Calibración del modelo de serviciabilidad de pavimentos flexibles de aashto para Costa Rica



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Resumen ejecutivo


La Serviciabilidad es un indicador que representa el nivel de comodidad y seguridad que un pavimento proporciona a los usuarios de una vía. Consiste en una opinión subjetiva que está relacionada con aspectos objetivos que pueden ser medidos en la superficie de un pavimento. Esta investigación apunta específicamente a definir un modelo matemático que permita establecer la curva de Serviciabilidad (PSI) para condiciones del medio costarricense, basándose en los resultados obtenidos de un panel de evaluadores, que representan al usuario promedio, y la correlación existente entre esa percepción del “confort” con los datos de regularidad superficial y condición de deterioros superficiales de las vías. Dicha percepción se midió inicialmente en varios tramos de carretera con valores de IRI (Índice de Regularidad Internacional) distintos, a través de una encuesta en donde el evaluador indicaba en una escala del 1-5 (1: Muy bueno y 5: Muy Malo) su confort al transitar por dicha vía. Con base en la información recolectada se desarrolló un modelo matemático que permite el cálculo del Índice de Serviciabilidad en función únicamente del IRI. Los resultados indican que el nivel de tolerancia al disconfort del usuario costarricense es mucho más alto que el de su respectivo par de los Estados Unidos (donde se generó el modelo de la Asociación Americana de Carreteras Estatales y Transporte-AASHTO por sus siglas en inglés). La confiabilidad de la encuesta se aseguró mediante un número estadísticamente válido de panelistas y tramos de calibración utilizados en el desarrollo del cálculo del modelo.

1INTRODUCCIÓN


Uno de los aspectos fundamentales en la gestión de un sistema de infraestructura de pavimentos es la evaluación continua de su condición. La “Serviciabilidad" de las carreteras y su evolución a través del tiempo es un concepto ampliamente aceptado por los ingenieros de pavimentos y profesionales para evaluar la calidad y condiciones de las vías. La serviciabilidad del pavimento es un concepto que representa el nivel de servicio (confort) que ofrecen las carreteras a los usuarios de vehículos. Dicho indicador fue desarrollado con base en información recolectada tras las observaciones del AASHO Road Test (AASHO, 1961), y es un concepto que aún perdura en la metodología de diseño de pavimentos AASHTO (AASHTO, 1993).

Más específicamente, los orígenes de este concepto se remontan a finales de los cuarenta (Hveem, 1948). A finales de los cincuentas Carey y Irick (Carey y Irick, 1960) interpretan la serviciabilidad como la capacidad del pavimento para servir a aquellos que son los "clientes" de las carreteras. De este modo, los pavimentos pueden llegar a ser comparados para determinar cuál provee mejor calidad de ruedo y mejor condición de la superficie en un periodo de tiempo. Este concepto fue revolucionando porque si bien es cierto, un pavimento está concebido para el paso de la flota vehicular, se empezó a considerar al usuario (ser humano) como el receptor final de la calidad y de la condición del pavimento; por consiguiente del servicio que provee. Así las cosas, los ciudadanos contribuyentes pueden favorecer al desarrollo del sistema vial del país.

La serviciabilidad se basa en el concepto que la función de las carreteras es el de proveer comodidad y conveniencia a los usuarios y que su evaluación subjetiva (opinión) puede ser relacionada con las mediciones físicas objetivas del pavimento (De Solminihac et al., 2003).

En ingeniería la rugosidad es el conjunto de irregularidades que posee una superficie, la mayor o menor rugosidad de una superficie depende de su acabado superficial. Éste, permite definir la microtextura de las superficies para hacerlas válidas para la función para la que hayan sido realizadas. En Latinoamérica se utiliza el concepto de rugosidad como sinónimo de regularidad superficial.

Más recientemente, diversos estudios han demostrado la importancia de la rugosidad en el estado de la superficie (Hall y Correa Muñoz, 1999; Al-Omari y Darter, 1994; Dujisin y Arroyo, 1995; Paterson, 1986). Por tanto, es de esperar que la rugosidad tenga una correlación significativa con el valor de la serviciabilidad o la calidad del pavimento según lo percibido por el usuario.

1.1Objetivo General


Determinar la relación que existe entre los parámetros subjetivos (percepción humana) de serviciabilidad de un pavimento y los parámetros objetivos (IRI), para Costa Rica, utilizando la metodología aplicada por la AASHTO.

1.2Objetivos Específicos


  • Realizar una revisión bibliográfica sobre la metodología utilizada por la AASHTO para la determinación de la Clasificación de Serviciabilidad Presente (PSR por sus siglas en inglés) y el Índice de Serviciabilidad Presente (PSI por sus siglas en inglés).

  • Generar datos de la percepción de las personas costarricenses respecto a la rugosidad, seguridad y confort de un pavimento flexible.

  • Determinar la rugosidad de un pavimento flexible con ciertas características utilizando el IRI.

  • Generar un modelo matemático que relacione la percepción de la regularidad superficial (asociada al confort) de los usuarios (datos subjetivos) y el IRI (datos objetivos), para determinar los valores de PSI para Costa Rica.

1.3Antecedentes


En Costa Rica, no existen estudios previos que caracterizan la percepción que tienen los costarricenses sobre el desempeño funcional (calidad de servicio) que brindan los pavimentos costarricenses. Sin embargo, el concepto de PSI se ha utilizado tradicionalmente para el diseño de nuevas estructuras de pavimentos o en el caso de rehabilitación de los mismos. Desafortunadamente, los datos utilizados fueron desarrollados para realidades muy distintas y por ende deben ser adaptadas y calibradas para las condiciones locales.

1.4Justificación


La adecuada escogencia de parámetros de diseño es fundamental en la generación de un diseño apropiado para la estructura de pavimento. Uno de estos parámetros es la serviciabilidad. Este depende de la percepción del usuario y de la calidad de ruedo de la estructura en términos de la comodidad del mismo.

Desafortunadamente el modelo de desempeño funcional de la AASHTO fue calibrado para condiciones completamente distintas a las costarricenses y por lo tanto la ecuación debe ser re-calibrada para el medio local.

Como los factores que afectan este parámetro están relacionados con la percepción de las personas (nivel de tolerancia) y el ambiente en el que desenvuelven diariamente (infraestructura), es importante poder adaptarlo a las condiciones locales, para así poder tener un diseño mucho más adaptado al entorno.

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