Tesis Doctorado
Definición de umbrales mínimos de resistencia al deslizamiento en pavimentos, en base a un enfoque de demanda y oferta.
Autor
Vargas-Tejeda, Sergio Alfredo
Institución
Resumen
La resistencia al deslizamiento es una característica funcional de un pavimento relacionada
con la seguridad vial, específicamente con la ocurrencia de accidentes por deslizamiento.
El estado del arte muestra que la definición de umbrales mínimos de resistencia al
deslizamiento se basa en encontrar una relación empírica entre la oferta de fricción y el
riesgo de accidentes en pavimentos húmedos. La principal desventaja de este enfoque es
que necesita de copiosa información de accidentes y de sus causas, que en la mayoría de
los casos no se encuentra disponible. Además, no incorpora en la definición de umbrales
las condiciones de demanda de fricción del sistema vehículo-conductor, de manera de
incorporar las características geométricas del trazado.
En este trabajo se propone un enfoque alternativo para definir umbrales de resistencia al
deslizamiento, en base a un enfoque de demanda y oferta de fricción. Para ello se
desarrolló un modelo conceptual que considera la naturaleza aleatoria tanto de la demanda
como de la oferta de fricción y utiliza elementos de la teoría de la confiabilidad.
Se construyeron modelos agregados de demanda de fricción longitudinal, para lo cual se
desarrollaron pruebas de frenado con distintos vehículos, conductores, velocidades
iniciales y superficies de pavimento. De la misma forma se construyeron modelos de
demanda de fricción transversal en curvas horizontales, considerando las distribuciones de
velocidades respecto de distintos radios de curvatura. Estos modelos de demanda
constituyen la base para la estimación de umbrales.
Paralelamente se caracterizó la variabilidad de la oferta de fricción en la red vial nacional,
utilizando bases de datos existentes. Aplicando técnicas de simulación se obtuvieron
distribuciones de probabilidad de la oferta de fricción las cuales incorporan la variabilidad
tanto temporal como espacial.
A partir de los modelos desarrollados se definieron umbrales de estudio y de intervención
para distintas categorías de sitio y distintas probabilidades de falla. Para cada sitio se
asignó una banda umbral dentro de la cual la ocurrencia de accidentes debe ser investigada.
Se concluyó que los umbrales de resistencia al deslizamiento dependen de la categoría de
sitio elegida y de las probabilidades de falla seleccionadas. Los sitios con mayores
umbrales son las curvas horizontales de radio menor a 250 m., mientras que los sitios con
menores umbrales son las zonas rectas en autopistas o carreteras de doble calzada.
Los umbrales calculados con el enfoque propuesto no difieren significativamente de los
obtenidos de la experiencia internacional.
Finalmente se propuso implementar una metodología sistemática de levantamiento y
análisis de información de accidentes, que permita complementar los umbrales teóricos
propuestos con información empírica obtenida en carreteras nacionales. PFCHA-Becas Doctor en Ciencias de la Ingeniería 311p. PFCHA-Becas TERMINADA