Infraestructura Vial

Determination of vehicle wheel wander for urban roadways in Costa Rica

ResumenEl objetivo del proyecto consiste en determinar un valor de desplazamiento lateral que sea representativo para carreteras urbanas de Costa Rica, que pueda ser utilizado para el diseño y simulación del deterioro de pavimentos. Para esto se realizó un cálculo del desplazamiento lateral en 6 diferentes estaciones ubicadas en rutas nacionales dentro del Gran Área Metropolitana de Costa Rica con características similares.El desplazamiento lateral es la dispersión de los vehículos en el ancho del carril, estos usualmente tienen una distribución de tipo normal. En los puntos en los que transitan más vehículos hay mayor deterioro del pavimento, por lo tanto, entre mayor es el desplazamiento lateral los vehículos se distribuyen más en el carril y el daño al pavimento es menor.Las estaciones donde se realizaron las mediciones se ubican en la Ruta Nacional 3, Ruta Nacional 2, Ruta Nacional 202, Ruta Nacional 32, Ruta Nacional 39 y Ruta Nacional 108. Los cuales fueron seleccionados por tener un alto porcentaje de vehículos pesados. En cada estación se colocó una cámara y se trazaron líneas para medir la posición transversal en el carril de los vehículos que transitaban en el sitio, tanto livianos y pesados.Se calculó el desplazamiento lateral utilizando la ecuación de la desviación estándar de los datos de la posición de los vehículos, y el intervalo de confianza utilizando la ecuación del intervalo de confianza de la desviación estándar. Los resultados muestran el valor obtenido es significativamente mayor que el valor de desplazamiento lateral de 10 cm utilizado por el LanammeUCR para los ensayos de simulación del deterioro de pavimentos.

AbstractThe main objective of this project consists in estimate a value of wheel wander representative of Costa Rican roadways, which could be used for pavements design and testing. In order to achieve the objective, wheel wander was measured and computed in 6 different stations with similar characteristics located in national routes from the Great Metropolitan Area of Costa Rica.Wheel wander is the scatter of vehicles along the length of the lane. Drivers usually follow a normal distribution pattern. In the wheel paths that most drivers follow, traffic load will be higher causing rutting in the pavement. Therefore, in roadways where wheel wander is high, the traffic load is distributed along the lane width, increasing the design life.For each station only the outer lane, the closest to the camera, was used. These stations are located in National Route 3, National Route 2, National Route 202, National Route 32, National Route 39 and National Route 108.These routes were chosen because of their high truck traffic volume. In each station, a camera was placed roadside. Also lines were drawn covering more than the half of the lane cross section. The position of both heavy and light vehicles was measured.Standard deviation and confidence interval for variance equations were used to determine the wheel wander. Results show that the mean and 95% confidence interval of wheel wander is drastically higher that the value of 10 cm used by the LanammeUCR for accelerated pavements testing.

Interactional behaviourist transit model: diagnosic algorithm

ResumenEl presente artículo tiene como finalidad presentar una nueva perspectiva teórica y técnica articuladora de saberes, como así también de campos disciplinares disímiles pero necesarios y complementarios para analizar y comprender la complejidad que demandan todas las situaciones, eventos y fenómenos referidos al tránsito y seguridad vial. Se exponen, por un lado, los principios conceptuales del Trans- Sistema Tránsito y Seguridad Vial y del Modelo Interaccional Comportamental de Tránsito y, por el otro, el desarrollo técnico para la obtención de un punto sintetizador, o puntos sintetizadores, que permite calificar dicho sistema a partir de cuatro condiciones. El valor se obtiene mediante un algoritmo que propone la intersección de rectas en un plano de ejes cartesianos. El mismo se ejecutó con el software MATLAB®, resultando de la acción del software gráficos que posibilitan diagnosticar (y diagnóstico en sendero) el Trans- Sistema Tránsito y Seguridad Vial, a través del Modelo Interaccional Comportamental de Tránsito, vinculando elementos físicos, por ejemplo infraestructura vial, y comportamientos, por ejemplo conductas de automovilistas urbanos.La teoría y la técnica son la expresión de una frágil interacción entre actores (factor psicosocial) y elementos físicos (entorno físico) a partir de la estructura irreductible de sus componentes, manteniendo la distinción entre actores y elementos físicos en asociación dialéctica de interdependencia e integridad que incluye extremos disímiles: Sistema Comportamental y Sistema de Elementos Físicos.

AbstractThe aim of this article is to present a new theoretical and technical perspective which coordinates knowledge as well as disciplinary, though dissimilar, fields that are necessary and complementary for the analysis and understanding of the complexity of all situations and events relating to transit and road safety. On the one hand, the conceptual principles of Trans-System Transit and Road Safety and the Interactional Behavioural Transit Model are set out; on the other hand, there follows the technical development, in order to obtain a synthesizing point, or points, which will allow us to define such system based on four conditions. The value is obtained using an algorithm that proposes the intersection of lines on a plane of Cartesian axes. It has been run with MATLAB TM software, resulting in graphics which make it possible to diagnose (“path diagnosis”) the TransSystem Transit and Road Safety, through the Interactional Behavioural Transit Model, linking physical elements such as road infrastructure, and behaviours such as behaviour in urban drivers.The theory and the technique result from a fragile interaction between actors (psychosocial environment) and physical elements ( physical environment), based on the irreducible structure of their components, and keeping the distinction between such actors and physical elements in a dialectical association of interdependence and integrity that includes dissimilar extremes: Behavioural System and System of Physical Elements.

Simulation of weather conditions on full scale accelerated pavement testing

ResumenLos ensayos de daño acelerado de pavimentos a escala natural proveen mucha información acerca del comportamiento real de estructuras de pavimentos sujetas a solicitaciones mecánicas específicas. Si bien este es el principal factor que provoca daño en los pavimentos, el clima afecta también el desempeño de los mismos y no se ha estudiado ampliamente en ensayos a escala natural, ni mucho menos incluir su efecto de forma acelerada. En este artículo se describe parte de la implementación de un sistema para incluir de forma acelerada las variables climáticas en el laboratorio de pavimentos a escala natural PAVELAB del LanammeUCR. El sistema cuenta con capacidades únicas, entre las que se listan simulación de altas y bajas temperaturas, viento, lluvia y radiación solar. Se muestran algunos resultados de las primeras pruebas realizadas con el nuevo sistema y se analizan algunas de las posibles variedades climáticas de interés, para caracterizar el clima de Costa Rica en los ensayos que se realizan en el PAVELAB.

AbstractFull scale accelerated pavement testing provides much more information about the actual behavior of pavement structures subject to specific mechanical stresses. While this is the main factor causing damage to pavements, climate also affects performance and has not been extensively studied in full scale tests, much less its effect on an accelerated basis. This article describes part of the implementation of a system to include an accelerated form of weather variables in the laboratory full-scale pavement facility called PAVELAB of LanammeUCR. The system has unique capabilities including simulation of high and low temperatures, wind, rain and solar radiation. Some results of the first tests with the new system are shown in this paper and some of the possible climatic varieties of interest to characterize the climate of Costa Rica in the tests performed in the PAVELAB are also shown.

Implementation of a laboratory batching procedure with a correction for fines and moisture

AbstractThe selection of an appropriate aggregate structure is a key step during mix design since this directly affects mix performance and the amount of asphalt in the mix. During conventional batching procedures, the aggregates are dried and sieved into different sizes only to be recombined later into the appropriate proportions to reproduce the design gradation. This type of procedure can produce gradations with substantially larger percent passing the sieve No.200 relative to the target gradation. This paper explores the effects that fines adhered to larger particles have on the batch gradation, the resulting optimum binder content and dust proportion. An improved batching procedure that corrects for fines adhered to larger particles and trapped moisture is presented in detail and shown to replicate the target design gradation more closely. The optimum asphalt content was determined by means of the Superpave® design method for both, a gradation batched conventionally and a gradation batched with the suggested corrected procedure. The results show that the optimum asphalt content and volumetrics obtained in both cases are substantially different. The procedure developed for the fines correction is recommended for routine batching in order to minimize the inclusion of additional fines that can potentially affect the performance characteristics of the mix.

ResumenLa selección de una estructura de agregados apropiada es un proceso clave durante el diseño de mezcla debido a que esta afecta directamente el desempeño de la mezcla y la cantidad de asfalto en la misma. Durante los procesos convencionales de dosificación de agregados en laboratorio, los agregados son secados y separados mediante tamizado en diferentes tamaños, para luego ser recombinados en proporciones apropiadas para reproducir la granulometría de diseño. Este tipo de procedimiento puede producir granulometrías con porcentajes pasando la malla No.200 que son substancialmente mayores con relación a la granulometría objetivo. Este artículo explora los efectos que los finos adheridos a partículas más grandes tienen sobre el bacheo de granulometrías, el porcentaje óptimo de asfalto resultante y la proporción polvo/asfalto. Un método modificado de bacheo que corrige por estos finos adheridos a partículas más grandes y además por la humedad atrapada en los agregados es presentado y además se muestra cómo este proceso permite replicar más de cerca la granulometría objetivo. El porcentaje óptimo de asfalto fue determinado por medio del método de diseño Superpave®, tanto para una granulometría obtenida mediante bacheo convencional como para la misma granulometría obtenida mediante el uso del procedimiento de corrección sugerido. Los resultados muestran que el porcentaje de asfalto óptimo y la volumetría obtenida en ambos casos son substancialmente distintas. El procedimiento desarrollado para corrección de finos es recomendado para los procesos rutinarios de bacheo con el objetivo de minimizar la inclusión de finos adicionales que pueden potencialmente afectar las características de desempeño de la mezcla.

Identifying dangerous routes through safety performance functions: case of Costa Rica

ResumenPara lograr una disminución en la frecuencia y gravedad de los accidentes de tránsito es fundamental la identificación de sitios de concentración de choques. Para tal efecto es necesario contar con datos detallados de choques y un inventario de la infraestructura vial actualizado, los cuales no se encuentran disponibles en Costa Rica. Recientemente se han popularizado modelos de choques a nivel macro que se pueden utilizar para desarrollar funciones de desempeño de seguridad vial a nivel de ruta, dado que por su nivel de agregación tienen menores requerimientos de información. De esta forma se pueden identificar rutas donde el exceso de choques sea significativo para después realizar estudios micro o detallados de sitios de concentración choques en estas rutas. Este estudio busca identificar las rutas con mayor potencial de mejora en Costa Rica utilizando funciones de desempeño de seguridad vial y el método de Bayes Empírico. Los resultados muestran que el modelo Binomial Negativo es apropiado para representar la Función de Desempeño de Seguridad Vial por ruta en Costa Rica al considerar la exposición y la sobre-dispersión. Además, el modelo indica que la ruta más peligrosa de Costa Rica en términos de exceso de muertes en carretera es la Ruta 32, seguida de la Ruta 2, la Ruta 4, la Ruta 1 y en quinto lugar Ruta 34. Las otras cinco rutas que completan las 10 más peligrosas son en orden la Ruta 35, la Ruta 21, la Ruta 36, la Ruta 27 y la Ruta 6.

AbstractRoad network screening is fundamental to reduce the frequency and severity of road crashes. For this purpose it is necessary to have a detailed crash database and an updated road inventory, which are not available in Costa Rica. Recently, macro-level crash models have become popular, since their level of aggregation have lower information requirements; they can be used to develop Safety Performance Functions (SPF) at route level. Using these SPFs routes with excess crash frequency can be identified and a detail safety screening can be performed on those routes. This study seeks to identify the most dangerous routes in Costa Rica using the SPFs and the Empirical Bayes method. The results show that the Negative Binomial model is appropriate to represent the SPFs for routes in Costa Rica since it considers the exposure and over-dispersion present in the data. In addition, the model indicates that the most dangerous routes in Costa Rica in terms of excess deaths are the Route 32, followed by Route 2, Route 4, Route 1 and Route 34. The other 5 routes completing the 10 most dangerous are in order Route 35, Route 21, Route 36, Route 27 and Route 6.