Preservación de pavimentos asfálticos en elcontexto de la Gestión de Activos

José Ricardo Solorio Murillo

Instituto Mexicano del Transporte

Mantenimiento, conservacióny preservación: RAE

mantenimiento2. Conjunto de operaciones y cuidados necesarios para que instalaciones, edificios, industrias, etc., puedan seguir funcionando adecuadamente.

conservación → conservar1. Mantener o cuidar de la permanencia o integridad de algo o de alguien.

preservación → preservar1. Proteger, resguardar anticipadamente a alguien o algo, de algún daño o peligro.

Diccionario vial de la PIARC

mantenimiento vialDefinición: Conjunto de acciones dispuestas para mantener y restablecer la transitabilidad y el nivel de servicio de una vía.

Sinónimos: Conservación de carreteras (MX).

road maintenanceDefinición: All actions undertaken to maintain and restorethe serviceability and level of service of roads.

conservación → sinónimo de mantenimiento

preservación

Concepto de serviceability / performanceserviceability

Capacidad de un pavimento para cumplir con su función primordial de proveer una superficieadecuada para la circulación de vehículos

serviceability ↔ capacidad de servicio

performance

Evolución de la capacidad de servicio en el tiempo

performance ↔ desempeño

Cap

acid

ad d

e s

erv

icio

Tiempo

Nivel mínimo aceptable

Periodo de análisis o diseño

Glosario de términos de Austroads 2015conservación

Acciones necesarias para mantener un activo en un estado tan cercano como sea posible al original, o reducirsu tasa de deterioro

preservación

Activos carreteros

• Pavimentos

• Puentes

• Señalamiento

• Dispositivos de seguridad

• Cortes y terraplenes (activos geotécnicos)

• Túneles

• Drenaje

Cualquier elemento, tangible o intangible, que tiene un valor real o potencial para una organización, de modo que el conjunto de estos activos constituye el patrimonio a su cargo (ISO 55000)

FHWA: Memo para la preservacióny conservación de pavimentos

preservación

Trabajos planeados y realizados para mejorar o mantener la condición de infraestructura del transporte en un estado de conservación (good repair).

En general, no añade capacidad o valor estructural sino que restituye el estado general de la infraestructura del transporte.

conservaciónTrabajos realizados para mantener el estado del sistema de transporte o para responder a condiciones o eventos específicos y devolver el sistema a un estado de operación funcional

conservación rutinariaTrabajos realizados como reacción a un evento o temporada, o para atender el ciclo de deterioro completo del activo de transporte. Estos trabajos requieren una atención recurrente

conservación preventivaEs una forma proactiva y rentable de extender la vida útil de una carretera.

Importancia de la conservación preventiva en el memo de la FHWA

• Las leyes “Avanzando hacia el Progreso en el Siglo XXI” (MAP-21) y “Reparando el Transporte Terrestre de EUA” (FAST) reconocen a la preservación como un elemento fundamental para lograr y mantener un estado de conservación deseado• Los Departamentos de Transporte pueden contar con

fondos de ayuda federal para obras de conservación preventiva (solo carreteras federales)

• No así para conservación rutinaria

UKRLG, Reino Unido:Prevención y una mejor cura

conservación preventiva• Estrategia planeada de tratamientos rentables para una

carretera existente con el fin de preservarla, evitar el ingreso de agua, reducir la tasa de deterioro e incrementar su vida de servicio, sin elevar su capacidad estructural

• Normalmente se aplica a carreteras con una cierta vida remanente y comprende tratamientos como:• Sellado de grietas

• Riego de sello, mortero asfáltico o microcarpeta

• Sobrecarpeta o reemplazo de carpeta

• Los programas respectivos deben estar reflejados en el plan de gestión de activos

Glosario de términos de Austroads 2015conservación preventiva

Actividad de conservación realizada antes o en una etapa temprana del desarrollo de uno o más defectos, cuyo objetivo consiste en prevenir la ocurrencia o la evolución de los defectos. Usualmente, se lleva a cabo de manera proactiva y no reactiva.

Diccionario vial de la PIARC

conservación preventivaDefinición: Conservación que se lleva a cabo a intervalos predeterminados o de acuerdo con criterios prescritos con la intención de reducir la probabilidad de falla o la degradación de la funcionalidad de un componente.

Beneficios de unaintervención temprana

Excelente

Bueno

Regular

Malo

Edad (años)

Esta

do

del

pav

imen

to $1.00 no gastado aquí

Muy malo

Costará de $4.00 a 5.00 aquí

40 % de pérdida de calidad

40 % de pérdida de calidad

75 % de vida útil

Rehabilitación /

reconstrucción

Conservación

Nivel de falla

12 % de vida útil

Temas del seminario

• Asfaltos / asfaltos modificados

• Control de calidad

• Diseño de mezclas

• Evaluación de pavimentos asfálticos

• Preservación y gestión de activos

• Preservación de redes de pavimentos

• Ruido

• Sustentabilidad

• Tecnología de pavimentos

Efectos de mejores diseños y procedimientos constructivos

Excelente

Bueno

Regular

Malo

Edad (años)

Esta

do

del

pav

imen

to

Muy malo

Nivel de falla

Enfoques para determinar las necesidades de conservación

Enfoque habitualAlternativa de conservación → Aplicar cuando se alcance una condición límite

Enfoque de la condición actualIndicadores de la condición actual → Seleccionar una alternativa de conservación

Enfoque recomendadoPronosticar indicadores de condición → Definir una estrategia de conservación

Ciclo de vida de losactivos carreteros

Identificación y factibilidad

Programación y diseño

ConstrucciónOperación, conservación

y mejoraBaja

Condición inicial o recuperada

Condición posterior al deterioro

Deterioro o dañoConservación o rehabilitación

Ciclo de deterioro / conservación

Conservación o rehabilitación

Influencia y costos de lasetapas del ciclo de vida

0%

50%

100%

0%

50%

100%

Nivel de influencia

Costo total acumulado

Gastos crecientes

Influencia decreciente

1 20

Planeación

DiseñoConstrucciónConservación

Tiempo (años)

Sistemas de gestión de pavimentos: idea predominantes

Equipos Software

“El sistema de gestión de pavimentos nos dirá qué hacer”

Gestión de pavimentos

Gestión de pavimentos. Conducción efectiva y eficiente de las diversas actividades involucradas en el suministro y preservación de pavimentos en una condición aceptable para el público usuario al menor costo del ciclo de vida (Guía de diseño 1985)

Gestión de pavimentos: ¿qué?(SIMAP, 1990)

División de la red en tramos, subtramos y segmentos de 1 kmDEFINICIÓN DE

SEGMENTOS

EVALUACIÓN

SUPERFICIAL

Inventario dedeterioros

Fricción (CF)Regularidad

(IRI)

IRI < IRIadm

Tránsito, deflexionesy espesor de la

carpeta existente

EVALUACIÓN

ESTRUCTURAL

d80 < dadm

Rehabilitaciónestructural

CF > CFadm

Acciones paramejorar la

fricción

Acciones paracorregir

deterioros

¿Deterioros?

No requiereacciones

adicionales

SÍ

SÍ

SÍ

SÍ

NO

NO

NO

NO

Gestión de pavimentos, ¿cuándo?

Excelente

Bueno

Regular

Malo

Edad (años)

Esta

do

del

pav

imen

to $1.00 no gastado aquí

Muy malo

Costará de $4.00 a 5.00 aquí

40 % de pérdida de calidad

40 % de pérdida de calidad

75 % de vida útil

Rehabilitación /

reconstrucción

Conservación

Nivel de falla

12 % de vida útil

Gestión de pavimentos: ¿dónde?

Niveles de la gestión de pavimentos

Niveles

Proyecto

Elaborar un proyecto ejecutivo para la construcción, reconstrucción, rehabilitación o conservación de tramos

Obtener un programa de obra jerarquizado sujeto a restricciones presupuestales

Red

“Los ingenieros han sido formados para trabajar en el nivel de proyecto, lo cual puede ser aceptable siempre y cuando el dinero sea abundante” (USACE)

Nivel de proyecto

Alternativas de proyecto

Conjunto ordenado de

opcionesSolución final

Criterios de selección

Deterioros (agrietamiento,

def. permanente)

Respuesta (esfuerzo /

deformación)Modelos

Datos de campo y de laboratorio

Desempeño (IRI)Evaluación económica

Costos

Principales actividadesen el nivel de proyecto• Evaluación detallada del estado del pavimento

• Realización de pruebas de campo y laboratorio

• Diseño de las alternativas de proyecto: espesores, materiales

• Análisis técnico y económico de las alternativas

• Selección de la solución final

• Preparación del programa de conservación

• Implementación: contratación, construcción

Retos en el nivel de proyecto

• Definir una estrategia nacional con respecto al uso y desarrollo de métodos de diseño de pavimentos

• Establecer procedimientos para el análisis económico de las alternativas de proyecto

• Formalizar la previsión de las acciones de conservación a las que estará sujeto el proyecto durante su vida útil

• Asegurar la efectividad del control de calidad

• Documentar el comportamiento del proyecto durante su vida útil

• Realizar esfuerzos adicionales de capacitación y difusión

Contratos por estándares de desempeño y preservación

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

20

17

20

18

20

19

20

20

20

21

20

22

20

23

20

24

20

25

20

26

20

27

20

28

20

29

20

30

20

31

20

32

IRI (

m/k

m)

Año

Rehabilitación Conservación Vidaremanente

Nivel de red

Jerarquización / optimización

Criterios

Desempeño (IRI)ModelosDatos de campo,

otros datos

Catálogo de intervenciones

Programa sin restricciones

Escenarios presupuestales

Programa plurianual

Programa de inspección

Programa anual

Principales actividadesen el nivel de red• Medición de indicadores de capacidad funcional, deterioros

superficiales y capacidad estructural

• División de la red en segmentos homogéneos

• Determinación de las necesidades de intervención durante el periodo de programación para cumplir con determinados objetivos

• Evaluación de escenarios presupuestales y de alternativas de intervención

• Identificación del escenario óptimo

• Preparación de los programas plurianual y anual

• Implementación de los programas

Productos de la gestióna nivel de red

Programa de obra

Pronóstico de deterioro / desempeño Presupuesto

Retos en el nivel de red

• Establecer de manera objetiva los criterios de intervención y jerarquización / optimización

• Asegurar la calidad de los procesos de recopilación y tratamiento de la información

• Calibrar modelos de deterioro

• Tener un plan “b” para los segmentos que no van a atenderse

• Contar con una plataforma de tecnologías de la información robusta, que permita generar vistas relevantes para las partes interesadas

• Capacitación

Modelos de deterioro

• Parámetros que se requiere modelizar:• Respuestas: esfuerzo / deformación

• Deterioros: agrietamiento / deformación permanente

• Desempeño: IRI / resistencia al deslizamiento

• Tipos de modelos:• Proyecto / red

• Variable discreta / continua

• Mecanicistas / empíricos

• Probabilísticos / deterministas

“Viabilidad” de losmodelos de deterioro

Inviable Nivel estratégico

Det

alle

de

la in

form

ació

n

Co

mp

lejid

ad d

e lo

s m

od

elo

s

Un Proyecto Total de la redTamaño

Proyecto

Nivel de red

Inviable

¿El HDM-4 es adecuado para la gestión a nivel de proyecto?

Flujos de información en un SGP

NIVEL DE PROYECTO

NIVEL DE RED

N1 Información

• Inventario físico y datos de la condición del pavimento

• Criterios de intervención• Parámetros de análisis

económico• Procesamiento de datos

N2 Análisis de red

• Necesidades• Candidatos• Alternativas• Análisis técnico• Análisis económico• Programa inicial

N3 Implementación

• Calendario• Programa de rehabilitación• Proyectos de construcción

nueva• Programa de conservación

P3 Implementación

• Adjudicación del contrato• Obra ejecutada (construcción

y conservación)• Cantidades y costos reales del

proyecto

P2 Análisis de proyectos

• Alternativas (diseño estructural, materiales)

• Análisis técnico• Análisis económico

P1 Información

• Mediciones de campo• Mediciones de laboratorio• Datos de construcción• Características de los

segmentos• Procesamiento de datos

Programa de Investigación

Archivosde datos

Selección

Cantidades detalladas, costos, programas

Criterios de decisión

“Flujo” de proyectosActualizaciones

periódicas

Criterios de decisión

Restricciones presupuestales

Revisiones del programa

Programas y costos

• Planeación financiera• Programa general de transporte• Asignaciones presupuestales sectoriales

Proyectos“comprometidos”

I N T E R F A Z

Confiabilidad de las mediciones

?

Errores de medición

• Sistemáticos• Calibración deficiente

• Mal funcionamiento del equipo

• Inconsistencia de las referencias espaciales

• Efectos estacionales

• Aleatorios (IRI)• Desplazamiento lateral del vehículo de medición

• Defectos locales de la superficie de rodadura (reparaciones, topes, juntas transversales, etc.)

• Mal funcionamiento del equipo

Otros aspectos clave en la aplicación de SGP

• Documentación detallada de los procesos de gestión

• Personal capacitado en las distintas áreas involucradas: ingeniería de pavimentos, economía, estadística, informática, mediciones de campo, etc.

• Coordinación con las partes interesadas vinculadas al desarrollo y la conservación de carreteras

• Mecanismos de interacción efectivos entre los niveles de red y proyecto de la gestión de pavimentos, y entre este y los procesos de gestión de obras

Retos adicionales para la preservación de pavimentos • Presupuestos insuficientes: incertidumbre

presupuestal

• Necesidades de conservación del resto de los activos

• Crecimiento de la demanda

• Problemas de operación: seguridad vial, congestión, accesibilidad

• Escrutinio público creciente

• Sustentabilidad, adaptación al cambio climático y resiliencia de la infraestructura

• Cambios tecnológicos radicales: vehículos autónomos / conectados, carreteras eléctricas

Desarrollo de los sistemas de gestión de infraestructura carretera

Gestión de Activos

Sistemas de Gestión dePavimentos (1960)

Sistemas de Gestión dePuentes (1980)

Sistemas de Gestión deInfraestructura (1990)

Definiciones de gestión de activos (1)

PAS 55: Gestión óptima de activos físicos

Actividades y prácticas sistemáticas y coordinadas a través de las cuales una organización gestiona de manera óptima y sustentable sus activos físicos considerando el desempeño, los riesgos y los costosdurante el ciclo de vida, con el propósito de cumplir con su plan estratégico

Definiciones de gestión de activos (2)

OECD: Gestión de Activos en el sector carretero

Proceso sistemático para la conservación, modernización y operación de activos que combina principios de ingeniería con buenas prácticas empresariales y fundamentos económicos, y proporciona herramientas para propiciar un enfoquemás organizado y flexible que permita tomar decisiones para cumplir con las expectativas del público

Gestión de activos: IMT

• Proceso gerencial para la administración de una red de carreteras con una perspectiva de empresarial, es decir, orientada al logro de los objetivos de mediano y largo plazo de la organización con criterios de eficacia, eficiencia y sustentabilidad

UKRLG: marco de la gestión de activos

Contratación

CONTEXTO

Política nacionalde transporte

Política localde transporte

Visióninstitucional

Expectativas de laspartes interesadas

Restriccioneslegales

Restriccionesfinancieras

Entrega de programas y prestación del servicio

PLANEACIÓN DE LAGESTIÓN DE ACTIVOS

Políticas

Principios, compromisos

Estrategia

Enfoque de largo plazo, resultados esperados, objetivos

Desempeño

Demanda, objetivos institucionales,medidas y metas de desempeño

Datos

Necesidades, adquisición,informes, gestión

Planeación del ciclo de vida

Deficiencias en el desempeñoEstrategias de inversión

Programas de obra

Identificación de proyectosPrograma de mediano plazo

Programa anual

IMPLEMENTACIÓN

FACILITADORES

Liderazgo y organización

Cultura, compromiso, inversión,capacitación, justificación

Gestión de riesgos

Identificar, evaluar y administrarriesgos

Sistemas de gestiónde activos

Funcionalidad, administración,costo, obtención

Cómo empezar

Análisis de deficienciasPlan de implementación

Seguimiento del desempeño

Análisis comparativo, revisiones del desempeño,

mejora continua

Aspectos distintivos de la gestión de activos• Está orientada al logro de los objetivos de la organización responsable

• Se enfoca en la calidad del servicio y no únicamente en el estado de la infraestructura

• Analiza los activos en su conjunto (nivel de red)

• Considera los distintos tipos de activos (pavimentos, puentes, señalamiento, etc.)

• Aplica un enfoque del ciclo de vida

• Se basa en la operación coordinada de:• Políticas y procedimientos

• Financiamiento

• Personal con unas competencias adecuadas

• Información, equipo y software

Componentes de un marco de gestión de activos• Políticas, estrategia y objetivos (p. ej. preservación)

• Marco de gestión del desempeño

• Inventario

• Planes del ciclo de vida

• Plan financiero

• Programas plurianuales y anuales

• Gestión de riesgos

• Herramientas informáticas

• Normas y procedimientos

PIARC: Pasos para la implementación de un enfoque de gestión de activos

Paso 1. Definir objetivos y metas de gestión de activos que describan la misión de la organización de carreteras, su estrategia (p. ej. preservación) y los resultados esperados

Paso 2. Llevar a cabo una autoevaluación y un análisis de deficiencias para determinar la posición actual de la organización de carreteras con respecto a la gestión de activos

Paso 3. Dimensionar las acciones de mejora específicas necesarias para transitar de la situación actual a la situación deseada

Estructura organizacional para la gestión de activos• La adopción de la gestión de activos suele requerir

una transformación profunda de la organización

• La autoevaluación normalmente genera nuevos procesos, flujos de trabajo, herramientas y roles

• Por lo general, las estructuras existentes resultan inadecuadas para acomodar estas innovaciones

• Los nuevos roles muy posiblemente requieran competencias adicionales que podrían extenderse más allá de las áreas tradicionales de la ingeniería

UKRLG, Reino Unido: roles de la gestión de activos

Fun

cio

nar

ios

ele

cto

s, a

lta

dir

ecci

ón

Director de carreterasGerente de activos

carreteros

Gestión de carreteras

Gestión de estructuras

Gestión de tecnologías de la información

Recopilación y gestión de datos

Gestión de programas

Gestión de la conservación

Inspección y medición de la condición

Reflexión final

Es necesario que la preservación de pavimentos asfálticos, y la de la infraestructura carretera en general, sea un objetivo de política pública que forme parte de una estrategia de gestión del patrimonio vial nacional.

De otra forma, la preservación solo será un buen deseo, y será muy difícil lograr una mejora verdaderamente notoria en la calidad de los servicios ofrecidos a los

usuarios.

Referencias

• FHWA, 2016. Guidance on Highway Preservation. Federal Highway Administration (FHWA), US Department of Transportation. Internet: https://www.fhwa.dot.gov/preservation/memos/160225.cfm

• Haas, R., Hudson, W. R. & Zaniewsky, J., 1994. Modern Pavement Management. Malabar: Krieger Publishing Company.

• Highways Maintenance Efficiency Programme (HMEP), 2012. Prevention and a Better Cure: Potholes Review. Londres: Department for Transport, London

• ISO, 2014. ISO 55000:2014(en), Asset management — Overview, principles and terminology. International Organization for Standardization (ISO). Internet: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:55000:ed-1:v2:en.

• MG Lay Library, 2015. Austroads Glossary of Terms. Sydney: Austroads Ltd.

• PIARC, 2017. Asset Management Manual: A Guide for Practitioners! World Road Association (PIARC). Internet: https://road-asset.piarc.org/en

Referencias

• PIARC, 2018. Translation or definition of a term. World Road Association (PIARC). Internet: https://www.piarc.org/en/Terminology-Dictionaries-Road-Transport-Roads/term-search/

• RAE, 2014. Diccionario de la lengua española. Real Academia Española (RAE). Internet: http://dle.rae.es.

• RR Donnelley, 2007. Road Asset Management Plan for Scottish Trunk Roads: April 2007 - March 2009. Edimburgo: Transport Scotland.

• Shahin, M. Y. Walther, J.A., 1990. Pavement Maintenance Management for Roads and Streets Using the PAVER System. Champaign: US Army Corps of Engineers.

• Transport Scotland, 2016. Road Asset Management Plan for Scottish Trunk Roads: January 2016. Glasgow, Transport Scotland.

• United Kingdom Roads Liaison Group (UKRLG) and Highways Maintenance Efficiency Programme (HMEP), 2013. Highway Infrastructure Asset Management Guidance Document. Londres: Department for Transport

rsolorio@imt.mx

José Ricardo Solorio MurilloLíder de Grupo de Investigación,

Gestión de Infraestructura Carretera, IMT