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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
(Rígidos – Flexibles)
para
diseñar
estructuras
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
de
pavimentos
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 técnicoeconómico, 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
PARÁMETRO
ESTADO SUPERFICIAL
ELEMENTO
Calzada
Bermas
Cunetas
DRENAJES
Alcantarillas (incluye box culvert)
ZONAS LATERALES
ASPECTO
CONSIDERADO
Baches
Fisuras
Deformaciones
Descascaramientos
Ahuellamiento
Otros daños
Daños totales
Funcionalidad
Suficiencia
Funcionalidad
Suficiencia
Taludes Inestables
Estado
Suficiencia
Estado
Suficiencia
Vertical
SEÑALIZACIÓN
Horizontal
CALIFICACIÓN
CUANTITATIVA
CALIFICACIÓN
CUALITATIVA
<=2
Muy malo
Entre 2 y 3,5
Malo
Entre 3,5 y 4
Regular
Entre 4 y 4,5
Bueno
Entre 4,5 y 5
Muy Bueno
PESO DEL
PARÁMETRO
(%)
20
12
16
8
8
8
8
2.25
1.5
2.625
1.125
5
1.5
1.5
2.25
2.25
PESO EN CALIF.
TOTAL
(%)
80
7.5
5
7.5
Mediciones Visuales
Factor de Ponderación
Administración Vial en Colombia
Análisis de Datos
Caso: Cesar
REGULAR
MALO
CRITERIO VISUAL
BUENO
0
1
2
3
CRITERIO TECNICO
4
5
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
VISUAL 2
Residuo 25
s
7
Suma de
Cuadrados
20.73
Media de
Cuadrados
10.365
26.26
0.102
PValor
101.4 <2e-16
F
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
BACHES
FISURAS
DEFORMACIONES
DESPRENDIMIENTOS
AHUELLAMIENTO
OTROS DAÑOS
BERMAS
FUNCIONALIDAD CUNETAS
SUFICIENCIA CUNETAS
FUNCIONALIDAD ALCANTARILLADO
SUFICIENCIA ALCANTARILLADO
TALUDES
ESTADO SEÑALIZACION VERTICAL
SUFICIENCIA SEÑALIZACION VERTICAL
ESTADO SEÑALIZACION HORIZONTAL
SUFICIENCIA SEÑALIZACION HORIZONTAL
Coef
0.2643
-0.02713
0.23359
-0.02506
0.31258
-0.10964
0.01171
0.02476
-0.03092
0.07592
-0.0529
-0.11661
0.07439
-0.08044
-0.01425
0.06919
Coef. de EE
0.02732
0.03069
0.0566
0.02409
0.0958
0.07445
0.01058
0.02533
0.02201
0.02537
0.02163
0.04274
0.02473
0.02559
0.05742
0.05336
T
9.67
-0.88
4.13
-1.04
3.26
-1.47
1.11
0.98
-1.41
2.99
-2.45
-2.73
3.01
-3.14
-0.25
1.30
P-value
0.000
0.378
0.000
0.299
0.001
0.142
0.269
0.329
0.161
0.003
0.015
0.007
0.003
0.002
0.804
0.196
Evaluación de signos y de
significancia estadística
Características
superficiales de la calzada
Modelos Clásicos
Pavimentos Flexibles
PSI  5 . 03  1 . 91 * log 1  SV   1 . 38 * RD
2
 0 . 01 * C  P 
Pavimentos Rígidos
PSI  5 . 41  1 . 78 * log 1  SV   0 . 09 * C  P 
0 .5
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
0 .5
Desarrollo de Modelos de Serviciabilidad
Evaluación del modelo particular
Stepwise - Backward Elimination
Variable
BACHES
FISURAS
DEFORMACIONES
DESPRENDIMIENTOS
AHUELLAMIENTO
Error Estándar
P-value
Paso 1
Coefic. P-Value
0.2623
0
0.0132 0.6908
0.2892
0
0.0046 0.8576
0.0282 0.5657
0.2926
0
Paso 2
Coefic. P-Value
0.2639
0
0.0122 0.7089
0.2903
0
0.0311 0.5015
0.2921
0
CATEGORÍA
Malo
Regular
Bueno
RANGO
<1.911
1.911-2.596
>2.596
Paso 3
Coefic. P-Value
0.2659
0
0.3007
0
0.0306 0.5078
0.2916
0
Paso 4
Coefic. P-Value
0.2697
0
0.3283
0
0.2913
0
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!!
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