Calibración de los modelos de pavimentos asfálticos del HDM-4 a las condiciones del Perú para optimizar las estrategias de conservación

Abstract

El problema fundamental al que se enfrenta el Perú es la adecuada asignación de los recursos económicos. En los últimos 10 años más de mil millones de dólares se han invertido anualmente en la construcción y mantenimiento de las redes viales del país. Con la finalidad de lograr la optimización de recursos, resulta necesaria la implementación de los Sistemas de Gestión de Infraestructura, para lo cual es preciso contar con modelos de deterioro de pavimentos, calibrados y validados a la realidad de una determinada Región. El HDM-4, constituye la herramienta de Gestión de Pavimentos, de mayor utilización en el mundo; no obstante, su aplicabilidad también se circunscribe a la calibración de sus Modelos; para lo cual resulta necesario la recopilación detallada por varios años de información de campo. La presente Tesis de Investigación es el resultado de un esfuerzo emprendido en el año 2012 y sostenido durante más de 7 años, periodo que corresponde a la construcción, conservación y operación de la segunda calzada de la carretera Panamericana Norte, donde el autor de la tesis ha laborado durante el periodo indicado. En la primera parte de la tesis, se presenta la Calibración de los Modelos de Deterioro de pavimento asfáltico del HDM-4. Los resultados muestran diferencias importantes del Modelo Calibrado respecto del Modelo Sin Calibrar; lo cual ratifica la importancia de utilizar el Modelo HDM-4 validado a las condiciones de una determinada Región. En la segunda parte, se presenta un procedimiento para determinar las Estrategias Óptimas de Conservación, basado en el Análisis Multicriterio y el Análisis de Riesgo mediante la Simulación de Montecarlo. Este tipo de procedimiento fortalece la toma de decisiones, al permitir una valoración más efectiva de los riesgos y la rentabilidad de un proyecto. Es importante destacar que la presente investigación se ha realizado sobre pavimentos nuevos monitoreadas desde su construcción, condición similar a contar con una pista experimental de ensayos, se resalta ya que la mayoría de las calibraciones realizadas en el mundo han sido efectuadas en pavimentos existentes.

The fundamental problem facing Peru is the proper allocation of economic resources. In the last 10 years, more than one billion dollars have been invested annually in the construction and maintenance of the country's road networks. In order to achieve the optimization of resources, it is necessary to implement Infrastructure Management Systems, for which it is necessary to have pavement deterioration models, calibrated and validated to the reality of a given region. The HDM-4 is the most widely used pavement management tool in the world; however, its applicability is also limited to the calibration of its models, for which it is necessary to collect detailed field data for several years. This Research Thesis is the result of an effort undertaken in 2012 and sustained for more than 7 years, a period that corresponds to the construction, maintenance and operation of the second roadway of the Panamerican Highway North, where the author of the thesis has worked during the indicated period. In the first part of the thesis, the Calibration of the HDM-4 Asphalt Pavement Deterioration Models is presented. The results show important differences of the Calibrated Model with respect to the Uncalibrated Model; which ratifies the importance of using the validated HDM-4 Model to the conditions of a certain Region. In the second part, a procedure is presented to determine the Optimal Conservation Strategies, based on Multicriteria Analysis and Risk Analysis through Monte Carlo Simulation. This type of procedure strengthens decision making by allowing a more effective assessment of the risks and profitability of a project. It is important to point out that the present research has been carried out on new pavements monitored since their construction, a condition similar to having an experimental test track, which is highlighted since most of the calibrations carried out in the world have been performed on existing pavements.