aplicación de equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la conservación de...
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APLICACIÓN DE EQUIPOS DE ALTO
RENDIMIENTO PARA LA DEFINICION
DE ESTRATEGIAS EN LA
CONSERVACION DE CAMINOS
JULIO 2011
PROBLEMATICA Esquema Tradicional de la Conservación
TIEMPO
FRANJA DE CALIDAD ACEPTABLE DE SERVICIO
RECONSTRUCCIÓN
CONSERVACIÓN
$
$$
$$$$$$$$$$$$
CALI
DA
D
RECONSTRUCCIÓN
CONSERVACIÓN
$ $ $ $$$$$
TIEMPO
FRANJA DE CALIDAD ACEPTABLE DE SERVICIO
$
Esquema Deseable para la Conservación
BUENO
MALO
MUY MALO
REGULAR
ETAPA CRITICA
TIEMPO
200%
150%
100%
ES
TA
DO
DE
L C
AM
INO
CONTEXTO DE LA CONSERVACION
Fuente: IRF/CEPAL
COV ($)
ASUNTO:SOCIO – ECONOMICOINHIBIDOR O PRECURSOR DE LA ACTIVIDAD ECONOMICA BIENESTAR
ACCIONES ORIENTADAS A UNA CONSERVACION EFICIENTE
■ El punto de partida es la investigación y análisis de las actuales condiciones
operativas, físicas y mecánicas de los caminos
■ Diagnóstico e Identificación de los Tratamiento Convenientes
■ Programación
■ Dentro del contexto presupuestal de cada año (!) Maximizar el beneficio de
los Recursos Disponibles => A través de un mejor conocimiento de la Red =>
Auscultación de los Caminos
ALCANCE TIPICO DE UN ESTUDIO DE OFERTA Y DEMANDA DE INFRAESTRUCTURA
Definición de la Red Vial Motivo de Análisis
Auscultación con Equipo de Alto RendimientoInicio y Término de CaminosCoordenadas GeográficasAspectos geométricosPuntos Generadores de ViajesIRI y Profundidad de RoderasImágenes del Pavimento Imágenes Panorámicas
Evaluación Estructural del Pavimento
Sondeo Continuo c Radar de Penetración GPRMedición de Deflexiones Sondeos Simples
Estudio de Volúmenes de Tránsito
Determinación de Volúmenes para el 2010pronóstico de Crecimiento
Diagnóstico del PavimentoHistorial de Reparaciones 2008 – 2010 Definición de Costos por Tipo de IntervenciónDefinición de Segmentos homogéneosCálculo de la Vida Residual del Pavimento
Inventarios e InspeccionesInventario de SeñalamientoInspección y Generación de Fichas Técnicas
Inventario de PuentesInspección y Generación de Fichas Técnicas
Inventario de Obras de Drenaje
Inspección y Generación de Fichas Técnicas
Modelación y Corridas para Pronóstico de Costos a 15 añosAlimentación de Modelo y Corridas de HDM-4 Corrida para definición y costeo de la Rehabilitación InicialCorridas para conformar el Programa de Conservación y Mantenimiento a 15 añosDefinición del Modelo Operativo
EQUIPO AUSCULTACION DE ALTO RENDIMIENTO
PERFILÓMETRO INERCIAL CLASE 1
CARACTERÍSTICAS:• Sus principales componentes son sensores Láser,
dos acelerómetros
• Recopilación de Datos a Velocidad de Operación 80–110 km/hr• ASTM 950 – 94
PRODUCTOS: Microperfíl, IRI , IP
APLICACIONES:
•Cálculo del costo de Operación Vehicular
•Programas de conservación
•Sistemas de gestión de pavimentos
SCANNER TRANSVERSAL LRMS•Seccionamiento transversal a través de 2,000
puntos en una amplitud de 4 m.
•Tecnología de rayo laser y cámaras infrarrojas.
•Imágenes que permiten visualizar las condiciones
de la sección transversal y un software que calcula
la profundidad máxima de la rodera.
PRODUCTO:•Deformación de la Sección transversal•Exhibición de Fatiga Estructural
•Imagen Digital B/N de alta resolución (1,680 x 1280), Velocidad del Obturador 32 tomas/seg •Porcentaje por tipo de daño •cuadro de 3.6 m x 2.85 m
DVS (DISTRESS VISION SYSTEM)
Autopista: México - Querétaro Sentido: 1 Carril: 1
L O N G I T U D T O T A L Km Inicial: 32+860 Km Final: 207+330 Longitud: 174.47 kmPROFUNDIDAD DE RODERAS (mm)
SUBSECRETARIA DE INFRAESTRUCTURADIRECCION GENERAL DE DESARROLLO CARRETERO
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
11.0012.00
13.0014.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
30+000 50+000 70+000 90+000 110+000 130+000 150+000 170+000 190+000 210+000
K i l ó m e t r o
Pro
fun
did
ad
de
Ro
de
ras (
mm
)
Sentido 1 Sentido 2 Limite Grafica de Tendencia
10.00
•Tablas y gráficas de zonas con PR>10 mm (Carril, sentido)
•Análisis de comportamiento histórico del PR
(1999 al 2009)
IMÁGENES PANORÁMICAS
•Sistema compuesto de cinco
cámaras de alta resolución (1624 x
1224), orientadas a 0°, 45°, 90° 135°
y 180°
•El disparador de las cámaras se
activa en función de la longitud
recorrida, y el espaciamiento
longitudinal de la captura se puede
ajustar a la distancia necesaria
•GPS
•Software para Captura de Datos
SOFTWARE PARA RECORRIDOS VIRTUALES
13
APLICACIONES DERIVADAS
INVENTARIOS
El sistema lleva integrado un software que permite registrar durante el recorrido, diferentes elementos de la autopista como las señales verticales, las estaciones de servicio, PSV, PIV, las plazas de cobro, etc.
Estos datos quedan relacionados a una distancia (DMI) y a un par coordenado geográfico
GPS, PRODUCTOS:
• Longitud total
recorrida
• Planta - Perfil
• Radios de Curvatura
•Visualización en
Google Earth de
las autopistas.
Generalidades del alineamiento horizontal y vertical.
Planta
Curvatura Horizontal Promedio: Perfil
Pendiente Media Ascendente:
Pendiente Media Descendente:
Porcentaje del Viaje Ascendente: 41.79%
42.96 º/km
2.04%
-1.86%
40+000
60+000
80+000
100+000
120+000
140+000
160+000
180+000
200+000207+330
32+858
Elev=1850Elev=2050Elev=2250Elev=2450Elev=2650
32+000 42+000 52+000 62+000 72+000 82+000 92+000 102+000 112+000 122+000 132+000 142+000 152+000 162+000 172+000 182+000 192+000 202+000
EVALUACION ESCTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
SONDEO CONTINUO DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO A TRAVES DEL RADAR DE PENETRACION
Espesores del Pavimento Inferidos a partir de la Información del Radar de Penetración (GPR)
1 1Sentido: Carril:
Autopista: México - Puebla
0
20
40
60
80
100
29+
000
29+
200
29+
400
29+
600
29+
800
30+
000
30+
200
30+
400
30+
600
30+
800
31+
000
31+
200
31+
400
31+
600
31+
800
32+
000
32+
200
32+
400
32+
600
32+
800
Cadenamiento
Pro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
5+00
0
5+20
0
5+40
0
5+60
0
5+80
0
6+00
0
6+2
00
6+40
0
6+60
0
6+80
0
7+00
0
7+20
0
7+40
0
7+60
0
7+80
0
8+00
0
8+20
0
8+40
0
8+60
0
8+80
0
9+00
0
9+20
0
9+40
0
9+60
0
9+80
0
10+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
10+0
00
10+2
00
10+4
00
10+6
00
10+8
00
11+0
00
11+
200
11+4
00
11+6
00
11+8
00
12+0
00
12+2
00
12+4
00
12+6
00
12+8
00
13+0
00
13+2
00
13+4
00
13+6
00
13+8
00
14+0
00
14+2
00
14+4
00
14+6
00
14+8
00
15+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
15+0
00
15+2
00
15+4
00
15+6
00
15+8
00
16+0
00
16+
200
16+4
00
16+6
00
16+8
00
17+0
00
17+2
00
17+4
00
17+6
00
17+8
00
18+0
00
18+2
00
18+4
00
18+6
00
18+8
00
19+0
00
19+2
00
19+4
00
19+6
00
19+8
00
20+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
20+0
00
20+2
00
20+4
00
20+6
00
20+8
00
21+0
00
21+
200
21+4
00
21+6
00
21+8
00
22+0
00
22+2
00
22+4
00
22+6
00
22+8
00
23+0
00
23+2
00
23+4
00
23+6
00
23+8
00
24+0
00
24+2
00
24+4
00
24+6
00
24+8
00
25+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
25+0
00
25+2
00
25+4
00
25+6
00
25+8
00
26+0
00
26+
200
26+4
00
26+6
00
26+8
00
27+0
00
27+2
00
27+4
00
27+6
00
27+8
00
28+0
00
28+2
00
28+4
00
28+6
00
28+8
00
29+0
00
29+2
00
29+4
00
29+6
00
29+8
00
30+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
30+0
00
30+2
00
30+4
00
30+6
00
30+8
00
31+0
00
31+
200
31+4
00
31+6
00
31+8
00
32+0
00
32+2
00
32+4
00
32+6
00
32+8
00
33+0
00
33+2
00
33+4
00
33+6
00
33+8
00
34+0
00
34+2
00
34+4
00
34+6
00
34+8
00
35+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
35+0
00
35+2
00
35+4
00
35+6
00
35+8
00
36+0
00
36+
200
36+4
00
36+6
00
36+8
00
37+0
00
37+2
00
37+4
00
37+6
00
37+8
00
38+0
00
38+2
00
38+4
00
38+6
00
38+8
00
39+0
00
39+2
00
39+4
00
39+6
00
39+8
00
40+0
00
Cadenamiento
Pro
fund
idad
(cm
)
020406080100
32 +0 32 +2 32 +4 32 +6
32 +8
33 +0 33 +2 33 +4 33 +6 33
+8 34
+0 34
+2 34 +4 34 +6 34
+8 35
+0 35
+2 35 +4 35 +6 35 +8 36 +0 36 +2
36 +4 36 +6 36 +8 37 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
10 +0 10 +2 10 +4 10 +6
10 +8
11 +0 11 +2 11 +4 11 +6 11
+8 12
+0 12
+2 12 +4 12 +6 12
+8 13
+0 13
+2 13 +4 13 +6 13 +8 14 +0 14 +2
14 +4 14 +6 14 +8 15 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
15 +0 15 +2 15 +4 15 +6
15 +8
16 +0 16 +2 16 +4 16 +6 16
+8 17
+0 17
+2 17 +4 17 +6 17
+8 18
+0 18
+2 18 +4 18 +6 18 +8 19 +0 19 +2
19 +4 19 +6 19 +8 20 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
20 +0 20 +2 20 +4 20 +6
20 +8
21 +0 21 +2 21 +4 21 +6 21
+8 22
+0 22
+2 22 +4 22 +6 22
+8 23
+0 23
+2 23 +4 23 +6 23 +8 24 +0 24 +2
24 +4 24 +6 24 +8 25 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
25 +0 25 +2 25 +4 25 +6
25 +8
26 +0 26 +2 26 +4 26 +6 26
+8 27
+0 27
+2 27 +4 27 +6 27
+8 28
+0 28
+2 28 +4 28 +6 28 +8 29 +0 29 +2
29 +4 29 +6 29 +8 30 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
30 +0 30 +2 30 +4 30 +6
30 +8
31 +0 31 +2 31 +4 31 +6 31
+8 32
+0 32
+2 32 +4 32 +6 32
+8 33
+0 33
+2 33 +4 33 +6 33 +8 34 +0 34 +2
34 +4 34 +6 34 +8 35 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
020406080100
35 +0 35 +2 35 +4 35 +6
35 +8
36 +0 36 +2 36 +4 36 +6 36
+8 37
+0 37
+2 37 +4 37 +6 37
+8 38
+0 38
+2 38 +4 38 +6 38 +8 39 +0 39 +2
39 +4 39 +6 39 +8 40 +0
CadenamientoPro
fun
did
ad
(c
m)
• Puntos Generadores de Viajes
• Programa de Aforos de Tránsito
• Inferencia Estadística para TDPS => TDPA e identificación de
horas de máxima demanda
VOLÚMENES DE TRÁNSITO
sonar
VOLÚMENES DE TRÁNSITO
SISTEMAS DE GESTION
Estrategias Y ResultadosEstrategias Y Resultados
IRI ECONÓMICO SOCIAL1 IRI mínimo 100 ALTO ALTO MUY BUENO2 IRI mínimo,
presupuesto normal100 ALTO MODERADO BUENO
3 Máxima rentabilidad, presupuesto normal
100 BAJO ALTO MALO
4 IRI mínimo, presupuesto bajo
100 ALTO MODERADO BUENO
5 Máxima rentabilidad, presupuesto bajo
100 BAJO MODERADO MALO
6 Criterio TDPA 33 ALTO ALTO MALO
ESTRATEGIA% RED
considerada
IMPACTO
BANCO DE DATOS EN PLATAFORMA GIS
INTEGRACIÓN DE FICHAS PARA REGISTRO
Satisfacción del Usuario
Buenas Carreteras
Mantenimiento Bueno y oportunoPlaneación
para Toma Acertada de Decisiones
•Recursos Humanos Idóneos•Información
•Datos no Apreciativos•A tiempo•Comparables
Parámetros de Desempeño
IMÁGENES DE EQUIPOS:
FIN
IMÁGENES DE EQUIPOS:
6,400
6,500
6,600
6,700
6,800
6,900
1997
1998
1999
2000
Caso GuanajuatoCostos de Operación -Con el Estado Superficial del Pavimento
CO
ST
O A
NU
AL
DE
OP
ER
AC
IÓN
(M
illo
nes
de
pes
os) ISA 97= 2.957
ISA 98= 3.149
Ahorro 98/97 : 130 mill.
Ahorro 99/98 : 83 mill.
COTA= 6,820 mill.
COTA= 6,690 mill.
ISA 99= 3.466
COTA= 6,607 mill.
COTA= 6,563 mill.ISA 99= 3.396
Ahorro 00/99 : 44 mill.
COTA : COSTOS DE OPERACIÓN DEL TRÁNSITO ANUALCOTA : COSTOS DE OPERACIÓN DEL TRÁNSITO ANUAL
COSTOS A VALOR PRESENTE DE DIC. DE 2000
semicsemic
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Hasta 2
2 -4
4 -6
6 -8
8 -10
10 -12
12 -14
14 -16
16 -18
18 -20
20 -22
22 -24
No.observaciones
mm
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Hasta 2
2 -4
4 -6
6 -8
8 -10
10 -12
12 -14
14 -16
16 -18
18 -20
20 -22
22 -24
No.observaciones
mm
CAMINO SEGM Km. INI Km. FIN L (Km) ISA IRI VEL OPERTIPO DE
TERRENO TDPAAutomóvil Autobús
Camión de 2 Ejes
Camión de 3 Ejes
Camión Articulado
EL POLVO - PINO SUAREZ 1 0.00 5.00 5.00 2.875 5.4 69 LO M ER IO S U AVE 392 $3.28 $8.56 $5.96 $7.41 $13.37
2 5.00 6.30 1.30 3.000 5.1 38 LO M ER IO S U AVE 392 $3.82 $10.30 $6.26 $7.77 $13.93
ENT. KM.3.3 BLVD. AEROPUERTO - EL TARAY 1 0.00 5.00 5.00 2.500 6.3 79 LO M ER IO S U AVE 587 $3.30 $8.62 $6.33 $7.78 $13.99
2 5.00 10.00 5.00 2.625 6.0 54 LO M ER IO S U AVE 587 $3.50 $9.22 $6.33 $7.81 $14.00
3 10.00 15.00 5.00 2.500 6.3 54 LO M ER IO F U ER TE 365 $3.57 $10.06 $6.76 $8.32 $14.87
4 15.00 20.00 5.00 2.750 5.7 70 LO M ER IO F U ER TE 365 $3.36 $9.45 $6.40 $7.93 $14.27
5 20.00 22.20 2.20 3.000 5.1 62 LO M ER IO F U ER TE 365 $3.38 $9.50 $6.18 $7.70 $13.90
JESÚS MARÍA - POSTA ZOOTÉCNICA 1 0.00 2.76 2.76 2.500 6.3 58 LO M ER IO S U AVE $3.48 $9.15 $6.43 $7.91 $14.17
CARBONERAS - VILLA JUÁREZ 1 0.00 5.00 5.00 2.875 5.4 68 PLAN O 1010 $3.25 $8.12 $5.82 $7.19 $13.01
2 5.00 10.00 5.00 3.000 5.1 66 LO M ER IO F U ER TE 1010 $3.34 $9.37 $6.15 $7.67 $13.85
3 10.00 15.00 5.00 3.000 5.1 83 LO M ER IO F U ER TE 893 $3.24 $9.11 $6.10 $7.60 $13.76
4 15.00 20.00 5.00 3.125 4.8 69 PLAN O 1089 $3.19 $7.95 $5.56 $6.92 $12.57
5 20.00 23.10 3.10 3.125 4.8 95 PLAN O 1089 $3.06 $7.61 $5.53 $6.87 $12.44
EL NOVILLO - VILLA JUÁREZ 1 0.00 5.00 5.00 3.000 5.1 45 PLAN O 655 $3.61 $9.25 $5.95 $7.37 $13.32
Costos Unitarios de Operación / Kilómetro
Costos Unitarios de Operación
Se calcularon los C.U.O. para cada uno de los segmentos de la Red.
PARA UN ISA PROMEDIO DE 2.85,EN EL AÑO 2000 EL COSTO DE OPERACIÓN VEHICULAR EN RED MOTIVO DE ESTUDIO FUE DE $ 889.4 mdp
COMPONENTES DEL SISTEMADE ADQUISICIÓN DE DATOS Y EXPERIENCIA
EQUIPO DATO / PARÁMETROCANTIDAD REALIZADA UNIDAD
PERFILÓMETRO INERCIAL IRI 161,966 km- carril
SCANNER TRANSVERSAL RODERAS 24,724 km- carril
INVENTARIOS DIGITALES IMÁGENES PANORÁMICAS 36,831 km
GPS COORS GEOOGRÁFICAS 139,916 km
DVS DETERIOROS DEL PAVIMENTO 72,103 km - carril
VIDEO 360 VIDEO 12,277 km
Este sistema está instalado a una elevación de 3.17 m, permitiendo captar una imagen digital de la condición actual en la que se encuentra la superficie de rodamiento
Las dimensiones capturadas conforman un cuadro de 3.6 m de ancho y una longitud de 2.85 m
La velocidad del obturador es de 32 cuadros/seg., lo cual ofrece captar imágenes sin que se vean afectadas por el movimiento del vehículo
PRODUCTO•Imagen Digital B/N de alta resolución (1,680 x 1280) a 32 tomas/seg.
APLICACIÓN•Identificación del deterioro•Cuantificación del deterioro
DVS (DISTRESS VISION SYSTEM)
RESUMEN DE TRABAJOS EJECUTADOS 1968-2010
I.- Proyecto Definitivo de Caminos con Estudio Geotécnico y Proyectos de Obras de Drenaje: 1,042 km.
II.- Proyecto Definitivo de Entronques : 152.
III.- Estudio y Proyecto Ejecutivo de Colonias: 20
IV.- Estudios Topohidráulicos: 52; Levantamientos Topográficos: 475 ha.
V.- Estudios de Volúmenes de Tránsito en la Red Carretera : 32,775 Estaciones de Aforo Semanal
VI.- Estudios de Medición de Volúmenes de Tránsito en Colombia, Guatemala y Panamá.
VII.- Estudios de Origen Destino con Medición de Pesaje Dinámico en Carreteras : 147
VIII.- Auscultación de Caminos con Equipo de Alto Rendimiento: 170,000 km -carril.
IX.- .- Estudios de Asignación y Pronóstico de Tránsito, Evaluación Económica y Financiera : 58 Estudios
X.- Análisis Costo Beneficio para Registro de Proyectos ante SHCP para Diferentes Entidades y Organismos del
Sector Público: 29,000 mdp registrado en proyectos de Inversión (2001 – 2010)
XI.- Estudios de Ingeniería de Tránsito para Determinación de Impacto Vial : 24.
XI.- Microsimulación de Anteproyectos: 22