Marcelo G. BustosEscuela de Ingeniería de Caminos de MontañaUniversidad Nacional de San Juan - Argentina

Impacto de los niveles de carga del tránsito sobre la conservación y el valor patrimonial de una red vial

Objetivos del caso de estudio• Analizar la incidencia de distintos estándares de conservación sobre la

evolución del estado o condición de los tramos de las redes viales.

• Evaluar la variación del estado global de las redes en función de distintos niveles presupuestarios.

• Estudiar la influencia de niveles crecientes de cargas de tránsito (ESALs) de los camiones sobre costos de conservación y estado de la red

• Analizar el efecto de estas variaciones sobre el valor de los activos viales incorporados en las redes.

Red Analizada: Caso hipotético• En este ejercicio se asume una red de tramos ficticios, pero que

representan a los diferentes segmentos que forman la red de caminos de dos carriles, con pavimento asfáltico.

• Para ello se ha agrupado a los caminos según tipo de carretera (primaria o secundaria), niveles de tránsito, estado de deterioro y zona climática.

• Cada “tramo representativo” tiene una longitud proporcional a la cantidad de km de rutas incluidos en cada nivel

• La red está dividida en primer lugar en rutas primarias y secundarias, lo cual está asociado a un tipo específico de estructura.

Red Analizada: Caso hipotético

• Estas dos sub-redes contienen cada una a ocho (8) tramos representativos, con distintas longitudes dependiendo de la cantidad de km abarcados en la sub-red real en cada caso (1 km de tramo ficticio = 100 km de rutas reales).

Condic. Pobre

Condic. Aceptable

Condic. Pobre

Condic. Aceptable

Tráns. Bajo T01 T03 T05 T07

Tráns. Medio T02 T04 T06 T08

Tráns. Medio T09 T11 T13 T15

Tráns. Alto T10 T12 T14 T16

Red Secundaria

Red Primaria

CLIMA SECO CLIMA HUMEDO

Cond. Mala

Cond. Regular

Cond. Mala

Cond. Regular

Tráns. Bajo 15.5 18.5 11.3 20.2

Tráns. Medio 8.4 12.7 9.2 8.7

Tráns. Medio 14.8 12.6 18.3 14.3

Tráns. Alto 40.3 7.9 31.0 11.0

CLIMA HUMEDO

Longitud de cada tramo representativo (kms)

Red Secundaria

Red Primaria

CLIMA SECO

Red Analizada: Caso hipotético• Los niveles de tránsito y condición (estado de deterioro) se definen en las

siguientes tablas. Los datos de deterioro no indicados explícitamente, se asumen iguales a cero:

TMDA 2017 Tráns. Bajo Tráns. Medio Tráns. Alto

Automóviles 400 1200 2600

Camionetas 400 1200 2600

Buses 150 300 600

Cam. Medianos 120 500 800

Cam. Articulados 130 600 1200

Totales 1200 3800 7800

Cond. Pobre Cond. Aceptable

IRI (m/km) 5.2 2.5

Griet. Estr. Totales (%) 40 10

Griet. Anchas (%) 20 2

N° baches/km 5 0

Prof. Roderas (mm) 18 5

Textura (mm) 0.5 0.7

Resist. Deslizamiento 0.4 0.5

Valores patrimoniales de los tramos por km• Valores de activos unitarios dependen del estado de

deterioro y nivel de tránsito: • Tránsito Alto – Condición Aceptable: 1 000 000 US$/km• Tránsito Alto – Condición Pobre: 750 000 US$/km• Tránsito Medio – Condición Aceptable: 800 000 US$/km• Tránsito Medio – Condición Pobre: 650 000 US$/km• Tránsito Bajo – Condición Aceptable: 700 000 US$/km• Tránsito Bajo – Condición Pobre: 550 000 US$/km

Condiciones ClimáticasZona Húmeda Zona Seca y Templada

Otras variables: Datos geométricos y crecimiento del tránsito

• Geometría: Con curvas y suavemente ondulado

Parámetros de la flota vehicular: datos básicos y costos unitarios

Datos globales de los tramos

• Ancho de calzada: 7.30 m• Ancho de bermas: 1.50 m• Dirección de flujo: Dos carriles• Clase de superficie: Asfáltica• Tipo de veloc/capac: 2 pistas estándar• Modelo de tránsito: Interurbano • Clase de accidentes:Rutas 2 carriles

Estructura de pavimento de los tramos: Red primaria

Estructura de pavimento de los tramos: Red secundaria

Estándares de conservación: 3 escenarios• MANT02 - Estándar de conservación para pavimento asfáltico:

mantenimiento mínimo• Mantenimiento rutinario anual (actividades diversas)• Reparación del total de baches abiertos (demora promedio en repararlos,

1 mes)• Reconstrucción del pavimento asfáltico cuando se supere IRI = 10 m/km

(adoptar nuevo pavimento de 70 mm de concreto asfáltico sobre base granular, con SNP = 4, y 97% de compactación relativa. Asumir que el IRI posterior será de 2 m/km, y las características superficiales serán las que sugiere el programa por defecto (textura 0.7 mm y resistencia al deslizamiento RD 0.55)

Estándares de conservación: 3 escenarios• MANT06 - Estándar de conservación para pavimento asfáltico:

mantenimiento «intermedio»• Mantenimiento rutinario anual (actividades diversas)• Reparación del total de baches abiertos (demora promedio en repararlos, 1 mes)• Aplicación de refuerzo de concreto asfáltico de 5 cm de espesor cuando se supere

IRI = 6 m/km. Asumir que el IRI posterior será de 2 m/km, y las características superficiales serán las que sugiere el programa por defecto (textura 0.7 mm y resistencia al deslizamiento RD 0.55)

Estándares de conservación: 3 escenarios• MCOMP01 - Estándar de conservación para pavimento asfáltico:

• Mantenimiento rutinario anual (actividades diversas)• Lechada asfáltica de 25 mm de espesor (coeficiente 0.15) cuando el área total

dañada supere el 40%. Textura (TX) 1 mm, RD = 0.55.• Reparación del total de baches abiertos (reparación inmediata)• Refuerzo de concreto asfáltico de espesor variable dependiendo del tránsito y

del estado del pavimento• Si TPDA ≤ 2000 y 3.5 ≤ IRI ≤ 5 ESP = 4 cm• Si 2001 ≤ TPDA ≤ 5000 y 3.5 ≤ IRI ≤ 5 ESP = 5 cm • Si TPDA ≥ 5001 y 3.5 ≤ IRI ≤ 5 ESP = 6 cm• Si TPDA ≤ 2000 e IRI ≥ 5.01 ESP = 6 cm • Si 2001 ≤ TPDA ≤ 5000 e IRI ≥ 5.01 ESP = 7 cm • Si TPDA ≥ 5001 e IRI ≥ 5.01 ESP = 8 cm

Planteo del análisis a nivel de red• Método de optimización: Maximizar VPN• Analizar a partir del año 2018, por un período de 20 años• Red de carreteras: Red (Primaria/Secundaria) Taller 4• Moneda de salida: Dólar USA• Tasa de actualización: 10%• Para cada tramo, generar las siguientes alternativas:

• 01 Alternativa Base Mantenimiento Mínimo: asignar el estándar MANT02• 02 Alternativa Mantenimiento “Intermedio”: asignar estándar MANT06• 03 Alternativa Estándares Compuestos: asignar estándar MCOMP01

• Generar para cada red 3 escenarios presupuestarios (bajo, medio y alto), con un período cada uno que dure 20 años en cada caso. Montos en millones de US$:

• Red primaria: Bajo 40; Medio 45; Alto 55• Red secundaria: Bajo 18; Medio 21; Alto 24

Análisis de la variación de niveles de carga del tránsito• HDM-4 trabaja con concepto de ESALs (AASHTO 1993) para caracterizar cargas• Incremento de cargas puede ser en volumen de vehículos pesados o en

magnitud de cargas por eje• En este estudio, el caso base considera:

• Camiones medianos: 0,78 ESAL/veh promedio• Camiones articulados: 4,0 ESAL/veh promedio

• Se analizan dos niveles de incrementos de cargas por eje:• Incremento del 10% en las cargas

• Camiones medianos: 1,13 ESAL/veh promedio• Camiones articulados: 5,88 ESAL/veh promedio

• Incremento del 20% en las cargas• Camiones medianos: 1,59 ESAL/veh promedio• Camiones articulados: 8,33 ESAL/veh promedio

Definición de

alternativas

Programa sin restricciones

Niveles Presupues-

tarios

IRI medio de la red para

cada estándar

alternativo

Evolución del IRI de la red

por nivel presupues-

tario:caso base

Evolución del IRI de la red primaria por

nivel presupues-

tario:Incremento

del 10% en las cargas

Evolución del IRI de la red

primaria por nivel

presupuestario:Incremento del

20% en las cargas

Evolución de la condición de la red por nivel presupuestario: caso base

Evolución de la condición superficial de los pavimentos de la red primaria por nivel presupuestario: Incremento del 10% en las cargas

Evolución de la condición superficial de los pavimentos de la red primaria por nivel presupuestario: Incremento del 20% en las cargas

Valuación de activos:

ejemplo de un tramo

representa-tivo de la red

Valuación de activos:

ejemplo de un tramo

representa-tivo de la red

InformaciónDr. Ing. Marcelo Gastón Bustos

Nombre del Relator

Profesor Titular – Jefe del Área de Investigaciones

Nombre del cargo del relator

Escuela de Ingeniería de Caminos de Montaña – UNSJ, Argentina

Empresa a la cual representa el Relator

www.eicam.unsj.edu.ar

Sitio web de contacto

mbustos@eicam.unsj.edu.ar

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