En una entrada anterior vimos que una infraestructura se puede evaluar con indicadores de estado y de prestaciones. En el caso de una carretera, las funciones básicas que debe cumplir pasan por poseer una capacidad estructural suficiente para soportar las cargas a las que estará sometida, presentar un nivel de servicio adecuado desde el punto de vista del usuario y garantizar la seguridad en cualquier momento. Consecuentemente, el estado y las prestaciones de una carretera varían a lo largo del tiempo debido a las solicitaciones directas o indirectas, como puede ser el tráfico o el clima. Por tanto, se debe evaluar periódicamente el estado de la carretera para garantizar las funciones básicas que antes hemos definido.
Dentro de la gestión de una carretera, llamaremos «evaluación técnica» al proceso que consiste en recoger datos, evaluar la infraestructura mediante un indicador y predecir su condición futura mediante un modelo de comportamiento.
La primera fase de la evaluación técnica consiste en examinar las características de una carretera desde el punto de vista funcional y estructural. Existen distintos tipos de indicadores para evaluar las características de una carretera. Estos indicadores se correlacionan entre sí para comparar los valores cuando se utilizan distintas metodologías de medición. Si se evalúa la funcionalidad del pavimento, se puede medir el nivel de servicio o la seguridad. Por otra parte, la evaluación estructural mide la capacidad de soporte del pavimento. Para ello, se pueden medir las propiedades mecánicas (deflexiones y deformaciones) o bien el deterioro superficial (agrietamiento, defectos superficiales o deformación del pavimento).
- El nivel de servicio mide la capacidad del pavimento para servir al tránsito, ofreciendo un nivel de calidad adecuado a los usuarios; por tanto, se trata de una percepción subjetiva basada en la comodidad. Esta percepción se mide habitualmente relacionándola con la regularidad superficial, medida con indicadores como el IRI (International Roughness Index), PSI (Present Serviceaility Index) o PSR (Present Serviceaility Rating). Hoy en día el IRI es el indicador más importante, y se evalúa a partir del perfil longitudinal del pavimento.
- El nivel de seguridad de una carretera depende de múltiples factores, como son el diseño geométrico, la señalización o las características de los vehículos, entre otros muchos. Sin embargo, para medir la seguridad del pavimento se suele utilizar la textura (macrotextura o microtextura) y la resistencia al deslizamiento (coeficiente de fricción internacional, IFI). Hay que tener presente, en este caso, que la resistencia al deslizamiento no solo depende de la textura del pavimento, sino también de las características de los neumáticos y de las condiciones del vehículo. No obstante, si se debe medir la condición del pavimento, debemos centrarnos en la microtextura, que influye mucho en el deslizamiento de vehículos a baja velocidad sobre superficies mojadas, y en la macrotextura, que facilita el drenaje del agua y ofrece resistencia al deslizamiento en vehículos a alta velocidad sobre pavimentos mojados. El IFI, que es el indicador que se utiliza internacionalmente, consta de dos números, uno adimensional que representa la fricción (cero es un deslizamiento perfecto y uno es adherencia) y otro, en unidades de velocidad (km/h), que representa la macrotextura. Con estos dos valores se puede calcular el valor de fricción a cualquier velocidad de deslizamiento.
- Las propiedades mecánicas del pavimento (módulo elástico, fatiga, deformación y tensiones residuales) definen los parámetros de resistencia de las diferentes capas de la estructura del pavimento. Sin embargo, el indicador más utilizado para evaluar la capacidad estructural es la medición de las deflexiones (deformación elástica de un pavimento al paso de una carga).
- El deterioro superficial se hace patente con las grietas, defectos superficiales y deformaciones del pavimento, así como en los defectos de los tratamientos o reparaciones realizadas. Suele medirse mediante una inspección visual, que puede ser manual o automática.
Sin embargo, aunque todos los indicadores expuestos son de interés en la toma de decisiones, también es cierto que resulta conveniente disponer de indicadores compuestos que permitan simplificar la información. Se trata de combinar los indicadores individuales para simplificar la toma de decisiones. Algunos de ellos son el PCI (Pavement Condition Index), el PQI (Pavement Quality Index) y el POI (Pavement Overall Index). Como estos indicadores son una agregación de distintos deterioros, para utilizarlos en la gestión de una red de carreteras, es necesario una calibración previa (de Solminihac, 2001).
Estos indicadores se utilizan, entre otros, para realizar una optimización multiobjetivo en la toma de decisiones necesaria para el mantenimiento de una red de carreteras. En el caso de los indicadores de condición, se trata de maximizar dicho indicador a lo largo del ciclo de vida de la red de carreteras. Os dejo a continuación algunas referencias y trabajos de nuestro grupo de investigación.
Referencias:
- DE SOLMINIHAC, H. (2001). Gestión de infraestructura vial. Pontificia Universidad Católica de Chile. Santiago, Chile.
- TORRES-MACHÍ, C. (2015). Optimización heurística multiobjetivo para la gestión de activos de infraestructuras de transporte terrestre. Tesis doctoral. Universitat Politècnica de València – Pontificia Universidad Católica de Chile.
- TORRES-MACHÍ, C.; CHAMORRO, A.; PELLICER, E.; YEPES, V.; VIDELA, C. (2015). Sustainable pavement management: Integrating economic, technical, and environmental aspects in decision making. Transportation Research Record, 2523:56-63.
- TORRES-MACHÍ, C.; CHAMORRO, A.; VIDELA, C.; PELLICER, E.; YEPES, V. (2014). An iterative approach for the optimization of pavement maintenance management at the network level. The Scientific World Journal, Volume 2014, Article ID 524329, 11 pages.
- TORRES-MACHÍ, C.; CHAMORRO, A.; YEPES, V.; PELLICER, E. (2014). Current models and practices of economic and environmental evaluation for sustainable network-level pavement management. Revista de la Construcción, 13(2): 49-56.
- TORRES-MACHI, C.; PELLICER, E.; YEPES, V.; CHAMORRO, A. (2017). Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions. Journal of Cleaner Production, 148:90-102.
- YEPES, V.; TORRES-MACHÍ, C.; CHAMORRO, A.; PELLICER, E. (2016). Optimal pavement maintenance programs based on a hybrid greedy randomized adaptive search procedure algorithm. Journal of Civil Engineering and Management, 22(4):540-550.
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