Instituto Mexicano del Transporte Publicación bimestral de divulgación externa NOTAS núm. 212, NOVIEMBRE-DICIEMBRE 2024, artículo 3

Método de calificación de carreteras federales SICT 2022

SOLORIO Ricardo

Introducción

En las últimas décadas, las carreteras de la red federal se han calificado mediante un procedimiento basado en la inspección visual de los tramos que comprende elementos de la corona, drenaje, derecho de vía y señalamiento (horizontal y vertical). Este método utiliza una escala de 0 a 500 puntos y en él se contempla la ponderación de las calificaciones individuales de los distintos elementos (SCT, 1996). En el caso de autopistas de cuota, el procedimiento se complementó con requisitos adicionales relativos al cumplimiento de valores límite de indicadores de la capacidad funcional y el estado superficial del pavimento, como el Índice de Regularidad Internacional (IRI), el coeficiente de fricción (CF) y la profundidad de roderas (PR, solo para pavimentos asfálticos).

En el año 2022, la Dirección General de Servicios Técnicos de la ahora Secretaría de Infraestructura, Comunicaciones y Transportes (DGST) publicó una nueva versión del método para la evaluación del estado de carreteras federales (SICT, 2022). En este nuevo método se utiliza también una escala de 0 a 500 puntos, sin embargo, la valoración subjetiva del estado de la corona ligada a la inspección visual como método de calificación principal, se ha sustituido por el uso generalizado de valores de IRI, CF y PR, a los que se ha añadido la profundidad media estimada de la macrotextura y el porcentaje de agrietamiento superficial. El cambio se debe, en buena medida, a la amplia disponibilidad de información sobre estos indicadores derivada de la aplicación del Programa de Auscultación de la Red Carretera Federal, puesto en marcha por la DGST en 2012 (SCT, 2018). En la terminología de la DGST, la profundidad de la macrotextura y el agrietamiento superficial se denotan como MAC y DET respectivamente.

Descripción general del método

Para la determinación de la calificación de acuerdo con la escala de 0 a 500 puntos ya mencionada, el nuevo método asigna, en primer lugar, una cierta cantidad de puntos por cada indicador del estado físico de la corona en función de su magnitud y, enseguida, suma las distintas asignaciones, con lo que se obtiene un máximo de 300 puntos.

En la asignación de los puntos que corresponden a la corona, con excepción de lo relativo al agrietamiento, se emplean como valores de referencia los umbrales estipulados por la SICT en los capítulos aplicables de la normativa (SCT, 2021), (SCT, 2020-1), (SCT, 2016) y (SCT, 2020-2). Por lo regular, las normas definen umbrales distintos para autopistas de cuota/corredores y caminos de la red federal libre de peaje, de manera que el esquema de calificación varía de acuerdo con el tipo de red vial, tal y como se indica en la siguiente sección.

De los 200 puntos adicionales, 100 corresponden a la condición de las denominadas zonas aledañas (franjas de 9 m de ancho adyacentes a cada lado de la corona), en las que se califica el estado del drenaje y el control de la vegetación. La calificación de las zonas aledañas es similar a la del método de 1996 (SCT, 1996), y se basa en el nivel de azolve de cunetas y alcantarillas y en la altura de la vegetación. Los otros 100 puntos están reservados para evaluar el señalamiento horizontal y el vertical, lo cual se realiza conforme a la NOM-034-SCT-2011 (SCT, 2011) en la que se califican aspectos como estado de conservación, color, forma, pictograma, instalación o, de ser el caso, ausencia.

La evaluación supone la división del tramo de interés en subtramos de 10 km delimitados por cadenamientos múltiplos de esa longitud, con las posibles excepciones del origen y el destino del tramo.

Clasificación de la red y umbrales de los indicadores

En términos generales, los tipos de red utilizados por la Normativa para el Transporte de la SICT en la especificación de los intervalos de condición del estado de la corona se basan en el régimen de operación de los caminos (de cuota o libres de peaje) y en su nivel jerárquico (corredores viales, carreteras libres básicas y carreteras libres secundarias).

Como se sabe, no existe un sistema de clasificación único de uso generalizado en la SICT, de manera que, en el caso de la DGST, tiene un uso amplio el sistema definido en la Norma Oficial Mexicana de pesos y dimensiones de la misma Secretaría, el cual clasifica los caminos de acuerdo con la idoneidad de sus características geométricas y estructurales para permitir la circulación de vehículos con determinados pesos y dimensiones (SCT, 2017). Este sistema divide las carreteras nacionales en los siguientes tipos: ejes de transporte (ET), tipo A (similar a los ET, pero con algunas restricciones), tipo B (red primaria), tipo C (red secundaria) y tipo D (red alimentadora).

Para efectos del método de calificación 2022, la DGST ha homologado las dos calificaciones anteriores como se indica en la Tabla 1.

Tabla 1. Homologación de los tipos de carretera.

Fuente:    Adaptada de (SICT, 2022).

Tomando en cuenta las equivalencias de la Tabla 1, en las Tablas 2 y 3 se presentan, respectivamente, las puntuaciones máximas y umbrales definidos en la nueva propuesta de calificación de carreteras para corredores y autopistas (caminos tipo ET y A), y los de carreteras básicas y secundarias (caminos tipo B, C y D).

Tabla 2. Puntuación y umbrales de los indicadores de condición (caminos ET y A).

Fuente:    (SICT, 2022).

Tabla 3. Puntuación y umbrales de los indicadores de estado (caminos B, C y D).

Fuente:    (SICT, 2022).

Según las Tablas anteriores, los umbrales máximo y mínimo de los indicadores indican los puntos en los que se asigna o bien la puntuación máxima especificada o bien la mínima, que en todos los casos es igual a cero. Los indicadores de zonas aledañas y señalamiento se definen como se indica a continuación: a) Drenaje: promedio ponderado de los porcentajes de área azolvada con respecto al área total de las obras; b) Cociente de la longitud total de las franjas laterales en los que la maleza tiene una altura mayor a 0.4 m y la longitud total del tramo; c) Señalamiento horizontal: Cociente entre la longitud con deficiencias en las marcas del señalamiento y la longitud total del tramo; d) Señalamiento vertical: Número de señales que incumplen los requisitos de la NOM-034 entre el número total de señales;.

Cuando los indicadores tienen un valor comprendido entre ambos umbrales, la puntuación se obtiene mediante interpolación lineal. Así, por ejemplo, en el caso del coeficiente de fricción (para el que los dos tipos de carretera comparten los mismos umbrales), la variación de la puntuación en función de los valores medidos adquiere la forma ilustrada en la Figura 1.

Figura 1. Asignación de puntos en función del valor de CF.

Fuente:    (SICT, 2022).

El caso del coeficiente de fricción es singular porque, de acuerdo con la norma SICT aplicable para su determinación, valores superiores a 0.9 se consideran inaceptables debido a que tornan áspera la superficie de rodadura, lo que puede inducir desgaste en los neumáticos de los vehículos. De este modo, en el caso de este coeficiente, cuando el indicador supera el umbral máximo, en lugar asignar el máximo de puntos se asigna el mínimo.

Procedimiento de calificación

El nuevo método de evaluación puede resumirse en los siguientes puntos:

1.      Delimitar el tramo de carretera que se va a evaluar e indicar su longitud, número de carriles y tipo.

2.      Dividir el tramo en subtramos de 10 km delimitados por cadenamientos múltiplos de esa longitud, con las posibles excepciones del origen y el destino del tramo. Estos subtramos se utilizan como base para la evaluación.

3.      Obtener los datos de los indicadores empleados en la evaluación de la corona: IRI, PR, CF, MAC y DET.

4.     Para cada indicador, calcular el percentil 80 correspondiente a la longitud equivalente de cada subtramo de carretera (km-cuerpo), el cual constituye el valor representativo del subtramo.

5.      Obtener los indicadores de zonas aledañas y el señalamiento, de acuerdo con lo indicado en la sección anterior. Ver (SCT, 1996) y (SCT, 2011).

6.    Convertir los valores representativos de los subtramos en los correspondientes puntos, con base en lo estipulado en las Tablas 2 y 3 y realizando las interpolaciones lineales necesarias. Determinar la calificación de cada subtramo como la suma de los puntos asignados en función de los diferentes indicadores.

7.      Asignar una calificación a cada subtramo, según los rangos por tipo de carretera definidos en la Tabla 4.

 

Tabla 4. Rangos de calificación por tipo de carretera.

Fuente:    (SICT, 2022).

8.      En el documento de referencia (SICT, 2022) se indica que debe calcularse una calificación para los tramos o carreteras completos, en los siguientes términos: “la calificación máxima de la carretera (500 puntos) es resultado de sumar las calificaciones finales de cada indicador”. Las “calificaciones de cada indicador” para la carretera, a su vez, se obtienen como el percentil 80 de los valores calculados por subtramo.

Aspectos de sensibilidad

La estructura de la calificación por puntos que se presenta en las Tablas 2 y 3 permite advertir lo siguiente:

·         Los indicadores del estado físico de la corona proporcionan el 60 % del total de puntos que se pueden obtener.

·         El resto de los puntos se divide en partes iguales entre las zonas aledañas y el señalamiento. Dentro las primeras, el drenaje cuenta por el 75 % (15 % del total) y el control de vegetación por el 25 % (5 % del total). Por lo que toca al señalamiento, se han reservado estas mismas proporciones para el señalamiento horizontal y para el vertical, respectivamente.

·         Con respecto a la corona, se aprecia que la proporción de la calificación que corresponde al IRI equivale al doble de la del cualquier otro indicador (100 contra 50 puntos), y que puede aportar hasta un tercio de esta parte de la calificación. Cabe aquí mencionar que la profundidad de roderas (PR) es un deterioro propio de los pavimentos asfálticos y que, por lo tanto, no podría aplicarse en la evaluación de pavimentos rígidos. Asimismo, el agrietamiento en este tipo de pavimentos tiene una naturaleza distinta a la que caracteriza al de los pavimentos flexibles y, bajo ciertas circunstancias, puede ser síntoma de fallas graves, aun si ocurre en porcentajes relativamente pequeños.

A fin de evaluar aproximadamente la sensibilidad del método, puesto que las calificaciones de  tienen un mayor peso y que los demás indicadores de la corona se ponderan con la misma proporción, se decidió investigar los efectos de la variación simultánea del  y algún otro los parámetros del estado del pavimento. Esta alternativa se eligió también porque, por un lado, es poco frecuente que la degradación de un pavimento se manifieste a través de un solo indicador y, por otro, resulta difícil interpretar los efectos conjuntos de más de dos variables en los resultados de un modelo.

Tomando en cuenta lo anterior, el total de puntos de la calificación puede expresarse como:

donde:

           Total de puntos de la calificación.

        Percentil 80 del  medido en cada subtramo.

  Función para convertir el valor del  en la cantidad de puntos que corresponda (máximo de puntos, mínimo o parte proporcional, según el tipo de camino).

:          Indicador adicional al  elegido para evaluar la sensibilidad.

    Función para convertir el valor del indicador  en la cantidad de puntos que corresponda.

         Puntos adicionales a los asignados en función de  e .

 

Para los efectos de este ejercicio conviene hacer , es decir, asumir que se logra la máxima puntuación con los indicadores adicionales a  e . Con base en esta consideración y dando simultáneamente valores a  y a alguno de los otros indicadores del estado de la corona en los rangos apropiados, se obtuvieron matrices de la variación de la calificación de un subtramo en función de cada par (. En las Tablas 5 a 7 se presentan como ejemplo los resultados obtenidos para  en carreteras ET y A, B, y C y D, respectivamente. En estas tablas, se han utilizado los mismos códigos de color de la Tabla 4 para representar los niveles cualitativos de bueno (fondo verde), regular (fondo amarillo) y malo (fondo rosa) que corresponderían a los valores de cada celda.

 

Tabla 5. Variación en función de IRI y CF, caminos tipo ET y A.

 

 

Tabla 6. Variación en función de IRI y CF, caminos tipo B.

 

Tabla 7. Variación en función de IRI y CF, caminos tipo C y D.

 

En términos generales, los patrones de variación de la puntuación en función del  y los indicadores adicionales resultaron bastante similares dentro de cada tipo de camino, y pueden resumirse en los siguientes términos:

·      La deducción del total de puntos previstos para el  y un indicador adicional de la corona es insuficiente para que la calificación del subtramo quede en el rango de estado malo. En el caso de los caminos tipos C y D, tampoco se obtuvieron puntuaciones que quedaran en el rango de estado regular.

·           Con el incremento/decremento progresivo de los indicadores considerados se generaron zonas de estado bueno y regular, con la siguiente proporción aproximada de celdas correspondientes al segundo estado:

§   Caminos tipo ET y A: 27 %

§   Tipo B: 9 %

§   C y D: 0 %.

Nótese que la zona de estado regular de caminos tipo B es considerablemente menor que la de los ET y A.

·      La pérdida total de los 100 puntos que corresponden al  sin ninguna otra deducción redundaría en una calificación de 400 puntos, lo cual colocaría al subtramo en la posición que se indica a continuación respecto a su evaluación cualitativa:

§   Caminos tipo ET y A: en la frontera entre bueno y regular.

§   Tipo B: 25 puntos por arriba de esa frontera.

§   C y D: 50 puntos por arriba del mismo límite.

·      En casos en los que ni el  ni alguno de los demás indicadores alcanzaran los niveles establecidos para la asignación de puntos, la posición sería la siguiente:

§   Caminos tipo ET y A: en la frontera entre regular y malo.

§   Tipo B: 50 puntos encima de ese límite y 25 por debajo de la frontera entre bueno y regular.

§   C y D: en el límite entre bueno y regular.

·      Si las deficiencias se concentraran en el indicador adicional al  de manera que no alcanzara el nivel necesario para que se asignaran puntos, los niveles máximos de  para que el estado del tramo se mantuviera en el rango de bueno se reducirían como se indica enseguida:

§   Caminos tipo ET y A: De 2.5 a 2.1 m/km.

§   Tipo B: De 3.5 a 3.2.

§   C: no se reduce.

 Por lo regular, la degradación de un pavimento afecta a más de uno de los indicadores que se utilizan para caracterizar este fenómeno, si bien existen propiedades como la regularidad y la fricción que pueden evolucionar de manera independiente. Considerando los efectos combinados, en la Tabla 8 se muestran parejas  que corresponden a celdas de las matrices con puntuaciones ubicadas en la frontera entre los estados bueno y regular, y aproximadamente al centro del rango de estado regular cubierto por . No se incluyen parejas para los tipos de camino C y D porque, como se ha mencionado, no se obtuvieron puntuaciones fuera del rango bueno para estos tipos de camino.

Tabla 8. Variación en función de IRI y CF, caminos tipo C y D.

 

Al revisar la Tabla anterior se advierte que, quizá con excepción del valor  de la tercera pareja de los caminos ET y A, el resto de los resultados tienen niveles muy cercanos a los límites admisibles para que los indicadores puedan aportar al a la puntuación. Con lo anterior, es claro que cualquier deficiencia en los demás indicadores podría llevar la calificación al nivel inferior.

Conclusiones

A continuación se presentan las conclusiones del trabajo expuesto en las páginas previas:

1.      La información del programa de auscultación de la red federal provee información muy valiosa para diagnosticar el estado actual de esta red, tomar decisiones respecto a su conservación e, incluso, desarrollar modelos de deterioro de pavimentos.

2.      La homologación entre esquemas de clasificación de la red federal propuesta para facilitar la aplicación del método da cuenta de la necesidad de promover el diseño y adopción de un esquema común para las distintas áreas de la Subsecretaría de Infraestructura de SICT, que sirva también para el intercambio de información con los usuarios y con otras partes interesadas.

3.      En el caso del coeficiente de fricción, la definición de umbrales para la asignación de puntos contempla una disminución drástica del máximo al mínimo en la vecindad del valor . Se recomienda aplicar alguna consideración para que este cambio sea también gradual.

4.      La profundidad de roderas es un modo de deterioro que solo se presenta en pavimentos de concreto asfáltico. Lo anterior, aunado al hecho de que el método también considera el porcentaje de agrietamiento superficial, parece restringir la aplicabilidad del método en ese tipo de pavimentos. Sería conveniente aclarar este punto en la documentación del método y, en todo caso, proponer una variante adecuada para los pavimentos rígidos. Asimismo, dada la influencia de la capacidad estructural de los pavimentos en su comportamiento futuro, sería también recomendable incorporar indicadores representativos de este atributo.

5.      El sistema para la calificación categórica de los subtramos en función del total de puntos (ver Tabla 4), aplica en la práctica un elemento de diferenciación adicional de los caminos de acuerdo con su tipo, el cual resulta más favorable para los caminos tipo B y, en mayor medida, para los tipos C y D.

6.      En la valoración de la sensibilidad del método se encontró que la deducción total de los puntos reservados para el  y para un indicador adicional de la corona, es insuficiente para que el subtramo quede en estado malo, En el caso de los caminos tipos C y D, esta deducción es incluso insuficiente para que el subtramo pase al estado regular.

7.    Al seleccionar parejas de  y un indicador adicional de la corona que, en efecto combinado, trasladan el estado de un subtramo a la frontera entre las categorías de bueno y regular, cuando se eligen valores medios del segundo indicador, se observa que el subtramo queda en una condición tal que cualquier disminución en los demás indicadores puede llevar la calificación al nivel más bajo.

Referencias

SCT. (1996). Método para calificar el estado físico de un camino. México, D.F., México: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).

SCT. (2011). Norma Oficial Mexicana NOM-034-SCT2-2011: Señalamiento horizontal y vertical de carreteras y vialidades. Diario Oficial de la Federación. Obtenido de https://www.dof.gob.mx/normasOficiales/4555/sct/sct.htm

SCT. (2016). Norma N·CSV·CAR·1·03·009/16: Determinación de la profundidad de roderas (PR). Ciudad de México: Secretaría de Comunicaciones y Transportes.

SCT. (2017). Norma Oficial Mexicana NOM-012-SCT-2-2017, Sobre el peso y dimensiones máximas con los que pueden circular los vehículos de autotransporte que transitan en las vías generales de comunicación de jurisdicción federal. Diario Oficial de la Federación.

SCT. (2018). Programa de auscultación de la red carretera federal: memoria documental, DGST. Secretaría de Comunicaciones y Transportes, Dirección General de Servicios Técnicos. Ciudad de México: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). Recuperado el 30 de abril de 2021, de http://www.sct.gob.mx/fileadmin/Transparencia/rendicion-de-cuentas/MD/44_MD.pdf

SCT. (2020-1). Norma N·CSV·CAR·1·03·007/20: Determinación del coeficiente de fricción (CF). Ciudad de México: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).

SCT. (2020-2). Norma N·CSV·CAR·1·03·006/20: Determinación de la macrotextura (MAC). Ciudad de México: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).

SCT. (2021). Norma N·CSV·CAR·1·03·004/21: Determinación del Índice de Regularidad Internacional (IRI). Ciudad de México: Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).

SICT. (2022). Método para calificar el estado físico de las carreteras federales 2022. Ciudad de México, México: Secretaría de Infraestructura Comunicaciones y Transportes (SICT).

SOLORIO Ricardo
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“Las opiniones expresadas en esta publicación son de los autores y no necesariamente reflejan los puntos de vista del Instituto Mexicano del Transporte”