Modelo matemático y medición para estimar el índice de regularidad internacional (IRI) preciso en carreteras sinuosas caso: tramo Urcos - Ocongate de la red vial PE-30C región Cusco, 2018

Abstract

La ecuación matemática original para el cálculo del IRI (Índice de Rugosidad Internacional), utilizando el modelo matemático cuarto de coche, fue establecida en el Experimento Internacional de Rugosidad en carreteras IRRE (International Road Roughness Experiment) por el banco mundial y estandarizado por la norma internacional ASTM - E1170. Sin embargo, no fue considerado los tramos sinuosos en los cálculos, por lo que el IRI en dichos tramos resulta ser mayor en 0.5m/km, lo que significa una restricción notable para el uso de este modelo en dichos tramos. A fin de superar tal restricción se pretende desarrollar un nuevo modelo matemático para calcular el IRI en carreteras con presencia de tramos sinuosos, dicho estudio se llevó a cabo en la carretera de la red vial PE-30C región cusco, tramo Urcos – Ocongate en una longitud de 56.3 Km. Para el cumplimiento de la investigación, se realizaron mediciones con nivel y mira (en tramos rectos y curvos según muestreo aleatorio) para calcular el IRI e IRI - BALANCEO de acuerdo al estándar ASTM - E867, asimismo se utilizó el aplicativo Roadroid para calcular el eIRI (IRI estimado) y mediciones de velocidades utilizando dicho aplicativo (en todo el tramo de estudio), también se usó el radar medidor de velocidades – BUSHNELL (en tramos rectos y curvos según muestreo aleatorio). Finalmente, se hizo el tratamiento de la base de datos proporcionado por OSITRAN (IRI medido con perfilómetro laser de acuerdo al estándar ASTM E950-94 y al nuevo estándar AASHTO 328-101, deflexiones medidas con deflectómetro de impacto FWD Dynatest y coordenadas UTM). El procesamiento de la información en el tramo de estudio inicio con la determinación del alineamiento usando las coordenadas UTM y la herramienta SPLINE para determinar tramos rectos y tramos curvos, seguidamente se realizó la tramificación y sectorización utilizando los criterios v (IRI en m/Km, grado de curvatura horizontal (CCR) en °/Km, Índice de Sinuosidad (IS), Deflexiones centrales (Do) en 1/100mm, velocidad de operación-V85 y el radio de curvatura) según el método de diferencias finitas – Metodología ASHTO, 93 (Metodología para la determinación de sectores homogéneos por el método de diferencias acumuladas); y para el cálculo del Índice de Balanceo (IB) en °/Km según la norma ASTM – E1170 se utilizó la hoja de Excel formulado y el programa IRI-BALANCEO realizado en Python dichas herramientas fueron validadas con el software ProVal 3.61, la consistencia del trazado de la vía se evaluó por tramos y sectores homogéneos determinados previamente. Finalmente, con los pares ordenados (CCR, IRI, IS, Do e IB) se determinó las correlaciones aplicando el método de los mínimos cuadrados (regresión lineal) en el paquete estadístico SPSS V.25. El CCR es el que más influye en el IRI presentando una distribución normal con p>0.05 según la prueba estadística de Shapiro Wilk y una correlación de Pearson de 0.901 correspondiente a una correlación muy alta con el IRI, siendo el modelo IRIts=IRI-0.00193*CCR, donde IRIts en tramos sinuosos, IRI medido en campo y 0.00193*CCR como factor de influencia.