DESARROLLO DE MODELOS DE SERVICIABILIDAD PARA VÍAS COLOMBIANAS Delia María Curiel Castellar, MSc (c) Luis Guillermo Fuentes, PhD Oscar Javier Reyes , PhD Allex E. Alvarez, PhD

Contenido Generalidades Criterios de evaluación del INVIAS Objetivo Análisis estadístico Desarrollo de modelos de serviciabilidad Modelo matemático Conclusiones

Generalidades 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.

Diseño de Pavimentos Existen diversas metodologías para diseñar estructuras de pavimentos (Rígidos – Flexibles) Criterios de Diseño? Seviciabilidad, Fatiga, Erosión…. Como monitoreamos este comportamiento en la realidad? Hacemos seguimiento de los diseños originales? Diseño vs Administración…existe relación? Serviceabilidad

Objetivos Evaluar los criterios utilizados por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS) para valorar el estado de la infraestructura vial colombiana. Desarrollar un modelo de serviceabilidad ajustado a las características socioculturales del país Identificar los parámetros que inciden en la percepción de calidad que los usuarios tienen de las vías

Administración Vial 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. 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. La administración de pavimentos se basa en un análisis de técnico-económico, que permite una optimización de los recursos disponibles.

Administración Vial en Colombia En Colombia, los organismos encargados de cumplir con esta función a nivel nacional son la Agencia Nacional de Infraestructura (Antiguamente conocida como Instituto Nacional de Concesiones – INCO) y el Instituto Nacional de Vías - INVÍAS.

Administración Vial en Colombia Instituto Nacional de Vías - INVIAS Administradores Viales Profesionales de la ingeniería civil, altamente calificados para ejercer funciones de administración, gestión y planeación operativa y técnica, responsables de la dirección, coordinación, y control de las actividades rutinarias y periódicas y demás acciones en favor de la adecuada y oportuna conservación de las carreteras.

Administración Vial en Colombia Instituto Nacional de Vías - INVIAS Maneja dos criterios para evaluar el estado de la red vial Criterio Visual Criterio Técnico

Administración Vial en Colombia Instituto Nacional de Vías - INVIAS Criterio Visual El Criterio Visual corresponde a la caracterización subjetiva de una vía dada por un Administrador Vial y refleja el estado de transitabilidad y/o confort de la misma. Tres estados: Bueno, Regular o Malo Evaluaciones Trimestrales

Administración Vial en Colombia Instituto Nacional de Vías - INVIAS Criterio Técnico Calificación ponderada del estado de una vía teniendo en cuenta las áreas afectadas y los daños en funcionabilidad y suficiencia de los elementos de esta. Evaluaciones Semestrales

Administración Vial en Colombia Criterio Técnico Mediciones Visuales Factor de Ponderación

Administración Vial en Colombia Análisis de Datos Caso: Cesar

Análisis Estadístico Se evaluó la significancia estadística de la relación entre los resultados obtenidos utilizando el Criterio Técnico y el Criterio Visual El análisis ANOVA puede ser utilizado para conocer el modo en que el valor medio de la variable Criterio Técnico es afectada por los diferentes niveles de clasificaciones de la variable Criterio Visual   GL Suma de Cuadrados Media de Cuadrados F P-Valor VISUAL 2 20.73 10.365 101.4 <2e-16 Residuos 257 26.26 0.102

Serviciabilidad La serviciabilidad de una vía interpreta la percepción de la calidad de la superficie de rodadura que experimenta el usuario, por tanto esta depende de factores asociados a diversas características de las capas de rodadura y elementos que constituyen la seguridad vial.

Desarrollo de Modelos de Serviciabilidad Evaluación del modelo global Predictor Coef Coef. de EE T P-value BACHES 0.2643 0.02732 9.67 0.000 FISURAS -0.02713 0.03069 -0.88 0.378 DEFORMACIONES 0.23359 0.0566 4.13 DESPRENDIMIENTOS -0.02506 0.02409 -1.04 0.299 AHUELLAMIENTO 0.31258 0.0958 3.26 0.001 OTROS DAÑOS -0.10964 0.07445 -1.47 0.142 BERMAS 0.01171 0.01058 1.11 0.269 FUNCIONALIDAD CUNETAS 0.02476 0.02533 0.98 0.329 SUFICIENCIA CUNETAS -0.03092 0.02201 -1.41 0.161 FUNCIONALIDAD ALCANTARILLADO 0.07592 0.02537 2.99 0.003 SUFICIENCIA ALCANTARILLADO -0.0529 0.02163 -2.45 0.015 TALUDES -0.11661 0.04274 -2.73 0.007 ESTADO SEÑALIZACION VERTICAL 0.07439 0.02473 3.01 SUFICIENCIA SEÑALIZACION VERTICAL -0.08044 0.02559 -3.14 0.002 ESTADO SEÑALIZACION HORIZONTAL -0.01425 0.05742 -0.25 0.804 SUFICIENCIA SEÑALIZACION HORIZONTAL 0.06919 0.05336 1.30 0.196 Evaluación de signos y de significancia estadística Características superficiales de la calzada

Modelos Clásicos Pavimentos Flexibles Pavimentos Rígidos SV Varianza de la pendiente longitudinal (Slope Variance) 10-6 rad RD ahuellamiento promedio, in C pavimentos flexibles – superficie agrietada, ft2/1000ft2 pavimentos rigidos – Longitud total (transversales y longitudinales) de grietas selladas o abiertas, ft/1000ft2 P superficie bacheada, ft2/1000ft2

Desarrollo de Modelos de Serviciabilidad Evaluación del modelo particular Stepwise - Backward Elimination Variable Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4 Coefic. P-Value BACHES 0.2623 0.2639 0.2659 0.2697 FISURAS 0.0132 0.6908 0.0122 0.7089 - DEFORMACIONES 0.2892 0.2903 0.3007 0.3283 DESPRENDIMIENTOS 0.0046 0.8576 AHUELLAMIENTO 0.0282 0.5657 0.0311 0.5015 0.0306 0.5078 Error Estándar 0.2926 0.2921 0.2916 0.2913 P-value CATEGORÍA RANGO Malo <1.911 Regular 1.911-2.596 Bueno >2.596

Conclusiones Se evaluaron los diferentes criterios utilizados por el Instituto Nacional de Vías para valorar el estado de la infraestructura vial de Colombia. Se observó una gran variabilidad en la comparación de los criterios utilizados por el INVIAS. La variabilidad que se presenta entre los dos criterios de evaluación estudiados en esta investigación se atribuye en gran medida a que el Criterio Visual está basado en la transitabilidad y el Criterio Técnico incluye parámetros que no necesariamente le apuntan al estado funcional de las vías.

Conclusiones Al aplicar regresión lineal múltiple y realizar un análisis estadístico, se identificó que las variables que mejor predicen la transitabilidad de una vía son aquellas relacionadas con los daños de la superficie de un pavimento Se observó que los Baches y Deformaciones son los deterioros que tienen mas impacto en las condiciones de transitabilidad de las vías.

Conclusiones Con este nuevo modelo lineal de serviciabilidad definido por las variables baches y deformaciones será posible tener una predicción más exacta del estado de las carreteras, al mismo tiempo que se ahorra tiempo y dinero ya que las mediciones realizadas en campo serán referidas solo a dos tipo de daños y no a dieciséis como se hacía anteriormente. Instituto Nacional de Vías tendrá bases confiables para tomar decisiones a la hora de llevar a cabo proyectos en materia de construcción, mantenimiento, rehabilitación y la conservación de vías, teniendo como prioridad que las deformaciones y los baches son los daños superficiales que mayor y mejor intervención deberán tener.

Agradecimientos

Muchas Gracias!! lfuentes@uninorte.edu.co