinado solo para fines didcticos,

pues en la realidad la incidencia de asumir unatolerancia solo podra aumentar en una o dos decimasde unidades IRI.

Los resultados especifican similares fechas deintervencin. Es as que para los aos 2016 y 2015 seprograman trabajos de slurry seal y para los aos 2020 y2034 se programa la colocacin de carpeta asfltica enambos casos modelados.


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Figura 4: Programa de intervenciones modelados en HDM-4 para unmismo tramo con diferentes valores de rugosidad IRI inicial.

En ese sentido y aunque se presenten modificaciones enlos aos de intervencin las inversiones totales paraambos casos siguen siendo las mismas y por lo tanto,tericamente no habra beneficios econmicos para elconcesionario. Cabe mencionar que las fechas deintervencin podran variar en la realidad (puesto que esun cuadro elaborado a base de un modelo de

predicciones de deterioro) e inclusive que las ltimasintervenciones durante el periodo de concesin podrancambiar a un estndar ms bajo; pero estas decisionesforman parte de la propia gestin del concesionario losque contractualmente estn obligados a realizar todaslas acciones necesarias para cumplir con los niveles deservicio establecidos y en ese sentido seran auditablesen funcin a los resultados. Sin perjuicio de loindicado, esta modelacin realizada con un programaavalado por el Banco Mundial - nos demuestra que paralos mismos valores de niveles de servicio que semanejan en los contratos de concesin, no hay cabida a

reducir sustancialmente las inversiones con las que elconcesionario bas su propuesta para adjudicarse labuena pro del tramo en concesin.

Por lo tanto, mediante la ecuanimidad de las inversionesse busca la optimizacin y la adecuada utilizacin delcapital, evitando duplicar inversiones innecesariamentecomo en el caso de querer alcanzar valores derugosidad-IRI en tramos sinuosos que son fuertementeafectados por la geometra del trazo.

Generacin de mayores costos para los usuarios.

Del mismo modo, puede interpretarse que implementaresta modificacin a las reglas de juego que se hanestablecido a partir de la firma de contrato de concesinpueda generar mayores costos para los usuarios. Sinembargo considero que no habr afectacin alguna,puesto que los estndares de condicin y serviciabilidadsiguen siendo los mismos an adicionando la tolerancia

al control de rugosidad y por lo tanto no podran afectardeterminantemente en los costos de operacinvehicular.

Respecto a los costos de operacin vehicular, estos sepueden definir como costos incurridos por losconductores de los vehculos cuyo viaje tiene un puntode inicio y fin determinado. Son cuatro tipos de costos

sobre el usuario que se conocen: estn asociados a lacirculacin de los vehculos, al tiempo de viaje, a losaccidentes y a las incomodidades que puedan incurrirdurante su trayecto de los cuales los dos ltimos no sonconsiderados en los modelamientos.

En ese sentido, a fin de obtener mayor informacinreferente a este tema, se realiz una modelacinmediante el programa HDM-4 a un mismo tramo cuyavariacin planteada para la comparacin es la diferenciadel valor de IRI inicial del pavimento (caracterizado apartir de valores similares a los que se exigen cumplir

para los pavimentos nuevos o para las obras de puesta apunto), el cual para el caso 1 era igual a 2.0 m/km ypara el caso 2 un valor exagerado de 3.0 m/km a fin demaximizar la variacin que pueda encontrarse alcompararse los costos de operacin vehicular de estosdos casos. As como el tramo modelo utilizado yexpuesto en la Fig. 4, este simul ser una va tpica delas rutas transversales de la red vial nacional,caracterizados por poseer un trazo sinuoso y conpendientes variables, una velocidad de circulacinpromedio de 30 km/h, ancho de calzada menor a 7.0mts y con criterios de intervencin muy similares a los

que se manejan en los organismos estatales.

Figura 5: Estimacin de costos de operacin vehicular, modeladosen HDM-4 para un mismo tramo con diferentes valores derugosidadIRI inicial.

Al respecto, los resultados de la modelacin presentadaen la Figura 5 indican que para las caractersticasindicadas, los costos de tiempo de viaje son similarespara los dos casos, y eso se da principalmente por que elmodelo asume que la velocidad de circulacin est

Caractersticas

Tramo

Criteriode

intervencin

Aodeintervencin Inversin

Total

US$/Km2016 2020 2025 2030 2031 2034

Caso1:

IRIinicial:2.0

m/km

Fisuras:0%

Ahuellamiento:0

mm

SlurrySeal

cuandofisuras>

15%.

CarpetaAsfltica

10cmcuandoIRI

>4.

SlurrySeal

cuando

desprendimiento

>20%.

Mantenimiento

rutinario

Slurry

Seal

Carpeta

Asfltica

Slurry

Seal

Carpeta

Asfltica

Carpeta

Asfltica 640,200.00

Caso2:

IRIinicial:2.5

m/km

Fisuras:0%

Ahuellamiento:0

mm

Slurry

Seal

Carpeta

Asfltica

Slurry

Seal

Carpeta

Asfltica

Carpeta

Asfltica 640,200.00

CaractersticasTramo Criteriodeintervencin

Costosacumuladosparaperiodo20aos

costosde

circulacin(a)

costostiempo

deviaje(b)

Costode

operacin

vehicular

(a)+(b)

Caso1:

Km35+000 Km36+000

IRIinicial: 2.0m/km

Fisuras: 0%

Ahuellamiento:0mm

Geometra: 169.80/km

Vel.circulac:30Km/h

SlurrySealcuandofisuras>15%,

CarpetaAsfltica 10cmcuandoIRI>4,

Sellodefisurascuandofisuras>5%

6,788,093.8 1,536,125.0 8,324,218.8

Caso2:

Km35+000 Km36+000

IRIinicial: 3.0m/km

Fisuras: 0%

Ahuellamiento:0mm

Geometra: 169.80/km

Vel.circulac:30Km/h

SlurrySealcuandofisuras>15%,

CarpetaAsfltica 10cmcuandoIRI>4,

Sellodefisurascuandofisuras>5%

6,903,906.3 1,536,125.0 8,440,031.3


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principalmente limitada por la geometra del camino.En el modelo HDM-4, las velocidades promedio sonuna funcin de la rugosidad IRI y de la geometra delcamino; como el valor de rugosidad permite un manejoconfortable a la velocidad de circulacin que ha sidolimitada por la geometra, la influencia de la rugosidadpara la determinacin de estos costos son nulos.

Respecto a los costos de circulacin, estos sufren unaligera variacin que est basada principalmente en unmayor consumo de neumticos y repuestos y unapequea parte asociada al consumo de combustible.Como se indic anteriormente, en el modelo HDM-4,las velocidades promedio para la determinacin delconsumo del combustible son una funcin de larugosidad IRI y de la geometra del camino; entoncesel valor de rugosidad permite un manejo confortable ala velocidad de circulacin que ha sido limitada por lageometra, sin embargo la rugosidad influye en el usode cambios menores de la transmisin que a la vez

utiliza mayores revoluciones del motor y por ende unmayor consumo de combustible.

Sin embargo, esta diferencia resultante de lamodelacin representa el 1% del costo de operacinvehicular, la cual puede formar parte del margen deerror debido a que hablamos de una simulacin, por locual considero que ambos casos presentan resultadossimilares. Adems, se debe tener en cuenta lapercepcin del usuario quien viene a ser el principalbeneficiario de las inversiones privadas, para el cualuna diferencia de 5 decimales de rugosidad entre el caso

1 y 2 es casi imperceptible, a tal nivel de calificarlasiguales. Lo que busca el usuario es una carretera biensealizada, patrullada y que en que en caso de algnsiniestro, sepa que va a contar con auxilio en el menortiempo posible.

DETERMINACIN DE LA TOLERANCIA.

El procedimiento para la obtencin del mecanismo parala determinacin de tolerancias en el control de larugosidad media deslizante tom en cuenta lo siguiente:

1.

Obtencin de perfiles de las huellas de circulacinmediante los archivos DTM.

El IRI de diseo pudo ser dimensionado a partir de conocer las cotasde las huellas de circulacin cada 25 centmetros.

2. Adecuacin de los datos de los perfiles de lashuellas al formato ERD.

Debido a que el formato de reporte de las cotas delos perfiles de las huellas de circulacin fueronreportadas en extensin Excel, fue necesarioconvertir esta informacin a archivos con formatoERD para poder hacer uso del software Proval.

3. Calculo de valores de IRI mediante el programa

Proval 3.2.

Para realizar el clculo de los valores de rugosidadpara el IRI de diseo se utiliz el programa Provalen su versin 3.2. Los archivos ERD de loskilmetros analizados fueron cargados desde elmismo programa y su procesamiento fueconfigurado para que los valores de IRI resultantessean calculados en intervalos de 20 metros; de estaforma, se obtuvo 200 valores de IRI por cadakilmetro de va.

4. Reduccin del Margen de error del clculo devalores de rugosidad

La condicin ideal para obtener el IRI de diseohubiera sido el de determinar los perfiles de las

huellas de circulacin a partir de los archivosdigitales del diseo geomtrico de la va, donde sevuelva a redisear la va para anular toda posibilidadde que alguna deformacin pueda filtrarse ymanifestarse en los clculos de la rugosidad o IRI dediseo. Al haber trabajado con data topogrfica queincluye deformaciones de la va, era necesario

puntostopogrficoscada2metros


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realizar un filtro a fin de obtener una data estadstica

ms confiable.

La teora para el clculo de la rugosidad contempla

dos procesos previos: el low pass y el high pass. El

low pass es un filtro previo al procesamiento de

clculo, el cual se utiliza para suavizar las

irregularidades que se presentan en intervalos

menores a 25 cm y asignarse a este mismo intervaloun solo valor que represente el promedio de todas las

cotas de las irregularidades y elimine el efecto de las

ondas pequeas que no se consideran dentro de la

ecuacin de clculo de rugosidad. Por otro lado, el

high pass es un filtro que elimina el efecto de las

longitudes de onda mayores a 30 metros, las cuales

el algoritmo de clculo de rugosidad no considera

como datos de entrada, puesto que estas no provocan

las vibraciones relacionadas a la reduccin de la

sensacin de confort de la va.

El filtro low pass no fue necesario aplicar debido aque las cotas topogrficas que representan los

perfiles de las huellas de circulacin de los

kilmetros evaluados, han sido calculados tomando

en consideracin los intervalos de 25 centmetros

(recordar que las cotas del perfil de las huellas de

circulacin fueron calculadas cada 25 centmetros).

Caso distinto ocurre con el high pass, en donde si

hay un alto grado de existencia de longitudes de

onda mayores a 30 metros, debido a que por defecto,

los datos de campo que fueron levantados cada dos

metros, han logrado suavizar las longitudes de onda

que se encuentran dentro de estos mismos intervaloshacindolas ms similares a las obtenidas de un

diseo geomtrico.

Figura 6: curvas de distribucin de los datos con error y sin errorde IRI 20 mts del Km 159+000 al Km 160+000 del tramoPuquio Dv. Pampachiri. Este proceso se realiz para 94

kilmetros que sern datos para el anlisis bidimensional.

A efectos de ejecutar el high pass, de los 200 valores

de IRI calculados en intervalos de 20 metros

calculados en un kilmetro se elimin el 10% del

rango de valores ms altos, por cuanto este

porcentaje en una curva de distribucin (campana de

Gauss) representa el margen de error asumiendo que

no se tiene error en los valores menores.

5. Mecanismo para la determinacin de tolerancias

en el control de la rugosidad media deslizante.

Para realizar el anlisis bidimensional, fue necesario

considerar como datos de entrada a los valores de

curvatura horizontal por kilometro, las que a partir

de su correlacin, nos indicar el valor estimado de

IRI de diseo que correspondera al tramo analizado.

Figura 7: Anlisis bidimensional definitivo de los valores decurvatura horizontal vs. IRI de diseo de los 93 kilmetros

analizados.

Sin embargo, uno de los puntos observables de la lnea

de tendencia obtenida es que el coeficiente 1.0498 no

se ajusta a la lgica de la relacin terica de ambas

variables detallada en el captulo de problemtica

encontrada, puesto que el valor de IRI por influencia

geomtrica debiera de ser cero cuando el valor de

curvatura acumulada lo sea. En tal sentido, dicho

coeficiente es anulado, por lo cual la lnea de tendencia

que representa la relacin entre el grado de curvatura

horizontal y el IRI de diseo queda definida por la

siguiente ecuacin:

Y= 0.004.XDonde:

Y : IRI de diseo estimado (m/km)0.004 : coeficiente de relacin entre variables

X : Grado de curvatura horizontal (/km)

Luego, para estimar el porcentaje de tolerancia se sigue

procedimiento lneas abajo:

1.

De la base de datos del Inventario Vial Calificado

del sistema de gestin de carreteras de Provas

Nacional, extraer los valores de curvatura horizontal

correspondientes a los tramos que se desee

determinar. En caso que estos tramos hayan

recibido alguna modificacin de su trazo

y=0.004x+1.0498

R

=

0.2119

.00

.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0

IRI(m/km)

Curvatura(/km)


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geomtrico, habr que recalcular el valor decurvatura horizontal en el kilmetro intervenido.Cabe resaltar que los valores de curvatura horizontaldebern estar calculados en un intervalo de unkilometro.

2. Una vez identificados los valores de curvaturahorizontal para cada kilometro, utilizar la ecuacin

que relaciona el grado de curvatura con el IRI dediseo.

3. El IRI de diseo que sea afectado por un grado decurvatura, ser representado por un valor mayor acero, el cual deber ser sumado al efecto de trabajodel tipo de intervencin propuesto.

As se tendr:a b + c

Donde:IRI a obtenerse : aIRI de diseo : bEfecto de trabajo : c

Por ejemplo, un refuerzo de 7.5 cm tiene un efectode trabajo de 2.05 m/km en zonas con un IRI de 3.0m/km antes de la intervencin.

Al respecto, se sugiere utilizar la siguiente ecuacin,la cual fue extrada del Volumen 5 del manual deusuario del HDM-4.

4. Ese IRI a obtenerse, deber de ser comparado conel umbral admisible indicado en el contrato deconcesin; dentro de la comparacin se debercontar la cantidad de valores IRI a obtenerse queexceden o incumplen con el umbral admisible. Estevalor deber compararse con el total de kilmetrosevaluados, con lo cual se deber obtener un

porcentaje de incumplimiento. Es decir:a (%) = b /c

Donde:a: porcentaje de incumplimiento

b: N de valores que incumplen con elumbral admisible

c: total de kilmetros evaluados

5. Este porcentaje de incumplimiento est relacionadoa la cantidad de kilmetros donde se podraincumplir debido a la influencia de la geometra enel clculo del IRI. En ese sentido, se podra sugerirsu implementacin dentro del control de larugosidad como una tolerancia debido a un hecho noprevisto dentro de las consideraciones tcnicas.

CONCLUSIONES.Lo que se busc al implementar dicha tolerancia en elcontrol de la rugosidad es ajustar las obligaciones deeste parmetro (que se encuentra establecido en elcontrato de concesin) a las condiciones geogrficas ytopogrficas de la va, en donde se tomen enconsideracin los aspectos que aumentan el valor derugosidad de la va por efecto de la influenciageomtrica; y que como valor absoluto no reflejanicamente la lisura de la superficie de la va - que es loque realmente busca exigir el contrato - la que a su vez

est directamente relacionado con la calidad del trabajoque el concesionario pueda realizar en su intervencin.

Finalmente, el conocer la verdadera relacin entre losvalores de IRI de diseo y la geometra de la va, nosayudar a mejorar la lgica en el establecimiento de lasexigencias tcnicas en los trminos de referencia defuturas concesiones viales y expedientes tcnicos paracaminos nuevos pavimentados.

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paper survial

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