Simulación Estocástica del Modelo de Agrietamiento HDM-4 para Carreteras chilenas

Abstract

En ingeniería de carreteras, una forma de evaluar el desempeño de un pavimento es a través de modelos de deterioro, los cuales predicen su evolución y permiten programar labores de mantenimiento para garantizar que el pavimento alcance el periodo de diseño, cumpliendo con un umbral de deterioro establecido. Normalmente cuando se evalúa el deterioro de un pavimento por medio de un modelo de deterioro, el pronostico esta representado por un valor determinista, sin embargo, debe recordarse que los proyectos de ingeniería de pavimentos, como cualquier proyecto de ingeniería poseen un grado de incertidumbre en el diseño, lo que implica que un adecuado desempeño de la solución no puede ser garantizado de forma absoluta, sino en términos de la probabilidad de éxito por satisfacer el criterio de desempeño. De acuerdo a lo anterior esta investigación tiene por objetivo incorporar la probabilidad en la respuesta del modelo de agrietamiento estructural. Para lo cual utilizó el modelo de iniciación y progresión del agrietamiento del programa HDM-4, evaluándolo bajo distintos escenarios definidos a partir de la ubicación geográfica, tipo de tránsito y capacidad estructural de 14 grupos de caminos localizados en Chile. Los datos de entrada para cada escenario fueron obtenidos de datos reales, en base a información suministrada por el Ministerio de Obras Públicas de Chile y de estudios de calibración del modelo deterioro a condiciones locales.Para alcanzar el objetivo de la investigación, se desarrollo un modelo de simulación que reprodujo el deterioro por agrietamiento de un pavimento para un ciclo de vida de 25 años, en base a datos de entrada definidos aleatoriamente. Esta simulación se ejecutó en repetidas oportunidades, cuyo número se estableció estadísticamente con un 95% de confianza. Con el conjunto de salidas del modelo de simulación se establecieron funciones de densidad de probabilidad que representan la respuesta estocástica del modelo de deterioro.La investigación entrega como resultado un conjunto de funciones de densidad de probabilidad para los modelos de iniciación y progresión agrietamiento de todas las grietas y grietas anchas estructurales de 14 grupos de caminos ubicados en territorio chileno.