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Introducción
Actualmente, no existe alguna duda referente a la importancia de la red vial en el desarrollo de un país, por lo que se ha configurado como uno de los más importantes bienes patrimoniales (Pellicer, Paredes, Felipo y Sánchez, 2021). A través de esta red, se realiza una de las actividades humanas más importantes, como lo es el transporte (tanto de personas como de cargas), el cual permite la interconexión e interacción socioeconómica entre comunidades. Por tanto, una mala calidad de las vías se traduce en costos para cada habitante, bien sea en tiempo de traslado, en pérdidas materiales o en oportunidades de mejora (Nwafor y Onya, 2019). Sin embargo, para garantizar la sostenibilidad del pavimento de las carreteras se requiere de grandes inversiones de capital así como del pago por costos operativos futuros y por labores de mantenimiento. Por esta razón, las autoridades responsables a nivel mundial han comenzado a utilizar distintas herramientas de gestión, estrategias y enfoques que permitan mantener y rehabilitar los pavimentos en aras de satisfacer la demanda de los usuarios y los tipos y volúmenes de tráfico, prolongando su vida útil al menor costo posible (Hamim, Aninda, Hoque y Hadiuzzaman, 2021). Esta nueva corriente se contrapone al enfoque tradicional de mantenimiento de pavimentos, donde los presupuestos eran ajustados, los tratamientos reactivos y se afectaba en gran medida al medioambiente mediante el consumo de más energía y las emisiones de gases de efecto invernadero (Zhang y Mohsen, 2018).
En el caso del Perú, el Instituto Peruano de Economía (IPE) señala que, a pesar que el porcentaje de vías pavimentadas creció de 51 % a 70 % durante los años 2001 y 2015, persisten dos problemas centrales en la gestión de infraestructura de transporte; en primer lugar, el bajo porcentaje de vías pavimentadas en la Red Vial Departamental y en la Vecinal, y, en segundo lugar, la pobre gestión de calidad, destacando las inapropiadas estrategias de mantenimiento empleadas, que inciden en la vida útil del pavimento (IPE, 2017). Uno de estos ejemplos lo configura la “Carretera Central”, la cual es una vía de dos direcciones con una sola calzada que conecta a Lima con la ciudad de La Oroya (Junín), cuyo tráfico máximo debería ser de 4000 vehículos por día; sin embargo se estima que diariamente en el punto de Corcona transitan no menos de 6000 unidades de transporte, con una movilización basada en materiales de construcción y alimentos no perecederos y con pocas vías alternativas que permitan la circulación de vehículos y buses de más de tres ejes (Dirección de Regulación y Normatividad, 2016). Esta carretera, además, es la principal vía de acceso interdistrital uniendo a Lima Centro con Lima Este hasta la sierra peruana (Municipalidad de Chaclacayo, 2016).
A pesar de su importancia, se observa que la gestión de mantenimiento en el tramo que se ubica en el distrito de Chaclacayo es deficiente, observándose que, en caso de precipitaciones, las vías colapsan y permanecen bloqueadas, requiriéndose acciones correctivas como el llenado con arena, que inciden negativamente en el rendimiento del pavimento, afectando el tránsito y poniendo en riesgo a las viviendas a su alrededor (El Comercio, 2020).
En tal sentido, el estudio se centra en la importancia de la gestión del pavimento para lograr un rendimiento óptimo en su desempeño, mediante un plan de mantenimiento preventivo que considere la condición del pavimento actual y los aspectos climáticos en el tramo de influencia; lo cual busca reducir los costos asociados a las estrategias de mantenimiento inefectivas y, por consiguiente, su efecto en el nivel de servicialidad que influye en las actividades propias del desarrollo de la población que hace uso de ello.
En este contexto, Keegan y Wolff (2015) propusieron una planificación de mantenimiento y rehabilitación de 415 millas de pavimentos de carreteras urbanas para una ciudad en New Hampshire, Estados Unidos, evaluaron los datos compilados por un vehículo con un sistema de medición de grietas por láser (LCMS) a bordo, midiéndose el índice de condición de pavimento, lo que permitió determinar un plan de mantenimiento para cada sección por un tiempo de 40 años, considerando el tiempo de construcción, el tráfico y el uso. Así, Del Rosario (2017) propuso un plan de mantenimiento preventivo y correctivo para la carretera El Seibo - Hato Mayor de la República Dominicana, seleccionándose factores como el tráfico, el historial de accidentabilidad, el estado en el que se encuentra actualmente y aspectos económicos e institucionales. De allí que se planteó como mantenimiento correctivo el sellado de fisuras y grietas, el bacheo con mezcla previa, la restauración del material faltante con motoniveladora y la nivelación. También, Khan y colaboradores presentaron una propuesta de estrategias de mantenimiento de 27 carreteras de Australia, las cuales fueron clasificadas en función del tipo de pavimento, la carga y el nivel de deterioro. Así, usando el software HDM-4 propusieron 36 alternativas de solución con un costo aproximado de USD 17,8 miles de millones en un lapso de 20 años (Khan, Mesbah, Ferreira y Williams, 2017).
Por su parte, Sandoval (2018) usó el software HDM-4 para calcular la rentabilidad de un programa de mantenimiento periódico de la carretera Pucará km 13+542 al Dv. Pampas km 39+842”, con el propósito de mejorar la vida útil del pavimento, considerando el volumen vehicular y las condiciones climáticas. Al respecto, se determinó que las precipitaciones son el factor que más incide en el deterioro de la vía dada las malas condiciones del drenaje, lo que genera que la servicialidad en la carretera sea muy mala, asociada a un alto Índice de Regularidad Internacional (IRI). Por otro lado, Rimaicuna (2018) evaluó el estado del tramo de la carretera nacional, EMP.PE-1NL desde Sajino (km. 0+000) - C.P. La Saucha (km. 5+600) en Piura (Perú), aplicando el Índice de Condición del Pavimento (PCI). Así, se establece que el tramo requiere de un mantenimiento de rutinario, visto que se determinaron fallas de ahuellamientos, baches y grietas en bloque (piel de cocodrilo), estando el PCI en un rango de 71-100. Finalmente, se presentó un plan de mantenimiento periódico con un presupuesto de S/ 883 634,80 (233 280 USD), concentrado en labores curado de concreto, reposición de pavimento, sellado, etc.
En el presente estudio, se plantean una serie de objetivos específicos los cuales fueron: analizar el estado actual de la Carretera Central a través del índice de condición de pavimento (PCI) y el índice medio diario anual (IMDA); determinar alternativas de conservación periódica mediante el software HDM-4 del tramo Paradero Las Retamas - Puente Los Ángeles de la carretera Central; y, por último, evaluar el impacto del plan de mantenimiento periódico en el índice de servicialidad del pavimento del tramo Paradero Las Retamas - Puente Los Ángeles de la carretera Central; resumiéndose todo en el siguiente objetivo general: diseñar un plan de mantenimiento periódico para la prolongación de la vida útil del pavimento en el tramo Paradero Las Retamas - Puente Los Ángeles de la carretera Central, 2021.
Metodología
Diseño metodológico
El estudio parte de un enfoque cuantitativo tipo observacional, de nivel descriptivo y diseño no experimental - transversal, puesto que el factor de estudio no fue controlado por los investigadores, habiéndose limitado a la observación, describiendo la caracterización de las condiciones del pavimento para plantear alternativas de mantenimiento rentables (Palomino, Peña, Zevallos, y Orizano, 2017). Asimismo, el diseño se correspondió con la intencionalidad de no manipular alguna de las variables, para medir su efecto sobre otra variable, tampoco se definieron grupos experimentales ni de control; de igual modo, la recolección de datos solo se realizó en un momento determinado (Hernández, Fernández y Baptista, 2014).
Diseño muestral
La población estuvo compuesta por el tramo que va desde el paradero Las Retamas hasta el Puente Los Ángeles de la carretera Central en Chaclacayo, abarcándose una superficie de 1,9 km; conocida también, como tramo N° 2 del Corredor Vial Interoceánico Centro, que conecta Lima en el
Puente Ricardo Palma de la provincia de Huarochirí y La Oroya (Junín), la cual cuenta con una extensión de 135 km y un ancho de 6,60 m.
Para la determinación de las unidades muestrales, se emplearon los pasos para el cálculo manual del PCI (González-Fernández, Ruíz-Caballero y Guerrero-Valverde, 2019). Como se muestra:
1. Determinación de la dimensión de la unidad de muestreo: Considerando que el pavimento de la carretera es flexible y su ancho es menor a 7,30 m, entonces, cada unidad de muestreo debe tener un área entre el intervalo de 230,0 ± 93,0 m2.
2. Identificación del número de unidades de muestreo: Considerando que la vía tiene un ancho de 6,60 m, se dividió en 54 unidades de muestreo, cada una con una longitud de 34,91 m (dado que el tramo mide 1900 m), generando un área para cada unidad muestral de 230,42 m2, lo cual comprueba el paso 1.
3. Cálculo del mínimo de unidades de muestreo: En vista de que la cantidad de unidades muestrales es alta, lo cual eleva la cantidad de recursos y de tiempo para su ejecución, se aplicó la ecuación 1.
Con una confiabilidad de 95 %, donde:
N: es la cantidad de unidades de muestreo en el tramo del pavimento.
n: es la cantidad mínima de puntos de muestreo a evaluar.
e: error que se admite en la estimación del PCI de la sección (5 %).
σ: desviación estándar del PCI entre cada unidad muestral. La cual se asume en un valor de 10, visto que se considera como evaluación inicial.
Así, se tiene que (ecuación 2):
De esta manera, de las 54 unidades de muestreo iniciales, se seleccionaron 13 para su evaluación.
De este modo, se inspeccionaron los puntos muestrales 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48 y 52. Finalmente, la unidad de análisis estuvo compuesta por las condiciones del pavimento y su nivel de servicialidad.
Por otro lado, para el cálculo del PCI, se siguió el procedimiento que se describe a continuación:
Etapa 1. Cálculo de los valores deducidos
a) Totalizar cada tipo y nivel de severidad de daño, medido en área, longitud o número según su tipo y registrarlo en la columna total del instrumento.
b) Obtener la densidad del daño mediante el nivel de éste, dividiendo la cantidad de cada tipo de daño para cada nivel de severidad, entre el área total de la unidad de muestreo, expresando el resultado como porcentaje.
c) Determinar el valor deducido para cada tipo de daño y su nivel de severidad, utilizando las curvas denominadas valor “deducido del daño” (para el tipo que aplique) para pavimento flexible.
Etapa 2. Cálculo del “Máximo Valor Deducido Corregido” (CDV)
Debido a que más de uno de los valores deducidos individuales obtenidos en la etapa 1c, son mayores que 2, se aplicó el método del CDV, siguiendo el siguiente procedimiento:
a) Determinar el número de valores deducidos individuales, q, mayores que 2,0.
b) Determinar el valor deducido total (de la serie de cada unidad de muestreo), sumando todos los valores deducidos individuales.
c) Determinar el CDV con el valor de q y el valor deducido total empleando la curva de corrección para pavimento flexible.
d) Reducir a 2,0 el menor de los valores deducidos individuales que sea mayor a 2,0, repitiendo los pasos de a hasta c, hasta que q sea 1.
e) El máximo CDV representa el mayor CDV obtenido en la serie del proceso.
Etapa 3. Cálculo del PCI
b) El PCI general se obtiene del promedio de todos los PCI de cada unidad de muestreo, cuya clasificación se determina a continuación (Cuadro 1).
Cuadro 1 Clasificación del PCI
| Rango | Clasificación |
|---|---|
| 100 - 85 | Excelente |
| 85 - 70 | Muy bueno |
| 70 - 55 | Bueno |
| 55 - 40 | Regular |
| 40 - 25 | Malo |
| 25 - 10 | Muy malo |
| 10 - 0 | Fallado |
Para el conteo y clasificación vehicular, se aplicó el siguiente procedimiento, de acuerdo con el MTC:
a) Conteo según tipo de vehículo durante cada día de la semana, en un período de 12 horas para los 2 puntos de estudio: Paradero las Retamas y Puente Los Ángeles.
b) Se determina el índice medio semanal, IMDS, el cual resulta del promedio de la semana, es decir, la suma del conteo de cada día (7 días) entre esta cantidad, por cada tipo de vehículo.
c) Se obtiene el índice medio diario anual, IMDA, como producto del IMDS por el factor de corrección Fc, de acuerdo con la ecuación 5.
El Fc es 0,996 para vehículos ligeros y 0,9079 para pesados.
Técnicas de recolección de datos
Para el levantamiento de las características técnicas de la carretera relativas al índice de condición de pavimento y condiciones de drenaje, se utilizó la técnica de la observación directa, que consiste en que el investigador se ponga en contacto de manera personal con el fenómeno a estudiar, observándolo atentamente para, posteriormente, tomar datos del mismo y registrarlo (Palomino et al., 2017). Para el registro de niveles de severidad y su densidad, se empleó la ficha de observación, en tanto, para la obtención de los valores deducidos individuales y valores deducidos corregidos, se emplearon las gráficas de daño. Para la determinación del índice medio diario anual (IMDA), se aplicó el formato de clasificación vehicular elaborado por el MTC, donde se registró la información del conteo vehicular, el cual se realizó en un lapso de una semana en los dos puntos que representan el paradero Las Retamas y el Puente Los Ángeles. Vista la naturaleza del instrumento de recolección de datos, se procedió solo a la validez o grado en el que instrumento midió a través de la validez de contenido por juicio de expertos (Hernández et al., 2014).
Técnicas estadísticas para el procesamiento de la información
El análisis de la información se realizó de tres maneras:
1. En primer lugar, se realizó un análisis descriptivo de la información respecto a las condiciones del pavimento, aplicando el fundamento de la metodología del PCI y el conteo volumétrico y la clasificación de los vehículos para la determinación del IMDA.
2. Luego, se analizó la información mediante el software HDM-4 con lo cual se obtuvo el comportamiento del deterioro con el fin de determinar las alternativas de mantenimiento adecuadas a partir de la comparación del IRI.
3. Finalmente, se determinó el comportamiento del IRI para cada una de las alternativas evaluadas, con lo cual se obtuvo el Índice de Servicialidad del Pavimento (PSI) utilizando la ecuación de Sayers (ecuación 6).
Análisis de resultados
Análisis del estado actual del tramo de estudio
Índice de condición del pavimento flexible (PCI)
A partir de los resultados obtenidos en el Cuadro 2, se obtuvo el PCI para cada una de las 13 unidades de muestreo estudiadas, encontrándose rangos diferentes de este indicador, representados en la Figura 1, en la cual se puede apreciar que predomina un PCI bueno con 46 % de las carreteras, seguido de un PCI muy bueno con 15 % de representación, luego se tiene un 15 % de carreteras con PCI malo, un 15 % con PCI regular y, por último, 8 % de carretera con PCI excelente. Esto dio como resultado un PCI promedio de 62 %, el cual indica un pavimento en estado de conservación bueno. Esto puede ser lógico, ya que la densidad de los daños en la mayoría de los casos no era representativa ni constante a lo largo de la superficie de rodadura, lo cual se puede apreciar en el comportamiento de los datos obtenidos. En este contexto, los resultados se asemejan a los de Rimaicuna (2018), quien determinó un PCI en el rango 71 - 100 debido, principalmente, a baches, ahuellamientos y grietas de bloque (piel de cocodrilo).
Cuadro 2 Resultados de PCI para las unidades de muestreo
| Unidad Muestra | PCI | Calificación |
|---|---|---|
| MU-1 | 36 | Malo |
| MU-2 | 62 | Bueno |
| MU-3 | 38 | Malo |
| MU-4 | 58 | Bueno |
| MU-5 | 76 | Muy Bueno |
| MU-6 | 68 | Bueno |
| MU-7 | 57 | Bueno |
| MU-8 | 78 | Muy Bueno |
| MU-9 | 60 | Bueno |
| MU-10 | 94 | Excelente |
| MU-11 | 69 | Bueno |
| MU-12 | 50 | Regular |
| MU-13 | 55 | Regular |
| General Tramo: | 62 | Bueno |
Índice Medio Diario Anual (IMDA)
De acuerdo con los resultados obtenidos, se pudo determinar el IMDA por cada tipo de vehículo que transita por la carretera en estudio, encontrándose un IMDA > 6000 veh/día, calificando a la carretera como autopista de primer orden. Esto indica que existe una alta demanda de vehículos en el tramo Las Retamas - Puente Los Ángeles, al determinarse IMDA 31 236 veh/día; se observa que el mayor aforo corresponde a autos con 12 069 veh/día, seguido de microbuses con 5597 veh/día, luego, se tienen combis y pick up con 2334 y 1640 veh/día, respectivamente, entre las clases con mayor incidencia en la carretera en estudio. A partir de ello, se pudo condensar el IMDA por tipo de carga vehicular, representando un 92 % de IMDA por vehículos ligeros y un 8 %, por vehículos pesados (ver Cuadro 3).
Cuadro 3 Resultados del IMDA
| Vehículo | IMDA |
|---|---|
| Auto | 12 022,1 |
| Station W | 4931,5 |
| Pick up | 1640,6 |
| Panel | 227,5 |
| Combi | 2333,9 |
| Micro | 5596,9 |
| Bus 2E | 230,9 |
| Bus 3E | 435,0 |
| Camión 2E | 1459,6 |
| Camión 3E | 694,7 |
| Camión 4E | 134,9 |
| 2S1/2S2 | 36,3 |
| Semi tráiler 2S3 | 45,0 |
| Semi Tráiler 3S1/3S2 | 56,9 |
| Semi tráiler >= 3S3 | 1323,0 |
| Tráiler 2T2 | 5,2 |
| Tráiler 2T3 | 9,7 |
| Tráiler 3T2 | 23,5 |
| Vehículo | IMDA |
| Tráiler 3T3 | 28,5 |
| Total | 31.236 |
| Clasificación | IMDA > 6000 veh/día |
| Autopista de Primera Clase |
Alternativas de conservación periódica mediante Software HDM-4
Evaluación de las alternativas de conservación periódica
Para evaluar el deterioro del pavimento, se utilizó como métrica el IRI, puesto que es el indicador más usado en los contratos de concesión y los acuerdos de nivel de servicio (PSI), considerándose como parámetro principal de evaluación. De esta manera, se aplicaron las distintas políticas de mantenimiento periódico y rutinario en 3 alternativas: pavimento bacheo, pavimento con fresado y reposición; y simple tratamiento superficial, obteniéndose mediante el software HDM-4 la frecuencia promedio por opción de proyecto (ver Figura 2). Como se puede observar, la regularidad de las alternativas del pavimento con fresado y reposición, y del simple tratamiento superficial (incluyen políticas de mantenimiento periódico) no supera los 3,2 m/km. Asimismo, se puede apreciar que el IRI de la alternativa pavimento bacheo mostró una condición creciente a lo largo del período de evaluación hasta alcanzar el umbral 8,7 m/km. Por otro lado, se analizó la frecuencia IRI medio por tramo de estudio, considerando el tramo de las Retama - Puente Los Ángeles con longitud de 1,9 km y ancho de 6,2 m, rampa y pendiente de 4 m/km y curvatura de 12 °/km; donde la alternativa de pavimento bacheo, que corresponde a realizar únicamente el mantenimiento de rutina durante todo el período de evaluación, presenta un IRI en aumento gradual hasta alcanzar el umbral de 8,2 m/km para el año 2036.
En cambio, para la alternativa pavimento con fresado y reposición, se observó que se introduce la necesidad de mantenimiento periódico para el año 2026, mejora el IRI a 2,8 m/km, creando el trabajo de mantenimiento periódico recomendado, a partir de este año se afecta el estado funcional del pavimento, produciéndose un deterioro gradual hasta alcanzar un IRI de 3,4 m/km en el año 2034, donde se realizarán obras de refuerzo asfáltico de 25 mm establecidas en el mantenimiento con el fin de mantener el nivel de servicio establecido. Por su parte, la alternativa simple tratamiento superficial, que no requiere mantenimiento periódico, solo se debe realizar hasta que las mediciones de IRI alcancen los 3,5 m/km para el 2025, se deben realizar trabajos de pavimentación con el simple tratamiento superficial, mejorando el IRI a 1,0 m/km gracias a los trabajos de mantenimiento periódico propuestos. A partir de ese año, la condición funcional del pavimento se va deteriorando paulatinamente hasta alcanzar un IRI de 3,9 m/km durante el año. En el año 2032 se realizarían los trabajos de refuerzo de asfalto de 25 mm, que se han establecido para mantener los niveles de servicio.
Evaluación económica de las alternativas
De acuerdo con la evaluación económica para la conservación del tramo Las Retamas - Puente Los Ángeles de la carretera central realizada con el modelo HDM-4, la alternativa de simple tratamiento superficial es la más conveniente técnica y económicamente, como se puede apreciar en el Cuadro 4. El mismo método incluye la aplicación uniforme de un ligante bituminoso sobre pavimento granular, combinado con un óptimo mantenimiento de rutina. Los criterios de evaluación que muestran la rentabilidad del proyecto tienen los siguientes valores: VAN = 3,20 millones de soles (844 803,84 USD) y TIR = 20 %. En el análisis económico realizado con el modelo HDM-4, se encontró que la opción de costo operativo vehicular más económica es la opción de simple tratamiento superficial con una reducción de 5,16 millones de soles (1 362 246,19 USD), en comparación con el estado actual de la vía en estudio para un período de evaluación de 15 años.
Cuadro 4 Resumen comparativo de la relación costo - beneficio de las alternativas
| Aspectos a comparar | Alternativas | ||
|---|---|---|---|
| Pavimento bacheo | Pavimento con fresado y reposición | Simple tratamiento superficial | |
| Valor actual de los costos totales de la administración (RAC) | 1,71 | 7,50 | 5,73 |
| Valor actual de los costos de capital de la administración (CAP) | 0,00 | 5,99 | 4,72 |
| Incremento en Costes de la Administración ('C) | 0,00 | 5,84 | 4.61 |
| Beneficios Exógenos Netos (E) | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| Valor Actual Neto (VAN = B + E - C) | 0,00 | 4,37 | 3,20 |
| Ratio VAN/Coste (VAN/RAC) | 0,00 | 0,63 | 0,56 |
| Ratio VAN/Coste (VAN/CAP) | 0,00 | 0,79 | 0,67 |
| Tasa Interna de Rentabilidad (TIR) | 0,00 | 18,00** | 20,00** |
*número de soluciones de la TIR en el rango -90 a +90
Por otro lado, en el Cuadro 5 se hace un resumen de los costos anuales que representa cada una de las alternativas evaluadas, en un período de 15 años, donde se ha determinado que el costo económico del mantenimiento del tramo Las Retamas - Puente Los Ángeles de la carretera central, para el período mencionado de evaluación es de S/. 976 542,80 (257 808 USD) para la alternativa pavimento bacheo. Por otro lado, para la alternativa de Simple tratamiento Superficial el costo económico es de S/. 1 669 802,28 (440 829 USD). Así, los costos financieros de mantenimiento del tramo en estudio para los 15 años de evaluación son de S/. 1 253 099,72 (330 819 USD) de la alternativa pavimento bacheo, mientras que la alternativa de simple tratamiento superficial tendría un costo económico de S/. 2 142 690,29 (565 672 USD). También, se ha determinado que existe una diferencia en los costos de mantenimiento vial entre la alternativa de simple tratamiento superficial sobre la alternativa pavimento con fresado y reposición, estimándose el ahorro en S/. 2 154 400,00 (568 764 USD).
Cuadro 5 Resumen de los costos anuales de las alternativas en Soles*
| Año | Bacheo | Fresado y reposición | Trata. Superficial |
|---|---|---|---|
| 2022 | 700,00 (184,80) | 6421,10 (1695,18) | 1321,09 (348,75) |
| 2023 | 0,00 | 326 437,25 (86 179,83) | 16 337,27 (4313,06) |
| 2024 | 2651,20 (699,92) | 226 481,37 (59791,35) | 26 281,40 (6938,32) |
| 2025 | 8074,10 (2131,57) | 204 362,00 (53 951,81) | 124 262,00 (32 805,32) |
| 2026 | 17 153,00 (4528,41) | 226 446,18 (59 782,06) | 126 346,07 (33 355,51) |
| 2027 | 25.219,60 (6658,00) | 206 262,00 (54 453,42) | 80 162,00 (21 162,86) |
| 2028 | 31 571,10 (833 480,83) | 200 361,08 (52 895,57) | 99 261,10 (26 205,05) |
| 2029 | 34 674,02 (9153,98) | 202 981,36 (53 587,32) | 102 781,36 (27 134,40) |
| 2030 | 42 806,30 (11 300,91) | 206 564,00 (54 533,14) | 96 424,00 (25 456,05) |
| 2031 | 71 586,26 (18 898,86) | 236 264,00 (62 373,98) | 136 164,00 (35 947,46) |
| 2032 | 96 055,19 (25 358,69) | 256 426,76 (67 696,97) | 136 223,77 (35 963,24) |
| 2033 | 102 254,17 (26 995,22) | 306 400,00 (80 889,97) | 106 200,00 (28 036,93) |
| 2034 | 121 204,25 (31 998,07) | 306 424,17 (80 896,35) | 106 124,27 (28 016,93) |
| 2035 | 205 446,19 (54 238,04) | 435 426,00 (114 952,99) | 235 326,00 (62 126,35) |
| 2036 | 217 147,25 (57 327,13) | 476 987,66 (125 925,31) | 276 587,68 (73 019,48) |
| Total 15 años | S/976 542,63 (257 808,43) | S/3 824 244,93 (1 009 605,25) | S/1 669 802,01 (440 829,73) |
*Los montos entre paréntesis corresponden al costo en dólares estadounidenses según el tipo de cambio actual al momento de publicación del presente artículo
De igual manera, el presente estudio se coteja con el de Sandoval (2018), quien también aplicó el software HDM-4 para calcular la rentabilidad de un programa de mantenimiento periódico de una carretera, para lo cual consideró el volumen vehicular y aspectos climáticos. El autor encontró que las precitaciones son el factor que mayor incidencia tiene sobre el deterioro de la vía, debido a las malas condiciones de drenaje, provocando un índice de servicialidad malo en la carretera, asociado a un índice de regularidad internacional (IRI). Al respecto, se planteó como opciones el Tratamiento Superficial Bicapa y el Tratamiento Superficial Slurry Seal para los tramos en estudio, los cuales resultaron ser rentables (VAN > 0), tal cual los resultados obtenidos en la presente investigación, donde resultó viable técnica y económicamente, el tratamiento superficial con aplicación de bitumen y una rentabilidad dada por un VAN positivo.
Impacto del plan de mantenimiento en el Índice de Servicialidad del Pavimento
Los resultados indican que se obtuvo un comportamiento similar al IRI para las alternativas de mantenimiento sobre el PSI del pavimento, resultando un declive exponencial para la alternativa de bacheo hasta alcanzar el valor de 1,03 al año 2036; mientras que el valor se mantiene prácticamente constante en las alternativas de fresado y reposición y tratamiento superficial, variando muy gradualmente entre 2,74 y 3,12. Por tanto, el PSI del pavimento tiene un comportamiento inverso al Índice de Regularidad Internacional.
Conclusiones
El estudio permitió determinar el estado actual del pavimento flexible a través del PCI y del IMDA, encontrándose, de manera general, en estado bueno con un PCI en el rango de 70 - 55, atribuido a una mayor incidencia de fallas tipo piel de cocodrilo, huecos, grietas longitudinales y transversales. Por su parte, el IMDA resultó mayor a 6000 veh/día, lo que clasifica a la carretera central como una autopista de primer orden; lo cual parece lógico al ser una de las vías principales que conecta la ciudad de Lima con otros departamentos y provincias, promoviendo actividades económicas que la convierten en una conexión de gran importancia para el desarrollo del país.
Para la evaluación del deterioro del pavimento, se aplicaron distintas políticas de mantenimiento periódico y rutinario en 3 alternativas, obteniéndose la frecuencia promedio por opción de proyecto mediante el software HDM-4. El IRI de la alternativa pavimento bacheo mostró una condición creciente a lo largo del período de evaluación hasta alcanzar el umbral 8,7 m/km; para la alternativa pavimento con fresado y reposición se introduce la necesidad de mantenimiento periódico para el año 2026, mejora el IRI a 2,8 m/km. Por último, la alternativa simple tratamiento superficial que no requiere mantenimiento periódico, solo se debe realizar hasta que las mediciones de IRI alcancen los 3,5 m/km para 2025.
Finalmente, al evaluar el impacto de las alternativas de mantenimiento sobre el PSI del pavimento, se obtuvo un comportamiento inversamente proporcional al IRI; es decir, mientras más bajo fue la regularidad, el índice de servicialidad fue más alto y favorable.
