sistema de gestion integral de pavimentos · 2013. 9. 26. · micro paver 5.1 es un programa de...

SISTEMA DE GESTION INTEGRAL DE PAVIMENTOS

APLICACION AL AEROPUERTO INTERNACIONAL DE EZEIZA

CONTENIDOS§ PRINCIPALES CARACTERISTICAS DEL AEROPUERTO

INTERNACIONAL DE EZEIZA

§ ALCANCE DEL SISTEMA DE GESTION§ METODOLOGIA DE TRABAJO§ SOFTWARE DE CALCULO UTILIZADO§ PRINCIPALES DIFICULTADES§ CONCLUSIONES

AEROPUERTO INTERNACIONAL DE EZEIZA

UBICACIÓN

BUENOS AIRESAEROPUERTO DE EZEIZA


PISTA 11-29Longitud: 3.300 m

(2400 m en CºAº + 900 m en Hº)Ancho: 80 m

PLATAFORMA COMERCIAL25 posicionesSuperficie total: 255.000 m2(Superficie mixta: Asfalto y Hormigón)

PISTA 17-35Longitud: 3.100 m

2.300 m Asfalto800 m Hormigón

Ancho: 70 m

PLATAFORMA DE CARGASuperficie: 28.000 m2

(Hormigón)


RODAJE FOXTROT

RODAJE ALFA

RODAJE BRAVO

RODAJE CHARLIE

RODAJE JOULIET

RODAJE HOTEL

RODAJE ECHO

RODAJE DELTA

RODAJE PRINCIPAL

TRAFICOTRAFICO DE PASAJEROS AÑO 2002:

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

CABOTAJE INTERNACIONAL

Mile

s de

pax

MOVIMIENTOS ANUALES 2002: 56.601 movimientos

3.266.911

127.268

PROYECCION DEL TRAFICO

-

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

180.000

200.00020

02

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

2024

2026

INCORPORACION DE VUELOS DE AEROPARQUE

COMPOSICION DEL TRAFICO

4.385 BOEING 737-700

2.968 MD88543 BOEING 727

1.502 MD 1110 BOEING 707

74 ILYUSHIN IL-6220 ANTONOV 124-300

48 GULFSTREAM 5220 AVIACION GENERAL

2.047 FOKKER 1001.050 AIRBUS 340-600

55 DC10 30/40739 AIRBUS 340-300

2.416 BOEING 777-3001.167 AIRBUS 340-200

2.882 BOEING 767204 AIRBUS 330

254 BOEING 757-2002.421 AIRBUS 320

2.109 BOEING 74750 AIRBUS 319

3.032 BOEING 737-200266 AIRBUS 310

DESPEGUESANUALESAERONAVE

DESPEGUESANUALESAERONAVE

Los sistemas tradicionales se realizan a 2 niveles diferentes:§ Nivel de red§ Nivel de proyecto

En este caso, el sistema de gestión permite obtener resultadosa nivel de anteproyecto.

ALCANCE DEL SISTEMA DE GESTION DE PAVIMENTOS

El sistema de gestión de pavimentos es una herramienta de decisión para el desarrollo de costos de mantenimiento de pavimentos y alternativas de reparación para caminos, calles, parques de estacionamiento y aeropuertos.

METODOLOGIA EMPLEADA1. Análisis de antecedentes2. Análisis del tráfico3. Análisis de las condiciones ambientales4. Inspección visual5. Relevamiento topográfico6. Ensayos no destructivos (NDT)7. Estudios geotécnicos8. División en secciones homogéneas9. Análisis estructural10. Programa de obras11. Desarrollo del manual de gestión

ANALISIS DE ANTECEDENTESRECOPILACION Y ANALISIS DE ANTECEDENTES• Historia constructiva • Historia de mantenimiento• Estudios geotécnicos• Relevamiento topográfico

LayerDepth(mm)

Construction Date

500

1000

1500

2000

Ene/60 Ene/60 Ene/60 Ene/87 Ene/87

ANALISIS DEL TRAFICO

• DISTRIBUCION DEL TRAFICO POR CABECERAS

3%20%35

12%80%1715%17 - 35

17%20%29

68%80%1185%11 - 29

TOTALDESPEGUES

%CABECERA

DESPEGUE%PISTA

• ASIGNACION DEL TRAFICO POR RODAJES

• ASIGNACION DEL TRAFICO A POSICIONES DE PLATAFORMA

CONDICIONES AMBIENTALESPRECIPITACIONES• Determinación de precipitaciones media, mínima y máxima mensual

TEMPERATURAS• Determinación de la temperatura media, mínima y máxima mensual• Determinación de la temperatura del pavimento

0

5

10

15

20

25

30

DIC - ENE - FEB MAR - ABR - MAY JUN - JUL - AGO SEP - OCT - DIC

Mes

ºC

AIRE PAVIMENTO

INSPECCION VISUAL• Relevamiento de deterioros superficiales (Norma ASTM 5340)

• Planos de relevamiento de fallas para todo el aeropuerto:

• Cálculo del PCI (Pavement Condition Index)

RELEVAMIENTO TOPOGRAFICO

• Relevamiento de detalle para todos los sectores en estudio

• Verificación de presencia de obstáculos

• Verificación de pendientes longitudinales y transversales

• Determinación de perfiles transversales por nivelación geométrica:• Cada 25 m en rodajes y pistas• Cada 50 m en zona de franja de rodajes y pistas• Cada 10 m en plataforma

Tiene como objetivo determinar la factibilidad técnica y ajustar el volumen de las obras a ejecutar.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOSMEDICION DE DEFLEXIONES CON EQUIPO FWD

EQUIPO: Kuab 2m 150

PLATO DE CARGA: 45 cm de diámetro

CONFIGURACIÓN DE SENSORES: 0, 30, 60, 90, 120, 150 y 180 cm

CARGA APLICADA: 24.000 kg

INVESTIGACION GEOTECNICA

TOMA DE MUESTRASLa ubicación se determina a partir del análisis de los ensayos no destructivos y los antecedentes existentes

Sondeos • 136 sondeos hasta una profundidad de 2,00 m

• 47 sondeos en pista• 73 sondeos en calles de rodaje• 16 sondeos en plataforma

• Extracción de testigos de pavimento• Extracción de muestras de suelo de cada estrato

Calicatas• 8 calicatas hasta una profundidad de 2,00 m• Extracción de testigos de pavimento• Extracción de muestras de suelo de cada estrato

DIVISION EN SECCIONES HOMOGENEAS

EN FUNCION DE:• Tipo de pavimento• Estado superficial del pavimento

§ Por magnitud de deterioro§ Por tipo de falla

• Tránsito• Historia constructiva• ISM (Impulse Stiffness Modulus)

ANALISIS DE LA VARIACION DEL ISMIMPULSE STIFFNESS MODULUS

VARIACION LONGITUDINAL

0

1.0002.000

3.0004.000

5.000

6.0007.000

8.0009.000

10.000

0 50 100 150 200 250

PROGRESIVA [m]

ANALISIS DE LA VARIACION DEL ISMIMPULSE STIFFNESS MODULUS

VARIACION TRANSVERSAL

PROG. 0+000

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

Perfil Tansversal [m]

PROG. 0+050

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8


PROG. 0+100

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8


PROG. 0+200

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8


PROG. 0+250

0

200

400600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8


PROG. 0+300

0

200

400600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8


ANALISIS ESTRUCTURAL

• Modelización de la estructura

• Determinación de parámetros estructurales: RETROCALCULO(Uso del programa PCASE 2.0)

• Comparación de resultados con ensayos destructivos

• Determinación de vida útil (Ley de Miner)

• Propuesta de rehabilitación (Para varios períodos de análisis)

• Indicación del Pavement Classiffication Number (PCN)

PROGRAMA DE OBRAS• Determinación del deterioro del pavimento en función detráfico, clima y estado superficial

PCI

EDAD

0

25

50

75

100

0 5 10 15 20 25 30

• Definición de obras en base a diferentes políticas• Obras localizadas• Obras globales• Obras mayores

• Análisis económico

DESARROLLO DEL MANUAL DE GESTION

• Programa de inspección

• Mantenimiento de la base de datos actualizada

• Ajuste de modelos de deterioro

• Ajuste de obras programadas

• Ajuste de costos unitarios

• Ajustes presupuestarios

PCASE 2.0

Tiene 7 componentes o módulos de trabajo principales:1. Clima2. Edición de vehículos3. Tráfico4. Datos de ensayos DCP5. Datos de ensayos no destructivos (NDT)6. Evaluación7. Diseño

El PCASE 2.0 permite evaluar pavimentos flexibles y rígidos mediante el método de la capa elástica.

Determinación de temperaturas máximas, mínimas y medias

Determinación de la temperatura de diseño para el pavimento

Determinación de la temperatura a la que fueron ejecutadas las deflexiones

Módulo de CLIMA

Descripción de las características de las aeronaves:• Configuración del tren de aterrizaje• Carga máxima, mínima y estándar

Curvas de ACN

Módulo de VEHICULOS

Definición del mix de aviones:

• Cantidad de movimientos

• Carga

Determinación de la aeronave crítica

Determinación del número de pasadas equivalentes

Módulo de TRAFICO

• Introducción de mediciones de FWD

• Determinación de secciones homogéneas

• Eliminación de puntos singulares

• Determinación del cuenco de deflexiones

Módulo de ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Introducción de resultados de ensayo DCP

Determinación automática de estratos homogéneos en función del DCP

Módulo de ENSAYOS DCP

• Modelización de la estructura del pavimento

• Retrocálculo de módulos usando la teoría elástica

• Determinación del Pavement Cassification Number (PCN)

• Determinación de la cárga máxima permitida

• Determinación de la vida útil (número de pasadas admitidas)

Módulo de EVALUACION

§ Determinación de espesores

§ Determinación de requerimientos de compactación

Módulo de DISEÑO

Micro PAVER 5.1

Es un programa de GESTION DE PAVIMENTOS.

Tiene 5 componentes o módulos de trabajo principales:1. Inventario2. Trabajo3. Inspección4. Predicción del deterioro5. Planificación de las obras

Módulo INVENTARIO

Clasificación jerarquizada de la red de pavimentos:• NETWORKS (Aeropuerto de Ezeiza)• BRANCHES (Pista 11-29)• SECTIONS (Sección homogénea 1)

Asignación de información básica a la base de datos:• Dimensiones• Tipo de pavimento• Tráfico• Ensayos destructivos y no destructivos (NDT)• Banquinas• Dimensiones de losas y juntas• etc.

Módulo de TRABAJODefinición de la historia constructiva del pavimento:

• Espesores• Repavimentaciones• Refuerzos• Mejoras• Materiales empleados

Confección automática de reportes resumen

Módulo de INSPECCION• Rápida introducción de datos de relevamiento superficial

• Cálculo automático de PCI• por unidad de análisis• por sección • promedio ponderado para toda la red

• Identificación del origen de las fallas:• por clima• por carga• otro

• Definición de otros indicadores de estado de pavimentoProgramación automatizada de los relevamientos superficiales§ Por condición de PCI§ Por tasa de deterioro de la superficie de pavimento

INTERFAZ GRAFICA GIS

PCI – ETAPA 1

Módulo de PREDICCION DEL DETERIORO

• Modelización del deterioro de la superficie (PCI vs. tiempo)

• Identificación de secciones con iguales características

• Construcción de modelos a partir de relevamientos históricos

• Proyección de las condiciones futuras del pavimento.

EVOLUCION DEL ESTADO

PCI

Años

0

1020

30405060

Oct 2003 Oct 2005 Oct 2007 Oct 2009 Oct 2011Oct 2004 Oct 2006 Oct 2008 Oct 2010 Oct 2012

Módulo de PLANIFICACION DE LAS OBRASDefinición del tipo de intervención: localizada, global o mayor

Definición de las políticas de intervención:• Mantener el valor del PCI medio de la red por sobre el crítico• Mantener el PCI sobre el mínimo establecido en cada sección• Implementar un plan de trabajos localizados en el primer año• Mantener el PCI actual durante el período de análisis• Obtener un PCI al final del período de análisis

Definición de costos unitarios para cada tarea

Definición de políticas presupuestarias:• Optimizar obras para cumplir con un presupuesto específico• Calcular el presupuesto requerido para la ejecución de todas las

obras necesarias

Definición del efecto de las obras sobre el pavimento

Definición de prioridades entre secciones

Optimización del plan de obras, contemplando:• Evolución del PCI de cada sección• Origen de las fallas relevadas • Prioridad de las secciones• Presupuesto disponible

Módulo de PLANIFICACION DE LAS OBRAS

EJEMPLO DE ANALISIS

AEROPUERTO INTERNACIONAL DE EZEIZAETAPA 1

RODAJE PRINCIPAL

PERIODO 2004 - 2023

Annual Condition Plot (Area Weighted Avg.)

Years

05

1015202530

Annual Condition Plot (Area Weighted Avg.)

Years

020406080

100

EVOLUCION DEL PCI (2003 – 2023)

§ SIN REPAVIMENTACION

§ LUEGO DE LA REPAVIMENTACION

Condition Plot

Year

020406080

100

Year

0

50000

100000

150000

HIPOTESIS 1FONDOS ILIMITADOS

§ EVOLUCION DEL PCI

§ FLUJO DE FONDOS REQUERIDOS

TRATAMIENTOSUPERFICIAL

PCI =83

Year

020406080

100

HIPOTESIS 2PRESUPUESTO ANUAL = $25.000



FOG SEAL

Year

05000

1000015000200002500030000

PCI =61

Year0

20000

40000

60000

80000

Year

0

20

40

60

80

100

HIPOTESIS 3OBTENER PCI=70 AL FINAL DEL PERIODO



PCI =71

Year0

50000

100000

150000

Year

0

20

40

60

80

100

HIPOTESIS 4OBTENER PCI=75 AL FINAL DEL PERIODO



PCI =75

COMPARACION DE FONDOS REQUERIDOS

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

HIPOTESIS 1 HIPOTESIS 2 HIPOTESIS 3 HIPOTESIS 4

PCI =83

PCI =75

PCI =71

PCI =61


$ 76.286$ 288.88275HIPOTESIS 4

$ 74.320$ 274.95671HIPOTESIS 3

$ 37.145$ 166.01961HIPOTESIS 2

$ 78.244$ 307.77383HIPOTESIS 1

VANINVERSIONPCIFINAL

Year

05000

10000150002000025000

Year

020406080

100

HIPOTESIS ASIN INVERSION EN 5 AÑOS



PCI =61

Year

05000

1000015000200002500030000

Year

0

204060

80100

HIPOTESIS BSIN INVERSION EN 10 AÑOS



PCI =61


VAN = $22.166

$ 0

$ 5.000

$ 10.000

$ 15.000

$ 20.000

$ 25.000

$ 30.00020

04

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

HIPOTESIS A HIPOTESIS B

VAN = $21.999

§ Inconvenientes operativos § en campo§ en gabinete

§ Antecedentes poco confiables§ Desconocimiento de la evolución del deterioro del pavimento§ Incertidumbre en el uso futuro de la aeroestación

PRINCIPALES DIFICULTADES

El SISTEMA DE GESTION es una herramienta que permite:§ Minimizar fallas costosas y mejorar la condición general del

pavimento circunscribiéndose a un presupuesto§ Optimizar recursos disponibles, ejecutando en primer lugar

las obras cuya postergación demandaría una inversión sustancialmente mayor

§ Proveer información confiable del estado de la infraestructura§ Proveer herramientas para evaluar diferentes escenarios de

presupuesto

CONCLUSIONES ( I )

§ A pesar de las dificultades encontradas, se han comenzado a elaborar los diferentes escenarios que permiten tomar decisiones técnico-económicas.

§ En el caso particular de este desarrollo, se han ensamblado las necesidades estructurales y superficiales en un período de diseño prefijado.

§ Asimismo se ha definido a nivel de anteproyecto las intervenciones futuras más importantes.

CONCLUSIONES ( II )

PREGUNTAS ?

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