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Revista ingeniería de construcción

versión On-line ISSN 0718-5073

Rev. ing. constr. vol.27 no.1 Santiago  2012

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732012000100006 

Revista Ingeniería de Construcción Vol. 27 No1, Abril de 2012 www.ricuc.cl PAG. 93 - 111

Desarrollo de la nueva guía canadiense de diseño y gestión de infraestructura vial 2011: un resumen del estado de la práctica canadiense

 

Susan L. Tighe*1, Norman W. McLeod*, Marta Juhasz**

* University of Waterloo, CANADA

** Alberta Transportation, CANADA

Dirección de Correspondencia


RESUMEN

En septiembre de 2009, la Asociación de Transporte de Canadá (Transportation Association of Canada, TAC) comenzó a desarrollar la versión 2011 de la Guía de diseño y gestión de infraestructura vial (Pavement Asset Design and Management Guide, PADMG). El proyecto es un fondo de estudios auspiciado por más de veinte organismos públicos canadienses entre los cuales se encuentran los diez Departamentos de Transporte provinciales, varias de las principales ciudades canadienses, diversas asociaciones industriales y el gobierno federal. El proyecto ha sido conducido por un consorcio canadiense compuesto por especialistas y académicos de todo el país. El equipo está compuesto por un variado grupo de profesionales de vasta experiencia en Canadá en los diversos aspectos tratados en esta guía. La nueva Guía PADMG 2011 corresponde a una consolidación del estado de la práctica actual en Canadá en materia de diseño y gestión de pavimentos para ingenieros, autoridades, administradores y técnicos. Además, constituirá una valiosa fuente informativa para estudiantes universitarios y de institutos de formación técnica, tanto en el país como en el exterior. La guía destacará algunos aspectos industriales clave como la sustentabilidad, el cambio climático y las innovaciones. En primer lugar, este trabajo presenta un resumen de los hallazgos encontrados en una encuesta realizada por una parte interesada con el fin de determinar el actual estado de la práctica en Canadá. La información recogida por esa encuesta cubre los principales conocimientos prácticos del diseño y gestión de los pavimentos. La nueva Guía tendrá 15 capítulos que comprenden la discusión sobre los principios de la gestión de infraestructura vial, requerimientos de datos, sustentabilidad, mantenimiento, materiales, diseño de caminos para alto y bajo volumen y análisis del ciclo de vida de los diseños de los pavimentos. El borrador del PADMG 2011 fue aprobado y el proyecto quedará terminado en septiembre de 2011.

Palabras Clave: Asociación de transporte de Canadá ( TAC), Guia de diseño y gestión de infraestructura vial


1. Introducción 

En septiembre de 2009, la Transportation Association de Canadá (TAC) comenzó a desarrollar la versión 2011 de la Guía de diseño y gestión de infraestructura vial (Pavement Asset Design and Management Guide, PADMG). El proyecto es un fondo de estudios auspiciado por más de veinte organismos públicos canadienses entre los cuales se encuentran los diez Departamentos de Transporte provinciales, varias de las principales ciudades canadienses, diversas asociaciones industriales y el gobierno federal. El proyecto ha sido conducido por un consorcio canadiense compuesto por especialistas y académicos de todo el país. El equipo está compuesto por un variado grupo de profesionales de vasta experiencia en Canadá en los diversos aspectos tratados en esta guía. La nueva Guía PADMG 2011 será una actualización, la consolidación del diseño canadiense de pavimentos y su gestión práctica para ingenieros, autoridades, administradores y técnicos. Además, constituirá una valiosa fuente informativa para los estudiantes universitarios y de college, tanto en el país como en el exterior. La guía destacará algunos aspectos industriales clave como la sustentabilidad, el cambio climático y las innovaciones.

Este tipo de iniciativas no es nuevo para la TAC. Previamente, en los años 1955, 1977 y 1997, se habían publicado tres guías. De la PADMG de 1997 se empleará el material invariable en el tiempo y se retirará la información obsoleta. En la versión 2011, se incorporarán nuevos materiales, conceptos y prácticas, además de capítulos adicionales. En esencia, el trabajo se realizará en base a lo construido en el pasado, pero enfocado en las necesidades futuras.

 

2. Alcance u objetivo de este trabajo

El objetivo de este trabajo es evaluar la forma en que los resultados de la encuesta realizada en el 2011 han influido en el proceso para producir esta Guía. La encuesta ayudó a identificar y, en consecuencia, a abordar aspectos importantes relacionados con los pavimentos y gestión de infraestructura vial en todo Canadá. Este trabajo muestra los cambios que han ocurrido en los últimos 18 años. Por último, este trabajo entrega una breve introducción a las materias incluidas en la nueva Guía 2011.

 

3. Antecedentes

Una de las principales tareas en el desarrollo de la nueva Guía 2011 fue realizar una encuesta por una parte interesada para determinar en estado actual del arte en Canadá. Además, la encuesta, finalizada a comienzos del 2010, tenía la finalidad de asegurarle al usuario que el contenido de la Guía 2011 era relevante y estaba actualizado.

Este trabajo hace una breve descripción de la nueva Guía, resumiendo los descubrimientos clave encontrados en la encuesta y entregando una comparación entre los resultados obtenidos en la encuesta realizada para la Guía de 1997 con aquellos encontrados para la nueva Guía (Cabe destacar que la encuesta para la Guía de 1997 se realizó el año 1993). La información recogida en la encuesta 2010 cubre las principales aspectos prácticos en el diseño y gestión de los pavimentos. La encuesta contenía preguntas sobre: información de redes, prácticas para la gestión de infraestructura vial y pavimentos; tipos de compilación de datos y metodologías incluyendo los índices de condición; diseño, construcción y materiales de los pavimentos; conservación de los pavimentos y prácticas de mantenimiento y rehabilitación; nuevas innovaciones, además de preguntas sobre iniciativas verdes y sustentabilidad.

Los miembros del equipo formado por el consorcio, en conjunto con el Comité de Gestión del Proyecto PADMG del TAC, también identificaron los capítulos previsibles en la nueva Guía. Actualmente, los miembros del consorcio se encuentran revisando el material de referencia tanto nacional como internacional, para asegurar que todos los capítulos sean importantes y estén actualizados. Por ejemplo, la nueva Guía incluirá una amplia revisión de las publicaciones del TAC, de los procedimientos de la Canadian Technical Asphalt Association (CTAA), de la Canadian national Guide for Sustainable Municipal Infraestructure (NGSMI), de los registros de la Transportation Research Board (TRB), de Programa de Investigación Cooperativa de las autopista nacionales de los EEUU (United States National Highway Cooperative Research Program (NCHRP), Normas provinciales y otras publicaciones aplicables. Además, al final de cada capítulo se incluirá una lista adicional de referencias.

En la nueva Guía se incluirán los siguientes capítulos:

• Capítulo 1: Introducción;

• Capítulo 2: Principios de la gestión de infraestructura vial;

• Capítulo 3: Principios de Sistemas de Gestión de Pavimentos y su implementación;

• Capítulo 4: Requerimiento y métodos de recolección de datos;

• Capítulo 5: Análisis de la necesidad a nivel de redes y programación prioritaria;

• Capítulo 6: Materiales;

• Capítulo 7: Diseño de pavimentos flexibles;

• Capítulo 8: Diseño de pavimentos rígidos;

• Capítulo 9: Diseño de caminos de ripio y tratamientos superficiales;

• Chapter 10: Tratamientos de mantenimiento y rehabilitación;

• Capítulo 11: Análisis del ciclo de vida de los diseños de pavimentos;

• Capítulo 12: El rol de la construcción;

• Capítulo 13: El rol del mantenimiento;

• Capítulo 14: Sustentabilidad en la ingeniería y gestión de los pavimentos, y

• Capítulo 15: Problemas, oportunidades y perspectivas futuras.

Se preparó un calendario detallado para los borradores con el fin de asegurar que la versión final de la Guía 2011 quedara terminada a tiempo, en septiembre de 2011. Cada uno de los capítulos fue preparado por un equipo formado por dos o tres miembros del consorcio. Además, cada capítulo fue revisado por el jefe del proyecto y otro miembro del consorcio. En la revisión de cada capítulo también participó un editor técnico para asegurar que la Guía fuera profesional y coherente. Por último, cada capítulo fue presentado al Comité de Dirección del Proyecto (Project Steering Committee, PSC) del PADMG para su revisión y comentarios. La Guía PADMG del TAC fue escrita de manera directa y consistente de modo que fuera fácil de comprender. Los capítulos fueron preparados para entregar información tanto a los ingenieros y técnicos recién graduados que inician sus carreras como para los ingenieros y autoridades y administradores con experiencia que requieran información sobre aspectos complejos.

Por otra parte, el consorcio preparó material para talleres de trabajo y capacitación, el que incluye un conjunto completo de diapositivas y notas del orador para ser usados en las reuniones de trabajo del TAC durante la conferencia anual de otoño y, además, se planificó una capacitación a través de todo Canadá con posterioridad a la publicación oficial de la Guía PADMG 2011.

Además, se preparó un manual práctico (Primer) de la Guía PADMG 2011, donde se resumen las características claves correspondientes, también dirigido a los profesionales no especialistas en la materia, ejecutivos y políticos responsables de la operación de infraestructura vial. Sin embargo, también será de utilidad como herramienta comunicacional para los profesionales técnicos al tratar con los diversas partes interesadas. El Primer expone los temas clave tratados en la Guía y describe brevemente el estado actual de las mejores prácticas canadienses y tendencias emergentes incluyendo los avances tecnológicos.

Se ilustran las tecnologías verdes de transporte, el cambio climático y otros temas tecnológicos. Este libro además resalta la importancia que poseen los diversos factores relacionados con el diseño y gestión de todos los pavimentos en la red: rural y urbana; gravas y superficie tratada; flexible y rígida así como las clasificaciones funcionales de local, colector, arterial y autopista.

 

4. Objetivo y diseño de las encuestas de 1993 y 2010

Las encuestas realizadas en los años 1993 y 2010 estaban orientadas a adquirir información sobre los métodos y prácticas actuales utilizados en el diseño y gestión de los pavimentos y a identificar las preferencias en los requerimientos exigidos por un grupo representativo de los principales usuarios de la Guía. Las encuestas de ambos años tenían un formato similar (Tighe, , 2009b). Otro objetivo de las encuestas era identificar los problemas o aspectos asociados normalmente con los sistemas de gestión de los pavimentos, qué podría hacerse diferente y las oportunidades para el cambio. Por último, la encuesta del 2010 proporcionó una oportunidad para que los entrevistados señalaran los temas que les gustaría encontrar en la nueva versión de la Guía 2011.

La encuesta del 2010, desarrollada por el consorcio, tenía 32 páginas de extensión, el contenido era bastante profundo y sistemático; tenía 9 secciones principales: información general, requisitos de los datos de pavimentos e infraestructura vial, métodos de recopilación y base de datos, análisis de las necesidades a nivel de las redes viales y programa de prioridades, materiales y drenaje de los pavimentos, diseño de los pavimentos (evaluación estructural y económica), construcción, mantenimiento y conservación, implementación de un sistema de gestión de pavimentos y de la infraestructura vial, y problemas, oportunidades y expectativas. Dentro de cada sección, existen diferentes puntos relacionados con la información, opiniones y comentarios adicionales.

 

5. Encuestados

La encuesta fue distribuida en enero de 2010 a organismos de todo Canadá, entre ellos municipalidades, organismos provinciales, federales y territoriales, firmas consultoras, instituciones académicas y otras organizaciones relacionadas con el campo del diseño y gestión de los pavimentos. La tasa de devolución de la encuesta fue del 63% en contraste con el 75% de respuesta de la encuesta de 1993, aunque el número bruto de respuestas obtenidas el año 2010 fue más alto, 44, que en 1993, 34. El año 2010 se encuestó a un grupo más amplio en comparación con 1993 (Tighe, 2009b). La Tabla 1 muestra el detalle de los organismos encuestados.

La encuesta fue distribuida en enero de 2010 y todas las respuestas fueron recibidas en marzo de 2010. En total, se recibieron respuestas de 15 municipalidades, 14 organismos federales, provinciales y territoriales, 8 agencias consultoras y proveedoras, 4 instituciones académicas y 2 asociaciones y sociedades público privadas. Cabe destacar que la encuesta también fue asesorada por la Asset Management Task Force y el Comité de Gestión del Proyecto de la TAC en los aspectos de desempeño. También fue utilizada por el Comité de Gestión del Proyecto de la TAC para Caminos Especiales.


6. Resumen de los hallazgos de la encuesta de 2010

El siguiente es un breve resumen de las respuestas obtenidas por la encuesta, cuyos hallazgos serán incorporados en la nueva Guía. Los hallazgos están agrupados en municipalidades, organismos federales, provinciales y territoriales, y otros. Se presentan las preguntas seguidas por los resultados. Por razones del alcance de este trabajo, sólo se han resumido algunas respuestas seleccionadas; los hallazgos se presentan en tablas y gráficos. Una versión más detallada del resumen de la encuesta se encuentra disponible en el TAC (Tighe y Bland, 2010a; Tighe y Juhasz, 2010a). La intención de esta sección es resaltar las prácticas actuales relacionadas con la gestión de los pavimentos en Canadá.

6.1 Información General

¿Qué porcentaje (de su presupuesto anual promedio para caminos y pavimentos) se encuentra destinado a: construcción/reconstrucción de pavimento nuevo, rehabilitación, mantenimiento rutinario, mantenimiento mayor y conservación de pavimentos?

Figura 1. Resumen del gasto en caminos y pavimentos por los organismos federales, provinciales y territoriales

 

Figura 2. Resumen del gasto en caminos y pavimentos por las municipalidades encuestadas

 

Aproximadamente ¿qué porcentajes de los pavimentos son de: grava, superficie tratada, flexible (asfalto), rígido y compuesto?

Figura 3. Resumen de los tipos de pavimento por los organismos federales, provinciales y territoriales

 

Figura 4. Resumen de los tipos de pavimento por las municipalidades encuestadas

 

Table 2. ¿Qué plazo o período de planificación utiliza?

 

Requerimiento de Datos de Pavimentos y Activos, Métodos de Recopilación y Base de Datos.

Tabla 3A. Su base de datos para pavimentos ¿se encuentra integrada a un sistema de gestión de activos?

 

Tabla 3B. En caso de respuesta negativa, ¿tiene planificado hacerlo dentro los próximos 5 años?

 

Tabla 4. ¿Qué sistema de referencia de ubicación usa normalmente su organización?

 

Tabla 5. ¿Su base de datos forma parte de una GIS (Sistema de Información Geográfica) que incorpora, por ejemplo, los servicios subterráneos (donde sea aplicable), otras características de los caminos, etc.?

 

Tabla 6. ¿Su base de datos se adapta a la segmentación dinámica?

 

¿Emplea usted lo siguiente?

Tabla 7A. Índice International de Rugosidad (IRI)

 

Tabla 7B. Índice de Adecuación Estructural (SAI)

 

Tabla 7C. Respuesta al tipo de escala que usan los organismos para el Índice de Adecuación Estructural

 

Tabla 7D. Índice de Deterioro Superficial (SDI)

 

Tabla 7E. Respuesta al tipo de escala que usan los organismos para el Índice de Deterioro Superficial

 

Tabla 7F. Índice Compuesto (CI)

 

Tabla 7G. Respuesta al tipo de escala que usan los organismos para su Índice Compuesto

 

Tabla 7H. Respuesta al tipo de Índice Compuesto usado por los organismos

 

Tabla 8. ¿Realiza periódicamente encuestas sobre carga del eje?

 

Tabla 9. ¿Incorpora Ud. específicamente cualquier dato relacionado con el medioambiente o clima en su base de datos de pavimentos y gestión de activos?

 

Tabla 10. ¿Cómo gestiona o incorpora los datos de los costos de construcción o rehabilitación de los pavimentos en su Sistema de Gestión de Pavimentos (PMS) (por ej., recopilación anual de los costos unitarios o promedio, etc)?

 

Tabla 11. ¿Ha desarrollado su agencia un PMS a nivel de las redes viales?

 

Diseño de pavimento /Evaluación estructural y económica)

Tabla 12A. ¿Ha desarrollado su agencia un Manual de diseño de pavimentos?

 

Tabla12B. Si la respuesta es si, ¿éste incluye un diseño para la rehabilitación?

 

Tabla 12C. Si la respuesta es si, ¿éste incluye el mantenimiento?

 

Tabla 12D. Si la respuesta es si, ¿éste incluye la conservación?

 

Tabla 12E. Si la respuesta es si, ¿éste incluye un diseño para drenajes?

 

Implementación de un sistema de gestión del pavimento y un sistema de gestión de los activos (AMS).

Tabla 13. La gestión de los pavimentos se puede realizar operacionalmente en dos niveles básicos: redes y proyecto. Si Ud. ha implementado un sistema de gestión de los pavimentos, ¿éste considera los siguientes aspectos?:

 

Tabla 14. ¿Tiene planificado hacer cambios mayores en su PMS?

 

Tabla 15. ¿Su PMS opera a nivel estratégico para elaborar una lista presupuestaria consolidada para todos los activos?

 

Tabla 16. Los sistemas de gestión ¿alimentan el Sistema de gestión de los activos (AMS)?

 

6.2 Problemas, Oportunidades y Proyecciones

Esta sección está tomada directamente de la encuesta de 2011 y los resultados quedaron consolidados en la lista siguiente.

Describa con qué tipo de herramientas, que faltan en su agencia, lo podrían asistir los consultores o investigadores:

• Proporcionar un soporte para desarrollar especificaciones y diseños para los pavimentos

• Sistema de gestión de Infraestructura, incluyendo gestión de todos los elementos de Infraestructura que componen la calzada y servicios subterraneos

• Investigación dirigida a definir los "puntos críticos" ("sweet spots") en la curva de deterioro que optimiza la coordinación de los diversos tratamientos preventivos o de rehabilitación

• Aspectos relacionados con la escasez de fondos y falta de recursos para el seguimiento del personal y del proyecto, así como la pérdida de competencia técnica

• Técnicas de recopilación de datos de alta velocidad y alta calidad relacionadas con el deterioro y deflexión del pavimento

• Aspectos del diseño del pavimento como un método/ programa confiable de cálculo regresivo y desarrollo de protocolos de diseño mecanístico para dirigir el uso de los materiales de construcción no-tradicionales (por ej., material granular estabilizado con cemento, en frío en el lugar, caliente en el lugar, etc.)

• Métodos para detectar problemas fríos (discriminación entre problemas de frío superficial o de profundidad, inspección del perfil en invierno y clasificación y medición fría del agrietamiento por frío.

Otros aspectos que pudieran ser incluidos en la nueva Guía PADMG 2011:

• Restricciones municipales (por ej., soleras y cunetas, servicios, etc.) y un enfoque de gestión holística

• Recopilación de datos automatizada y alta velocidad como el IRI para el aseguramiento de la calidad, datos de agrietamiento que hayan sido recogidos usando medios automatizados

• Procedimientos de monitoreo y evaluación de las técnicas de rehabilitación/reciclaje

• Caracterización estructural para la gestión de Infraestructura Vial, entradas para aumentar las actuales entradas

• Aspectos relacionados con el diseño de pavimentos como la transición desde el sistema Dynaflect a deflectómetro de impacto (FWD), implementación del método de ensayo MEPDG en el diseño de pavimentos, diseños y protocolos mecanísticos y además cómo implementar la representación estructural en modelos de gestión de activos estratégicos y tácticos, y costos del ciclo de vida

• Materiales para caminos, ambientalmente sustantables y más amigables con el medio ambiente; sistemas de clasificación de pavimento verde, mayor uso de pavimentos asfálticos reciclados (RAP), mezclas asfálticas calientes y semi-calientes

• Comportamiento basado en la vida restante, evaluación económica del ciclo de vida y estrategias de inversión, optimización del presupuesto de rehabilitación para maximizar el incremento de la calidad de las redes viales, y mejores prácticas para disminuir las diferencias en el análisis entre el nivel de las redes viales y el nivel del proyecto

• Aspectos prácticos de la implementación del Sistema de Administración de Pavimentos (PMS)

• Métodos innovadores de reciclaje

• Superficie delgada, micro-superficie

• Restauración de cortes de zanjas e intersecciones en las rasantes descendentes

 

7. Resumen y comparación entre las encuestas de 1993 y 2010

A continuación se presenta un resumen y comparación entre las respuestas de las encuestas realizadas en 1993 y 2010. A pesar de que también se recibieron respuestas de autoridades no relacionadas directamente con las redes viales, las respuestas que se entregan más adelante pertenecen solamente de los propietarios de las redes viales y se excluye a las sociedades público-privadas.

7.1 Información general

El plazo de planificación varía de 1 a 10 años, con una mayoría que empleaba de 1 a 5 años en 1993 y de 3 a 5 años en la encuesta de 2010. La rehabilitación, el mantenimiento y la conservación dominan los gastos en pavimentación.

Tabla 17. Resumen de los porcentajes gastados en rehabilitación, mantenimiento y conservación

 

7.2 Requisitos de los antecedentes de pavimentos y activos, método de recopilación y base de datos

 

Tabla 18. Resumen de los principales dispositivos de medición usados por los organismos

 

 

7.3 Análisis de las necesidades a nivel de las redes viales y programación prioritaria

 

7.4 Implementación de un sistema de administración de los pavimentos y gestión de los activos

 

Tabla 19. Resumen comparativo de ejemplos de ítemes para cambios mayores en el PMS

7.5 Problemas, Oportunidades y Proyecciones

 

8. Conclusión y etapas futuras

Este trabajo describe una gran iniciativa que se encuentra actualmente en desarrollo para ser incorporada en la nueva Guía PADMG 2011. Este trabajo presenta un breve resumen de la nueva Guía PADMG 2011 y los hallazgos de las encuestas realizadas en 1993 y 2010. Se presentan algunos de los hallazgos detallados de la encuesta de 2010. Estos hallazgos constituyen aspectos sobresalientes en este breve resumen.

Tal vez uno de los hallazgos más sorprendentes de la encuesta de 2010 se encuentra en el hecho de que a pesar de existir una red vial bien acabada, un gran porcentaje del presupuesto de los organismos parece estar asignado a nuevas construcciones. Otro cambio notable es que los organismos están usando plazos de planificación algo más largos en 2010 y están empleando el PMS en forma más extensa en comparación con 1993. Se apreciaron muchas otras pequeñas diferencias entre 1993 y 2010 que parecen estar relacionadas principalmente con los cambios en los conocimientos, experiencia y en la evolución del diseño de pavimentos y de las prácticas de gestión. Respecto de las oportunidades y proyecciones, en general, las áreas de mayor prioridad se mantienen inalteradas de 1993 al 2010 existiendo con un énfasis mayor en 2010 en cuanto al medio ambiente y disponibilidad (o falta de) personal capacitado.

Esta encuesta fue muy importante para determinar la información que debía ser incluida en la guía de diseño. También entregó valiosos conocimientos sobre las prácticas generales empleadas a través de todo Canadá. El Asset Management Task Force del TAC y el Grupo de Gestión de las medidas de comportamiento empleó los resultados de la encuesta en diversas iniciativas. Por último, la nueva Guía 2011 promete ser una guía de gran valor para los profesionales, administradores y educadores tanto nacionales como extranjeros.

 

9. Agradecimientos

Los autores de este trabajo desean agradecer las contribuciones realizadas por todos los miembros del consorcio y los miembros del Comité de Gestión del Proyecto (PSC). Igualmente, aprecian los esfuerzos realizados por Laura Bland, Administrative Assistant, de la Universidad de Waterloo, y de los funcionarios del TAC.

 

10. Referencias

Tighe S. (2009a), "Development of a National Pavement Asset Design and Management Guide (PADMG), Canada Consortium Proposal", Transportation Association of Canada.         [ Links ]

Tighe S. (2009b), "Inventory Survey of Current Practices for Use in Preparing Transportation Association of Canada's New: Pavement Asset Design and Management Guide (PADMG)", Transportation Association of Canada.         [ Links ]

Tighe S., Bland L., (2010a), "Pavement Asset Design and Management Guide, State-of-the-Practice Survey Summary".         [ Links ]

Tighe S., Juhasz M., (2010a), "Canadian Pavement Design and Management Current State-of-the-Practice", Transportation Association of Canada Annual Conference, Halifax, Nova Scotia, Septiembre 2010.         [ Links ]


E-mail: sltighe@uwaterloo.ca

Contribución ICMPA 2011