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MIC-2000-II-35 MIC-2000-II-37 PROGRAMACION DE COSTOS DE CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO VIAL

Hoja No. 1

PROGRAMACION DE LOS COSTOS DE CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO EN PAVIMENTOS

POR: ZAIDA CAROLINA LUENGAS

ALEXANDRA MARTINEZ L. ENERO 2001 RESUMEN Desarrollo de un programa que permita calcular los costos de construccin y el anlisis econmico de diferentes alternativas de mantenimiento durante una vida til de 25 aos, de acuerdo al tipo de estructura y las condiciones de trfico de la va en estudio. Se tomo como estrategia de mantenimiento la recomendada por la Escuela Central de puentes y Caminos de Francia. A partir de un anlisis econmico de ingresos y egresos por medio del VPN y el TIR de diferentes alternativas, se puede llegar a conclusiones como cual es el tipo de estructura optima para cada proyecto en cuanto a calidad como en el manejo financiero durante la vida til. INTRODUCCIN Y ANTECEDENTES La deficiencias en lo que concierne a la parte constructiva, la carencia de programas de mantenimiento, la falta de recursos econmicos y naturales, etc, no ha permitido tener una red vial que satisfaga las necesidades de un pas en vas de desarrollo. Anteriormente, las entidades viales no tenan en cuenta el rubro de mantenimiento en los grandes proyectos de infraestructura vial, solo se preocuparon por la ampliacin de la red nacional. El procedimiento de la MOPT (Ministerio de Obras Publicas y Transporte) para programas de mantenimiento, consista en recorrer los tramos deteriorados y sugeran las reparaciones de acuerdo a su criterio, con estos datos elaboraban un presupuesto. Desafortunadamente, estos presupuestos eran generalmente asignados aos mas tarde cuando el deterioro ya era superior al presupuestado. Debido que ya existen algunas estrategias estndar de mantenimiento para los diferentes tipo de pavimento, se puede lograr una proyeccin econmica del costos de mantenimiento a lo largo de la vida til de un proyecto, la cual ha cobrado gran importancia con la incursin de inversionistas privados y concesionarios, los cuales actualmente trabajan en la recuperacin de la red vial colombiana. Con el fin de analizar las diferentes alternativas de inversin vial y poder escoger la mas conveniente, se ha desarrollado este proyecto el cual consiste en la proveer una herramienta computacional para la programacin de costos de construccin y mantenimiento. Este programa esta desarrollado en Visual Fox Pro ambiente


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Windows lo que hace que sea una herramienta fcil de usar y que permite realizar anlisis de sensibilidad con el objeto de optimizar los proyectos. MANTENIMIENTO VIAL Las vas estn sometidas a un desgaste continuo originado por diferentes factores como el trfico, factores climticos, geotcnicos y la baja calidad de la construccin, etc. Este desgaste debe ser contemplado en el diseo y en el presupuesto de una va mediante la programacin del mantenimiento durante la vida til, con el fin de conservar el nivel de servicio para el que fue diseado. Los proyectos de infraestructura vial son realizados en su gran mayora por entidades oficiales (INVIAS, IDU, Caminos Vecinales, Secretaria de Obras Pblicas, etc.) Estas entidades tienen una organizacin desfragmentada que no permite la continuidad de los proyectos. Este esquema es:

Figura 1

La entidad contratante, asume la totalidad de la responsabilidad del xito o del fracaso del proyecto, mientras que la de los dems participantes, va hasta la fecha de vencimiento de las plizas de estabilidad. En cuanto a la entidad contratante, tiene como tarea resolver el problema, sin embargo, desconoce las caractersticas de este, adems, la falta informacin y el tiempo de gestin de sus funcionarios, que es mucho menor que el de desarrollo de las obras, lo obliga a delegar sus funciones en un Consultor, que tiene como tarea principal, proveer los pliegos de condiciones, a partir de los cuales se ejecutar el proyecto. El consultor se ve en la necesidad de trabajar bajo la limitante del presupuesto asignado por la entidad contratante. De esto resulta diseos, inconclusos, sin mayor profundidad a nivel de investigacin y a nivel de alternativas y sin un anlisis profundo de sensibilidad de costos, lo que lleva a presupuestos por fuera de la realidad. La tarea de control es realizada por un Interventor, que desafortunadamente se dedica a seguir los reglas estipuladas en los pliegos de condiciones, sin hacer un anlisis en cuanto a diseos, calidad, procesos constructivos y mantener una comunicacin entre los dems participantes del

Problema Necesidad

Oportunidad

Planeacin Entidad

Contratante

Diseo Consultor

Construccin Constructor

Control Interventor

Operacin Entidad

Contratante

Fin

Proy

ecto

Demolicin Rehabilitacin Recuperacin Reemplazo


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proyecto. Adems a esto se suma, que sus inspectores, generalmente son personas con formacin emprica, la cual puede tener deficiencias conceptuales y el personal profesional, se dedica a labores de vigilancia. En cuanto al constructor, no hace una evaluacin tcnica de los pliegos de condiciones y emite una propuesta que generalmente utiliza precios por debajo del mercado, sin hacer anlisis profundos de acuerdo a las especificaciones y condiciones propias del proyecto. Esto conlleva a sobrecostos, obras adicionales y a la reduccin en la calidad de obra o una vida til menor que lo proyectado. Con el nuevo esquema de concesiones, se ha buscado que el constructor y la entidad contratante, sean responsables del mantenimiento de la obra durante su vida til. CURVAS DE DETERIORO DE UNA CARRETERA Para proyectar un mantenimiento, es necesario conocer como es el deterioro de las vas y cual es el momento en que se debe aplicar los correctivos necesarios.

Figura 2

Al inicio de la va la curva alcanza un valor mximo debido a que la va esta en su mejor condicin, a medida que pasa el tiempo, el pavimento se va degradando y la curva desciende hasta alcanzar su punto mas bajo, en el cual la va se encuentra en

100%

200%

300%Refuerzos

adelantados Reconstruccin

Para efectuar refuerzo

Muy bueno

Fase criticaBueno

Regular

Malo

Muy malo

0 4 13 19 25

Refuerzos adelantados Rehabilitacin Reconstruccin

Gastos en Vehculos

4 13 19 25

Opciones menos convenientes

Polticas OptimasOpciones menos convenientes



Polticas Optimas

PERIODO DE VIDA DE PAVIMENTO ( AOS)

GASTOS ENTIDAD VIAL GASTOS USUARIO

Rehabilitacin

EST

AD

O D

E L

A V

IA

100%

200%

300%Refuerzos

adelantados Reconstruccin

Para efectuar refuerzo

Muy bueno

Fase criticaBueno

Regular

Malo

Muy malo

0 4 13 19 25

Refuerzos adelantados Rehabilitacin Reconstruccin

Gastos en Vehculos

4 13 19 25


Polticas OptimasOpciones menos convenientes



Polticas OptimasOpciones menos

convenientesOpciones menos convenientes

Polticas Optimas

PERIODO DE VIDA DE PAVIMENTO ( AOS)

GASTOS ENTIDAD VIAL GASTOS USUARIO

Rehabilitacin

EST

AD

O D

E L

A V

IA


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psimas condiciones. Si se toman medidas correctivas, esta curva vuelve alcanzar su punto mximo y se repite el ciclo. Estas curvas tambin se pueden acomodar desde el punto de vista de las entidades viales, y as determinar cuando es el momento mas oportuno en el que se deba hacer mantenimiento, (ver figura 2). De la figura se puede ver que es mas rentable reforzar un pavimento cuando la va se encuentra en regular estado ya que los gastos invertidos por la entidad vial son mas bajos. Por el contrario, rehabilitar la carretera cuando esta pasa de un estado malo a uno muy malo, los costos a largo plazo son mucho mas altos. De igual forma la estrategia de mantenimiento y el momento que en que se aplica puede afectar al usuario. En la figura 2 se puede observar cual es el punto de vista de el usuario. Cuando el refuerzo se aplica en un momento oportuno, los usuarios encontraran un pavimento con un estado entre bueno y regular, los costos de operacin para el usuario no varan considerablemente. Por el contrario, si el mantenimiento se aplica cuando los pavimentos estn en mal estado, el usuario encontrara un pavimento en mal estado y muy malo y sus costos operacionales crecen aceleradamente. CLASES DE MANTENIMIENTOS Un programa de mantenimiento adecuado, evita la necesidad de acometer la rehabilitacin de las vas, este procura asegurar al menor costo posible, el funcionamiento adecuado de una va o red vial, permitiendo costos razonables de operacin de los vehculos. Los clases de mantenimiento que se manejan son: Mantenimiento rutinario: Se debe realizar una vez por ao para conservar las partes aledaas a la calzada en perfecto estado de funcionalidad y operacin, comprende actividades de limpieza, control de vegetacin, obras de drenaje, remocin de derrumbes, seales y dems elementos de seguridad. Mantenimiento peridico: Es la colocacin de refuerzos que el pavimento y dems estructuras requieren. Se realiza con una periodicidad superior a un ao para evitar daos mayores que conlleven a inversiones no cuantificadas en el proyecto. Incluye sobrecarpetas, tratamientos superficiales, fresado, etc. Adems construccin de cunetas, alcantarillas, bordillos, filtros y muros de contencin. MANTENIMIENTO DE LAS DIFERENTES ESTRUCTURAS A LO LARGO DE SU VIDA TIL


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El mantenimiento de las vas, debe ser concebido en la etapa de planeacin, comenzando por la correcta definicin de los parmetros de diseo, como son: calidad de la Subrasante, trfico, la sectorizacin e identificacin de sitios puntuales, el mtodo de diseo de la estructura y el diseo integral del pavimento. De el anlisis de estos, debe quedar un diseo y el dimensionamiento de la estrategia mantenimiento apropiada. Para poder realizar una estrategia de mantenimiento se debe tener en cuenta la variacin de algunos paramentos a lo largo del periodo de diseo, como son la capacidad estructural, ndice de servicio, fallas, resistencia al deslizamiento, costos de mantenimiento y costos del usuario. Estos parmetros deben estar por dentro de los mrgenes aceptables debajo del limite. En la figura 3 se puede observar la

Periodo dediseo

EDAD (aos)

Mnimo aceptable

CAPACIDAD ESTRUCTURAL (Carga - Deformacin)

D

EDAD (aos)

Mnimo aceptable

COMPORTAMIENTO (ndice de servicio)

PSI

EDAD (aos)

FALLAS ( Fisuramiento , rugosidad, ahuellamiento)

F

Mximo aceptable

EDAD (aos)

Mnimo aceptable

SEGURIDAD (Resistencia al deslizamiento)

R

EDAD (aos)

Mximo aceptable

COSTOS DE MANTENIMIENTO ($ / km / aos)

CM

EDAD (aos)

COSTOS DEL USUARIO ($ / km / aos)

Mximo aceptable

CU

Figura 3


Hoja No. 6

variacin de estos parmetros en un pavimento en buen estado, destacndose la influencia de las fallas en la variacin de los dems factores. De acuerdo al tipo de estructura de pavimento y al trfico, se requiere un proceso de mantenimiento, el cual esta sintetizado de manera porcentual en una tabla de mantenimiento de acuerdo al tipo de falla durante la vida til del pavimento. Ver Tabla 1.

COSTOS DE INFRAESTRUCTURA VIAL En el momento de concebir un proyecto de construccin en pavimentos el factor econmico es tal vez uno de los mas predominantes en cuanto a seleccin de alternativas. Esta situacin hace necesario realizar un anlisis detallado de todos los costos que se generan en la fase de construccin, lo cual hace que se obligatorio el uso de herramientas como software que faciliten la evaluacin de diferentes tipos de pavimentos para diferentes tipos de trfico. En Infraestructura Vial podemos hablar de dos tipos de costos:

ESTRUCTURA4 aos 33% CF 3 aos 33% CF 4 aos 30% CF 4 aos 30% CF5 aos 33% CF 4 aos 33% CF 5 aos 30% CF 5 aos 30% CF6 aos 33% CF 5 aos 33% CF 8 aos 40% ES8 aos 60% BB 4 8 aos 20% ES 8 aos 20% ES

40% BB 8 40% BB 4 40% BB 4 10 aos 20% BB 4 10 aos 60% ES40% BB 8 40% BB 8 40% BB 6 20% BB 4

20% BB 612 aos 50% CF 12 aos 50% CF 12 aos 60% CF 15 aos 40% CF16 aos 60% BB 4 16 aos 20% ES 16 aos 20% ES

40% BB 8 40% BB 4 40% BB 4 18 aos 40% BB 624 aos 60% BB4 40% BB 8 40% BB 6

40% BB8 24 aos 20% ES 24 aos 20% ES 20 aos 20% BB 4 20 aos 60% ES40% BB 4 40% BB 4 40% ES 20% BB 440% BB 8 40% BB 6 20% BB 6

5 aos 20% CF 5 aos 20% CF9 aos 60% BB 4 9 aos 20% ES 9 aos 20% ES 10 aos 40% ES 10 aos 60% ES

40% BB 8 40% BB 4 40% BB 4 20% BB 4 20% BB 417 aos 60% BB 4 40% BB 8 40% BB 6 40% BB 6 20% BB 6

40% BB 8 17 aos 20% ES 17 aos 20% ES25 aos 60% BB 4 40% BB 4 40% BB 6

40% BB 8 25 aos 20% ES 25 aos 20% ES 20 aos 40% ES 20 aos 60% ES40% BB 4 40% BB 4 20% BB 4 20% BB 440% BB 8 40% BB 6 40% BB 6 20% BB 6

5 aos GJ+ES 5 aos GJ+ES 7 aos GJ+ES 7 aos GJ+ES 7 aos GJ10 aos GJ 10 aos GJ12 aos ES 12 aos ES 13 aos GJ 13 aos GJ 10 aos ES15 aos GJ 15 aos GJ 15 aos ES 17 aos ES 14 aos GJ19 aos ES 19 aos ES 19 aos GJ 19 aos GJ 20 aos GJ+ES20 aos GJ 20 aos GJ 23 aos ES25 aos 25 aos 25 aos 25 aos 25 aos

N OMEN CLATU RA Est r ategia de m an ten im ien to del Ecole Cen t r al de Pon ts et Ch au ssees de Fr an ciaCF: cier r e de fisu r as ES: t r a tam ien to su per ficialGJ : cier r e de ju n tas BB: con cr eto bitu m enGL: Gr ava escor ia

ESTRUCTURAS MIXTAS

Estructuras tratadas con ligantes hidraulicos

ESTRUCTURAS INVERSAS

(estabilizadas con cemento)

GL 22+ BB 8 o reconstruccino reconstruccin

GL 20 + BB 6 o reconstruccin o reconstruccin

reconstruccin

TABLA 1 . ESTRATEGI A DE MAN TEN I MI EN TO

T2 T1

BB 10 BB 8

ESTRUCTURAS RIGIDAS

T5 T4 T3

via lenta


Hoja No. 7

Costos de construccin: Estn comprendidos por los costos de diseo, construccin e interventora. Dependiendo de la calidad con que se construya, pueden variar los costos de mantenimiento y operacin. Costos de mantenimiento: Son los realizados durante la vida til del pavimento para su conservacin. Estos son asumidos por el estado cuando la va depende de el, o del concesionario cuando esta en concesin. El control de calidad en la etapa de construccin es primordial, por que una va construida con bajas especificaciones tcnicas tiene costos de mantenimiento que superan las proyecciones realizadas en la elaboracin del proyecto. Costos operacionales: Son lo que se generan con el uso de la va por parte de los usuarios. Este monto depende en gran porcentaje de las caractersticas geomtricas y el estado del pavimento. Se puede incrementar de 3 a 4 veces el valor proyectado cuando las vas se hallan en mal estado por falta de mantenimiento oportuno. Esta comprendido por costo de combustibles, lubricantes, reparacin de vehculos, costos generados por cierres, demoras y accidentes. SinPav V1.0 PROGRAMA DE PRESUPUESTOS SinPav V1.0, es un programa para el clculo de costos de construccin y mantenimiento de proyectos de infraestructura vial, desarrollado en Visual Fox Pro, ambiente Windows. Este programa facilita el clculo de presupuestos, no solo de la parte constructiva sino adems el clculo de el costo de mantenimiento y permite analizar diferentes alternativas de construccin, segn el tipo de calzada y tipo de trfico. ESQUEMA OPERATIVO SinPav V1.0

P R OYE CTOI n fo r m a ci n Gen e r a lI n fo r m a ci n Tcn ica

I n fo r m a ci n F in a n cie r a

I n s u m o

An lis is U n it a r io s

P r es u p u es t o d e Co n s t r u cci n

P r es u p u es t o d e M a n t en im ien t o

F lu jo d e I n gr es o s

Ca lcu lo VP N

Ca lcu lo VP N , TI R

Co s t o Dir ec t o

Co s t o I n d ir ec t o

Figura 4


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En la figura 4, se muestra un esquema general de la metodologa utilizada en SinPav V1.0. En la cual las bases de datos de Insumos y Anlisis de Precios son independientes a los Proyectos, mientras que, para realizar los anlisis de precios, es necesario tomar los datos en la base de insumos. La base de proyectos, almacena la informacin necesaria para cada proyecto y el clculo de los presupuestos depende de la base de Anlisis de precios. Insumos Para almacenar los insumos es necesario suministrar la informacin de: Tipo de Insumo, Cdigo, Descripcin, Unidad, Fecha y Precio. Anlisis Unitarios Se suministra la informacin de: Cdigo, Descripcin, Unidad, Fecha, Insumos, Rendimientos y porcentajes AIU. Para calcular el costo de cada insumo, se sigue la siguiente formula:

Costo Total Insumo = Rendimiento Precio Insumo. Donde el rendimiento esta definido como: Cantidad del insumo necesaria para realizar una unidad de cada anlisis. Por ejemplo, cuando se trabaja en el anlisis: Excavacin Mecnica, con unidad m y esta actividad se ejecuta con una Retroexcavadora que se paga por horas, el rendimiento ser:

Las horas necesarias para ejecutar un m de excavacin. El costo de cada Anlisis Unitario, es la suma de todos los Costos Totales de Insumos que intervienen en este. Presupuestos de construccin Con los anlisis ya determinados para cada proyecto, el costo total para cada anlisis es:

Costo Total Anlisis = Costo Anlisis Unitario Cantidad.


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La suma de todos los Costos Totales de los Anlisis conforman el Costo Directo del presupuesto de construccin. El Costo Indirecto, es el Costo Directo multiplicado por el porcentaje AIU, (Administracin, Imprevistos y utilidades).

El costo total de Construccin = Costo Directo + Costo Indirecto

Presupuesto de mantenimiento Con los Anlisis de Precios Unitarios de mantenimiento ya establecidos, es necesario determinar las cantidades de estos. Por ejemplo: Para una estructura Mixta y T4, la estrategia de mantenimiento dada en la tabla 1, es: ao 17 20% ES: Tratamiento Superficial, lo que significa que en el ao 17 se estima necesario realizar un tratamiento superficial al 20 % del rea del proyecto, entonces: la cantidad especificada deber ser el rea de toda la superficie del proyecto. La hoja de calculo dispuesta calcular todos los porcentajes de acuerdo a el rea total del proyecto. Esta rea es igual para el anlisis, BB Concreto Bitumen y GL Grava Escoria . Para el anlisis CF Cierre de fisuras, la cantidad debe ser la longitud del eje del proyecto. Para el anlisis GJ Cierre de Juntas, que es un anlisis especial para pavimentos rgidos, la cantidad, ser la longitud de las juntas del proyecto. Calculo de VPN Con esta informacin, el programa se traslada a la aplicacin Excel en la cual se genera un archivo sinflujo.xls que calcula automticamente el flujo de caja de los egresos del proyecto, teniendo en cuenta la estrategia de mantenimiento. Se realiza el clculo del VPN teniendo en cuenta el valor de inflacin, Tio y AIU almacenado, en un periodo de Vida til de 25 aos. En este archivo se presenta la grfica correspondiente al flujo de caja acumulado en el tiempo. Los datos contenidos en este archivo pueden ser impresos utilizando las herramientas de Excel. Cuando el proyecto analizado, tiene un flujo de ingresos, por ejemplo: el recaudo de peajes, estos se pueden almacenar, lo permite el traslado a la aplicacin Excel en la cual se genera el archivo conflujo.xls que calcula automticamente el flujo de caja de los egresos del proyecto, teniendo en cuenta la estrategia de mantenimiento, (ver figura 5). Se realiza el clculo del VPN y TIR, teniendo en cuenta el flujo de


Hoja No. 10

ingresos, valor de Inflacin, Tio y AIU almacenado, en un periodo de Vida til de 25 aos. APLICACIN DEL PROGRAMA A continuacin, se aplicar el programa a un tramo de 1 km de va, con las caractersticas de la figura 6 y las siguientes especificaciones: Especificaciones Estructura Inversa, Mixta y Rgida para cada tipo de trfico Longitud: 1000m, Ancho de la va: 7 m. A= 10%, I= 7%, U=8%, Inflacin 10%, Tio= 7%

Figura 5

TIPO DE ESTRUCTURA = 3 Estructura RigidaTRAFICO = 4 T4

PROYECTO: Proyecto de vas Estructura Rgida.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

CF Cierre de fisuras m 7 1

ES Tratamiento superficial m 7 1 7 7 7

GJ Cierre de juntas m 3 1 3 3 3 3

BB 4 Concreto bitumen 4cm m 7 1


BB 8 Concreto bitumen 8cm m 7 1 7


GE 20 Grava escoria 20 cm m 7 1

GE 22 Grava escoria 22 cm m 7 1 7

Costo de Construccin 25.0% 10

10 0 0 0 0 10 0 0 0 0 3 0 7 0 0 3 0 0 0 7 3 0 0 0 0 14

10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 23 23 30 30 30 33 33 33 33 40 43 43 43 43 43 57

10.0% 10 0 0 0 0 16 0 0 0 0 8 0 22 0 0 13 0 0 0 43 20 0 0 0 0 152

FLUJO DE INGRESOS 0 0 0 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0 -7 0

FLUJO DE INGRESOS MAS INFLACION 10.0% 0 0 0 0 -10 0 -12 0 -15 0 -18 0 -22 0 -27 0 -32 0 -39 0 -47 0 -57 0 -69 0

7.0% 10 0 0 0 -8 11 -8 0 -9 0 -5 0 0 0 -10 5 -11 0 -12 12 -7 0 -13 0 -14 28

AIU= 25.0%

TIO = 7.00% ( - ) INGRESOS

INFLACION= 10.0% ( + ) EGRESOS-$ 30.41

F L U J O D E C A J A D E C O N S T R U C C I O N Y D E M A N T E N I M I E N T O

TIR = 14.15% VPN=

DESCRIPCION UND CANT $ UNIT.AOS

COSTO ANUAL

COSTO ANUAL ACUMULADO

COSTO ANUAL MAS INFLACION

FLUJO DE CAJA TOTAL EN VALOR PRESENTE

Inflacin

Tasa de Interes de oportunidad

Inflacin

AIU

FLUJO ACUMULADO DE EGRESOS

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25TIEMPO (Aos)

CO

STO

S

Proyecto de vas Estructura Rgida


Hoja No. 11

Figura 6

= S3, E=75MPA

Seccin Transversal Tipo.

Se dispone de los siguientes materiales: Subrasante = S3 75 MPa Base estabilizada con cemento 23000 MPa Grava triturada (GRH) 500 MPa Base estabilizada con asfalto 8000 MPa Rodadura asfltica 5000 MPa Concreto para Losas 30000 MPa Las actividades a realizar son: Desmonte y Limpieza Localizacin y replanteo Corte de 30 cm para un tramo de 300 metros y un corte de 60 cm para un

tramo de 400m Suministro y construccin de las capas de pavimento. Diseo de estructuras Se disearon tres estructuras tipo para cada trfico, en total 15 estructuras, las cuales fueron diseadas por el Mtodo Racional con ayuda del Depav y el Manual de Diseo de Pavimentos para Bogot del IDU UNIANDES Alcalda Mayor de Bogot.


Hoja No. 12

Para establecer un comparativo entre los diferentes costos de construccin y mantenimiento de los pavimentos, se mantienen los materiales para cada estructura. Para el diseo se trabajo con el valor medio de cada tipo de trfico proyectado a 25 aos con una tasa de crecimiento exponencial del 7.5%. Espesores de capas En esta tabla se encuentra el resumen de espesores en centmetros, para los 15 diseos, elaborados.

Cantidades de Obra Desmonte y Limpieza: 1000 m 7 m = 7000 m Localizacin y replanteo: 1000 m 7 m = 7000 m Corte de 30 cm para un tramo de 300 metros y un corte de 60 cm para un

tramo de 400 m Excavacin mecnica: 7m (300m 0.3m + 400m 0.6m)= 2310 m Riego de Liga : [ 2 capas 7m 1000 ] m Las dems capas dependen del espesor obtenido en el diseo

Est r u ctu r a MixtaCapa T1 T2 T3 T4 T5

Rodadu r a Asfa lt ica 6 6 6 8 8

Base es tabilizada con as fa lto 10 10 12 12 15

Base es tabilizada con cem en to 20 20 20 22 22

Su br asan te

Es t r u ctu r a In ver saCapa T1 T2 T3 T4 T5

Rodadu r a Asfa lt ica 6 6 6 6 8

Base es tabilizada con as fa lto 10 12 15 18 20

Gr ava ( GRH) 12 15 15 15 15


Su br asan te

Es t r u ctu r a RigidaCapa T1 T2 T3 T4 T5

Losa de Con cr eto 17 17 18 18 18


Su br asan te


Hoja No. 13

6.2.5. Anlisis Unitarios Los datos de cantidades, tipo de estructura y trfico, fueron almacenados en el programa. Los anlisis hechos en SinPav V1.0, se encuentran en el Anexo 2. 6.2.6. Presupuesto de Construccin Con las cantidades de Obra obtenidas para cada estructura y los Anlisis de Precios Unitarios, se realiz el calculo de costos de construccin y mantenimiento para cada estructura segn el trfico. Presupuesto de Costos de Mantenimiento Los tem de mantenimiento son manejados por m mientras que los cierres de juntas y fisuras por m .

Est r u ctu r a Mixta

Des cri pci n U n dLocalizacin y Replan teo m 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 Desm on te y lim pieza m 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 Excavacin Mecn ica m 2 ,310 2 ,310 2 ,310 2 ,310 2 ,310 Base es tabilizada con cem en to m 20 1 ,400 # 1 ,400 # 1 ,400 # 1 ,540 # 1 ,540 Base es tabilizada con as fa lto m 10 700 # 700 # 840 # 8 40 # 1 ,050 Riego de Liga m 2 14 ,000 2

1 4 ,000 2 1 4 ,000 2 1 4 ,000 2 1 4 ,000

Rodadu r a Asfa lt ica m 6 420 6 4 20 6 4 20 8 5 60 8 5 60

Es t r u ctu r a In ver sa

Des cri pci n U n dLocalizacin y Replan teo m 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 Desm on te y lim pieza m 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 Excavacin Mecn ica m 2 ,310 2 ,310 2 ,310 2 ,310 2 ,310 Base es tabilizada con cem en to m 30 2 ,100 # 2 ,100 # 2 ,100 # 2 ,100 # 2 ,100 Gr ava ( GRH) m 12 840 # 1 ,050 # 1 ,050 # 1 ,050 # 1 ,050 Base es tabilizada con as fa lto m 10 700 # 840 # 1 ,050 # 1 ,260 # 1 ,400 Riego de Liga m 2 14 ,000 2

1 4 ,000 2 1 4 ,000 2 1 4 ,000 2 1 4 ,000

Rodadu r a Asfa lt ica m 6 420 6 4 20 6 4 20 6 4 20 8 5 60

Es t r u ctu r a Rigida

Des cri pci n U n dLocalizacin y Replan teo m 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 Desm on te y lim pieza m 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 7 ,000 Excavacin Mecn ica m 2 ,310 2 ,310 2 ,310 2 ,310 2 ,310 Base es tabilizada con cem en to m 14 980 # 980 # 1 ,050 # 1 ,120 # 1 ,260 Losa de Con cr eto m 17 1 ,190 # 1 ,190 # 1 ,260 # 1 ,260 # 1 ,260 Acer o de Tr an sfer en cia kg 663 663 702 702 702 Pasador es de car ga kg 11 ,900 11 ,900 11 ,900 11 ,900 11 ,900 Cor te y sello de ju n tas m 3,000 3 ,000 3 ,000 3 ,000 3 ,000

T5T1 T2 T3 T4

T5

T1 T2 T3 T4

T1 T2 T3 T4

T5


Hoja No. 14

Cantidades de Obra CF Cierre de Fisuras : 1000 m BB Concreto Bitumen: 7000 m ES Tratamiento Superficial: 7000 m Gl Grava escoria : 7000 m GJ Cierre de juntas : 3000m

Resultados Con los costos de construccin mas el flujo de caja realizado a travs del programa SinPav V1.0, de acuerdo el tipo de estructura y trafico, se pueden obtener las siguientes grficas.

Estr u ctu r a MixtaDe s cri pci n U n d $ u n t . $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l

Localizacin y Replan teo m 1,212.50 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 Desm on te y lim pieza m 6,957.60 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 Excavacin Mecn ica m 15,485.75 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 Base estabilizada con cem en to m 69,492.48 20 1,400 97,289,472.00 2

0 1,400 97,289,472.00 1,400 97,289,472.00 1,540 107,018,419.20 1,540 107,018,419.20

Base estabilizada con asfa lto m 152,140.98 10 700 106,498,686.00 10 700 106,498,686.00 840 127,798,423.20 840 127,798,423.20 1,050 159,748,029.00

Riego de Liga m 625.06 2 14,000 8,750,840.00 2 14,000 8,750,840.00 14,000 8,750,840.00 14,000 8,750,840.00 14,000 8,750,840.00

Rodadu r a Asfalt ica m 189,546.30 6 420 79,609,446.00 6 420 79,609,446.00 420 79,609,446.00 560 106,145,928.00 560 106,145,928.00

Costo Dir ecto 385,111,226.50 385,111,226.50 406,410,963.70 442,676,392.90 474,625,998.70

Costo Dir ecto+ AIU: 2 5 % 481,389,033.13 481,389,033.13 508,013,704.63 553,345,491.13 593,282,498.38

Estr u ctu r a In ver saDe s cri pci n U n d $ u n t . $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l

Localizacin y Replan teo m 1,212.50 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00

Desm on te y lim pieza m 6,957.60 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00

Excavacin Mecn ica m 15,485.75 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50

Base estabilizada con cem en to m 69,492.48 30 2,100 145,934,208.00 30 2,100 145,934,208.00 2,100 145,934,208.00 2,100 145,934,208.00 2,100 145,934,208.00

Gr ava ( GRH) m 50,773.88 12 840 42,650,059.20 15 1,050 53,312,574.00 1,050 53,312,574.00 1,050 53,312,574.00 1,050 53,312,574.00

Base estabilizada con asfa lto m 152,140.98 10 700 106,498,686.00 12 840 127,798,423.20 1,050 159,748,029.00 1,260 191,697,634.80 1,400 212,997,372.00

Riego de Liga m 625.06 2 14,000 8,750,840.00 2 14,000 8,750,840.00 14,000 8,750,840.00 14,000 8,750,840.00 14,000 8,750,840.00

Rodadu r a Asfalt ica m 189,546.30 6 420 79,609,446.00 6 420 79,609,446.00 420 79,609,446.00 420 79,609,446.00 560 106,145,928.00

Costo Dir ecto 476,406,021.70 508,368,273.70 540,317,879.50 572,267,485.30 620,103,704.50


Estr u ctu r a RigidaDe s cri pci n U n d $ u n t . $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l $ t ot a l

Localizacin y Replan teo m 1,212.50 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 7,000 8,487,500.00 Desm on te y lim pieza m 6,957.60 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 7,000 48,703,200.00 Excavacin Mecn ica m 15,485.75 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 2,310 35,772,082.50 Base estabilizada con cem en to m 69,492.48 14 980 68,102,630.40 1

4 980 68,102,630.40 1,050 72,967,104.00 1,120 77,831,577.60 1,260 87,560,524.80

Losa de Con cr eto m 298,986.00 17 1,190 355,793,340.00 17 1,190 355,793,340.00 1,260 376,722,360.00 1,260 376,722,360.00 1,260 376,722,360.00

Acer o de Tr an sfer en cia k g 1,694.70 663 1,123,586.10 663 1,123,586.10 702 1,189,679.40 702 1,189,679.40 702 1,189,679.40 Pasador es de car ga k g 1,894.70 11,900 22,546,930.00 11,900 22,546,930.00 11,900 22,546,930.00 11,900 22,546,930.00 11,900 22,546,930.00 Cor te y sello de ju n tas m 6,280.56 3,000 18,841,680.00 3,000 18,841,680.00 3,000 18,841,680.00 3,000 18,841,680.00 3,000 18,841,680.00 Costo Dir ecto 559,370,949.00 559,370,949.00 585,230,535.90 590,095,009.50 599,823,956.70


T4 T5T1 T2 T3

T5

T1 T2 T3 T4

T3 T4

T5

T1 T2

RESUMEN DE COSTOS DE CONSTRUCCION PARA TODAS LAS ESTRUCTURAS DEL EJ EMPLO


Hoja No. 15

En el cuadro siguiente, se puede observar cual el VPN de cada proyecto, teniendo en cuenta un periodo de vida de 25 aos, que incluye el costo de construccin + AIU y el costo del mantenimiento.

En la figura 7, 8 y 9, se puede observar y comparar cual es la diferencia tanto en costos de construccin y mantenimiento de acuerdo al tipo de estructura y tipo de trfico.

Figura 7

Estr u ctu r a Mixta

T1 T2 T3 T4 T5Costo In icia l 4 8 1 ,3 8 9 ,3 90 .1 3 4 8 1 ,38 9 ,3 9 0 .1 3 5 0 8 ,0 1 4 ,0 6 1 .6 3 5 5 3 ,3 4 5 ,9 67 .1 3 5 9 3 ,28 2 ,9 7 4 .3 8

VPN 6 1 1 ,3 2 4 ,6 18 .4 4 6 4 8 ,48 0 ,9 7 0 .4 9 8 0 9 ,9 1 9 ,6 6 5 .9 5 9 0 7 ,7 4 0 ,2 99 .8 9 9 8 2 ,90 8 ,4 9 7 .1 2

Estr u ctu r a In ver sa


VPN 7 2 5 ,4 4 3 ,1 12 .4 4 8 0 2 ,09 4 ,0 0 3 .1 6 9 7 3 ,0 0 5 ,0 2 8 .4 9 1 ,0 6 4 ,1 6 4 ,8 05 .1 7 1 ,1 5 8 ,31 1 ,0 5 9 .7 2

Estr u ctu r a Rigida


VPN 1 ,0 3 4 ,0 3 4 ,4 00 .9 3 1 ,0 7 7 ,3 4 9 ,0 9 3 .9 0 1 ,1 5 8 ,1 8 4 ,9 5 0 .4 4 1 ,2 6 7 ,8 8 6 ,1 11 .1 6 9 0 3 ,96 6 ,5 8 0 .7 6

F L U J O A C U M U L A D O D E E G R E S O SESTRUCTURA MIXTA SEGN TIPO DE TRAFICO

0.00

100,000,000.00

200,000,000.00

300,000,000.00

400,000,000.00

500,000,000.00

600,000,000.00

700,000,000.00

800,000,000.00

900,000,000.00

0 5 10 15 20 25

TIEMPO (Aos)

COST

OS

($

)

T1

T2

T3

T4

T5


Hoja No. 16

Figura 8

Figura 9

F L U J O A C U M U L A D O D E E G R E S O SESTRUCTURA INVERSA SEGN TIPO DE TRAFICO

0.00

200,000,000.00

400,000,000.00

600,000,000.00

800,000,000.00

1,000,000,000.00

1,200,000,000.00

0 5 10 15 20 25

TIEMPO (Aos)

COST

OS

($

)

T1

T2

T3

T4

T5

F L U J O A C U M U L A D O D E E G R E S O SESTRUCTURA RIGIDA SEGN TIPO DE TRAFICO

0.00

200,000,000.00

400,000,000.00

600,000,000.00

800,000,000.00

1,000,000,000.00

1,200,000,000.00

0 5 10 15 20 25

TIEMPO (Aos)

COST

OS

($

)

T1

T2

T3

T4

T5


Hoja No. 17

CONCLUSIONES De acuerdo al trabajo realizado durante este proyecto, podemos concluir que: El buen funcionamiento de las vas depende de un buen diseo, una buena construccin y la proyeccin del mantenimiento de la va. Considerndose este ultimo, como de vital importancia dentro de la concepcin de un proyecto, porque permite establecer un punto de equilibrio a nivel de funcionalidad de la va tanto para los usuarios como para el constructor de esta. Este punto de equilibrio, se logra cuando el capital invertido en mantenimiento se aplica en el momento apropiado y en la cantidad correcta, de tal forma, que el usuario tendr a su servicio una va confortable, que no le implique altos costos operaciones y que a la entidad vial no le implique perdidas en inversin ni en infraestructura. El problema radica en escoger la estrategia de mantenimiento apropiada, que debe tener en cuenta el tipo de estructura construida y el trfico proyectado. Para este proyecto se utiliz la estrategia del Ecole Central de Ponts et Chaussees de Francia, la cual tiene como ventaja el anlisis de Estructuras Mixtas, Rgidas e Inversas, para los 5 tipos de trfico y que tiene en cuenta la reposicin de juntas, el cierre de fisuras, el tratamiento superficial y el recarpeteo con concreto bitumen y el reemplazo de material con ligantes hidrulicos. El programa SinPav V1.0, provee una ayuda para el calculo de costos, ya sea de construccin, como de mantenimiento, con la ventaja de que permite hacer un anlisis financiero de para diferentes alternativas. Es as, como en el capitulo 6, se presenta un ejemplo de aplicacin del programa a todas las estructuras tipo, Rgida, Mixta e Inversa, con todos los tipos de trfico. Se puede analizar los costos de construccin y de mantenimiento a lo largo del tiempo. En cuanto a costos de construccin, las estructuras Rgidas tienen costos superiores a las flexibles, esto es debido que para trficos bajos, los espesores requeridos son menores a los admisibles, mientras que en las otras estructuras se pueden lograr variaciones de espesores para las capas, esto hace que en estas estructuras se presente variaciones significativas en costos de acuerdo al tipo de trfico. En cuanto a costos de mantenimiento, podemos ver que en estructuras Mixta el costo de mantenimiento esta entre el 20% para T1 y 40% Para T5, respecto al costo de construccin. Para estructuras inversas este porcentaje esta entre 18% para T1 y 33 % para T5 y para Rgidas esta 32% para T1 y 42% para T4 y 17% para T5. Estos muestra que para trficos T1 y T2, es mejor utilizar estructuras Mixtas, pues tienen los costos de construccin mas bajos y un mantenimiento bajo. En trficos T3 y T4, es mejor utilizar estructuras Inversas puesto que tienen costos de construccin mas altos que las mixtas pero menores costos en mantenimiento. Para trficos altos es indudable, que la mejor estructura es la rgida, puesto que tienen menor costo de construccin que una Inversa T5 y el mantenimiento es solo del 17% .


Hoja No. 18

El VPN resultante permite concluir si los proyectos son rentables. Adems cuando se trabajan proyectos de Concesin o financiados, en los cuales se proyecta un flujo de ingresos, se puede obtener la tasa interna de Retorno, que indica la rentabilidad del proyecto. Como conclusin final podemos apreciar que los mantenimientos deben ser proyectados y programados en fases de factibilidad, puesto que pueden generar altos costos, que inclusive pueden llegar a ser mayores que los costos de construccin, lo que hara pensar en sobrediseos o diseos inapropiados para cada caso. Los anlisis de sensibilidad nos permiten obtener diseos y proyecciones ms eficientes y eficaces que beneficien a la poblacin.

BIBLIOGRAFIA

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