Gestión de pavimentos basado en Sistemas de Información geográfica (SIG): una revisión

Andrés Silva Balaguera; Omar  Daza Leguizamón; Lesly  López Valiente

doi:10.16925/in.v14i26.2417

Gestión de pavimentos basado en Sistemas de Información geográfica (SIG) : una revisión

Artículos de revisión

https://doi.org/10.16925/in.v14i26.2417

Andrés Silva Balaguera Ver Biografía

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Omar Daza Leguizamón Ver Biografía

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Lesly López Valiente Ver Biografía

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Introducción: artículo de revisión derivado del proyecto de investigación “Gestión de pavimentos basado en sistemas de información geográfica para la red vial de Boyacá” desarrollado en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia en el año 2017.

Objetivo: identificar mejoras prácticas para el mantenimiento de la red vial, reconociendo los principales cambios y sugerencias en los sistemas de gestión de pavimentos (sgp) para pavimento flexible, observados en el desarrollo internacional.

Metodología: la investigación se basó en un análisis cualitativo-documental, a partir del cual se valoraron los artículos de revistas de alto impacto publicados recientemente, identificando los principales aportes de los sistemas de información geográfica (sig) aplicados a la gestión de pavimentos flexibles.

Resultados: los sgp basados en sig posibilitan una administración económica de la red vial, estableciendo una metodología reducida de evaluación sobre pavimentos y facilitando la selección de intervenciones en tramos viales de manera más económica y rápida, considerando la importancia de la recolección, la organización, la verificación, el procesamiento y la adecuada presentación de la información.

Conclusiones:una metodología de gestión de pavimentos basada en sig permite la optimización de costos priorizando los recursos en una red vial. Las bases de datos espaciales posibilitan una reducción en tiempos de procesamiento y facilidad de acceso a procesos futuros de los datos en la red vial, accediendo a una evaluación del pavimento de manera histórica y zonificada.

Originalidad: desarrollo de una metodología de gestión de pavimentos de fácil implementación.

Limitaciones: esta evaluación solo interpreta avances en gestión de infraestructura vial usando

Palabras clave: deflexión, georreferenciación, gestión de infraestructura vial, gestión de pavimentos, índice de condición del pavimento, metodología, regularidad, sistema de información geográfica

Instituto Nacional de Vías y Ministerio de Transporte, Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfálticos de carreteras. Bogotá: Ministerio de Transporte, 2008 [En línea]. Disponible en:https://www.invias.gov.co/index.php/archivo-y-documentos/documentos-tecnicos/especificaciones-tecnicas/986-guia-metodologica-para-el-diseno-de-obras-de-rehabilitacion-de-pavimentos-asfalticos-de-carreteras.

Colombia, Ministerio de Transporte (15 jun. 2015). Resolución 001067, Sistema Integral Nacional de lnformación de Carreteras [En línea]. Disponible en: http://www.nuevalegislacion.com/files/susc/cdj/conc/r_mt_1067_15.pdf.

N. Vitillo, Pavement Management Systems Overview. New Jersey: Krieger, 2013.

O. Huisman y R. A. De By, Principles of Geographic Information Systems: An introductory texbook. Ámsterdam: The International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation (ITC), 2009 [En línea]. Disponible en: https://www.itc.nl/library/papers_2009/general/principlesgis.pdf.

S. Aronoff, “Geographic Information Systems: A management perspective”, Geocarto Int., vol. 4, no. 4, 1989. doi: https://doi.org/10.1080/10106048909354237, DOI: 10.1080/10106048909354237

B. R. Prieto, Road surface structure monitoring and analysis using high precision GPS Mobile Measurement Systems (MMS). Pasig City: PASCO Philippines Corporation, 2015 [En línea]. Disponible en: http://a-a-r-s.org/acrs/administrator/components/com_jresearch/files/publications/WE2-4-3.pdf.

D. A. Gómez-Vargas, M. Galeano-Higuita y C. Jaramillo-Muñoz, “El estado del arte: una metodología de investigación”. Rev. Colomb. Ciencias Soc., vol. 6, no. 2, pp. 423-442, 2015 [En línea]. Disponible en: http://www.funlam.edu.co/revistas/index.php/RCCS/article/view/1469, doi: 10.21501/22161201.1469.

A. Merino-Trujillo, “Cómo escribir documentos científicos (Parte 3). Artículo de revisión”. Salud en Tabasco, vol. 17, no. 1-2, pp. 36-40, enero-agosto 2011. [En línea]. Disponible en: http://www.redalyc.org/pdf/487/48721182006.pdf.

O. Adeleke, K. Stephen, J. Odumosu y H. S. Abdulrahman, “Application of GIS as support tool for pavement maintenance strategy selection”, en Conference: 2015 NBRRI International Conference, Abuja, 2015 [En línea]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/282643833_Application_of_GIS_as_Support_Tool_for_Pavement_Maintenance_Strategy_Selection.

M. Hafez, K. Ksaibati y R. Atadero, “Best practices to support and improve pavement management systems for low-volume paved roads — Phase I”. Int. J. Pavement Eng., pp. 1-8, mayo 2017, doi: 10.1080/10298436.2017.1316648.

A. T. Ibraheem y D. A. Al-Razzaq, “Applying Geographic Information System (GIS) for maintenance strategy selection”. Engineering, vol. 4, no. 1, pp. 44-54, 2012, doi: 10.4236/eng.2012.41007.

S. S. Shamsabadi, “Design and implementation of Pavemon : A GIS web-based Pavement Monitoring System based on large amounts of heterogeneous sensors data”, Tesis de maestría, Northeastern Univ., Massachussetts, Estados Unidos, 2014 [En línea]. Disponible en: https://repository.library.northeastern.edu/files/neu:349532/fulltext.pdf.

L. Fernández-Seoane, V. Gómez-Frías, G. González, C. Millán y M. Sánchez, “SIG para la gestión de Firmes”, en XII Congreso Nacional de Tecnologías de la Información Geográfica, Bogotá, 2006 [En línea]. Disponible en: http://www.age-geografia.es/tig/docs/XII_3/110%20-%20Fernandez Seoane%20et%20al.pdf.

M. M. E. Zumrawi, “Survey and evaluation of flexible pavement failures”. Int. J. Sci. Res., vol. 4, no. 1, pp. 1602-1607, 2015. [En línea]. Disponible en: https://www.ijsr.net/archive/v4i1/SUB15542.pdf.

C. H. Higuera-Sandoval, Nociones sobre evaluación y rehabilitación de estructuras de pavimentos. Tunja: Editorial UPTC, 2015.

E. Alfar, GIS-based pavement maintenance management model for local roads in the UK. Salford: University of Salford, 2016. [En línea]. Disponible en: http://usir.salford.ac.uk/39679/1/Final%20Version%20of%20Emad%20Alfar%20PhD%20Thesis_Emad%20Alfar%20PhD%20Thesis%201.pdf.

C. Chen, S. Zhang, G. Zhang, S. M. Bogus y V. Valentin, “Discovering temporal and spatial patterns and characteristics of pavement distress condition data on major corridors in New Mexico”. J. Transp. Geography, vol. 38, pp. 148-158, 2014, doi: 10.1016/j.jtrangeo.2014.06.005.

I. Yut, J. Mahoney y D. A. Larsen, Preparation of the implementation plan of AASHTO Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (M-EPDG) in Connecticut : Phase II — Expanded sensitivity analysis and validation with pavement management data. Connecticut: Connecticut Department of Transportation, 2017. [En línea]. Disponible en: http://www.ct.gov/dot/lib/dot/documents/dresearch/CT-2293-F-17-1.pdf.

M. Zumrawi y K. Margani, “Improving maintenance practice for road network in Sudan”. MOJ Civ. Eng., vol. 2, no. 6, pp. 1-7, 2017, doi: 10.15406/mojce.2017.02.00054.

D. Sitányiová y J. Mužík, “GIS application for managing and maintaining road network in Ulaanbaatar”. Silesian Univ. or Technol. Civil. Engineering, no. 3, pp. 61-68, 2013 [En línea]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/283122753_GIS_application_for_managing_and_maintaining_road_network_in_Ulaanbaatar.

B. R. Pantha, R. Yatabe y N. P. Bhandary, “GIS-based highway maintenance prioritization model: An integrated approach for highway maintenance in Nepal mountains”. J. Transp. Geogr., vol. 18, no. 3, pp. 426-433, 2010, doi: 10.1016/j.jtrangeo.2009.06.016.

P. Kumar y A. Gupta, Case studies on failure of bituminous pavements. Compendium of papers from the First International Conference on Pavement Preservation. Otawa: National Library of Canada.

U.S. Army Corps of Enginieers, Unified Facilities Criteria (UFC) — Paver Asphalt Surfaced Airfields Pavement Condition Index (PCI). Washington D.C.: Department of Defense, 2001. [En línea]. Disponible en: https://www.wbdg.org/FFC/DOD/UFC/ufc_3_270_06_2001.pdf.

P. Lavaud, Importancia de la regularidad superficial (IRI) en la construcción de pavmientos asfalticos en caliente. Chattanooga: Roadtec, 2011.

N. Abulizi, A. Kawamura, K. Tomiyama y S. Fujita, “Measuring and evaluating of road roughness conditions with a compact road profiler and ArcGIS”. J. Traffic Transp. Eng., vol. 3, no. 5, pp. 398-411, 2016, doi: 10.1016/j.jtte.2016.09.004.

C. Plati y K. Georgouli, “Field investigation of factors affecting skid resistance variations in asphalt pavements”. Balt. J. Road Bridg. Eng., vol. 9, no. 2, pp. 108-114, 2014, doi: 10.3846/bjrbe.2014.14.

Z. Zhang, K. Gaspard y M. A. Elseifi, “Evaluating pavement management treatment selection utilising continuous deflection measurements in flexible pavements”. Int. J. Pavement Eng., vol. 17, no. 5, pp. 414-422, 2014, doi: 10.1080/10298436.2014.993198.

F. Hong, E. Perrone, M. Mikhail y A. Eltahan, Planning pavement maintenance and rehabilitation projects in the New Pavement Management System in Texas. Austin: Texas Department of Transportation, 2001 [En línea]. Disponible en: http://docs.trb.org/prp/17-02001.pdf.

Wisconsin Transportation Information Center, “Asphalt Roads-PASER Manual”, en PASER Asphalt Roads Manual. Madison: Wisconsin Transportation Information Center, 2002 [En línea]. Disponible en: http://www.apa-mi.org/docs/Asphalt-PASERManual.pdf.

C. Li, A. A. Oloufa y H. R. Thomas, “A GIS-biased system for tracking pavement compaction”. Autom. Constr., vol. 5, pp. 51-59, 1996. [En línea]. Disponible en: https://ac.els-cdn.com/0926580595000194/1-s2.0-0926580595000194-main.pdf?_tid=13973bda-d931-11e7-b100-00000aab0f26&acdnat=1512419226_e66d2f2e9b06f8438264b2191a08a16b.

S. Sadek, I. Kaysil y M. Bedran, “Geotechnical and environmental highway layouts: An integrated GIS assessment approach”. JAG., vol. 2, no. 3, pp. 190-198, 2000 [En línea]. Disponible en: https://ac.els-cdn.com/S0303243400850138/1-s2.0-S0303243400850138-main.pdf?_tid=e87d4abc-d92f-11e7-aae7-00000aacb362&acdnat=1512418725_fdda692836a34dd9a84774843363b658.

Elimco Sistemas, Sistema de Gestión de Estado Superficial de los Pavimentos (SIGES), 2014 [En línea]. Disponible en: http://www.elimco.com/p_Sistema-de-Gestion-de-Estado-Superficial-de-los-Pavimentos-SIGES-_58.html.

W. Chen, J. Yuan y M. Li, “Application of GIS / GPS in Shanghai Airport Pavement Management System”. Procedia Eng., vol. 29, pp. 2322-2326, 2012, doi: 10.1016/j.proeng.2012.01.308.

P. Babashamsi, N. Izzi, H. Ceylan y N. Ghani, “Evaluation of pavement life cycle cost analysis: Review and analysis”. Int. J. Pavement Res. Technol., vol. 9, no. 4, pp. 241-254, 2016, doi: 10.1016/j.ijprt.2016.08.004.

G. Kelly, D. Delaney, G. Chai y S. Mohamed, “Optimising Local Council’s return on investment from annual pavement rehabilitation budgets through targeting of the average pavement condition index”. J. Traffic Transp. Eng., vol. 3, no. 5, pp. 465-474, 2016, doi: 10.1016/j.jtte.2016.09.008.

J. A. Zapata-Duque y G. J. Cardona-Londoño, “Aplicación de los sistemas de información geográfica para la gestión de la malla vial de la ciudad de Medellín”. Ing. USBMed., vol. 3, no. 2, pp. 70-84, 2012 [En línea]. Disponible en: http://web.usbmed.edu.co/usbmed/fing/v3n2/v3n2a9.pdf.

L. Díaz-Vilariño, H. González, M. Bueno, I. Puente y P. Arias, “Automatic classification of urban pavements using mobile LiDAR data and roughness descriptors”. Constr. Build. Mater., vol. 102, pp. 208-215, 2016, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.199.

M. T. Obaidat y S. A. Al-kheder, “Integration of geographic information systems and computer vision systems for pavement distress classification”. Constr. Build. Mater., vol. 20, pp. 657-672, febrero 2005, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2005.02.009.

G. Zhou, L. Wang, D. Wang y S. Reichle, “Integration of GIS and data mining technology to enhance the pavement management decision making”. Transp. Eng., vol. 36, no. 4, pp. 332-341, abril 2010. [En línea]. Disponible en: http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000092.

Y. Jiao, Z. Bowen y H. Siranc, “Study on the application of a management system for pavement based on iPad Terminal with GIS”. Inf. Tech. J., vol. 4, no. 11, pp. 520-523, 2012. [En línea]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/269655193_Study_on_the_Application_of_a_Management_System_for_Pavement_Based_on_iPad_Terminal_with_GIS.

A. T. Ibraheem y A. A. Falih, “Applying Geographic Information System (GIS) for maintenance strategy selection”. Engineering, no. 4, pp. 44-54, 2012. [En línea]. Disponible en: http://file.scirp.org/pdf/ENG20120100006_54343085.pdf.

K. Ghazi, S. Mustafa, N. Kokkas y M. Smith, “An approach to produce a GIS database for Road Surface Monitoring”. Procedia Soc. Behav. Sci., vol. 9, pp. 235-240, Diciembre 2014, doi: 10.1016/j.apcbee.2014.01.042.

L. Rusu, D. Sitar, S. Taut y S. Jecan, “An integrated solution for pavement management and monitoring systems”. Procedia Econ. Financ., vol. 27, no. 15, pp. 14-21, 2015, doi: 10.1016/S2212-5671(15)00966-1.

S. M. Bazlamit, H. S. Ahmad y T. I. Al-suleiman, “Pavement Maintenance Applications using Geographic Information Systems”. Procedia Eng., vol. 182, pp. 83-90, 2017, doi: 10.1016/j.proeng.2017.03.123.

L. Amador-Jiménez y A. Pooyan Afghari, “Road safety and pavement management: A case study of Tanzania”. Balt. J. Road Bridg. Eng., vol. 10, no. 2, pp. 132-140, 2015, doi: 10.3846/bjrbe.2015.17.

L. F. Macea-Mercado, L. Morales y L. Márquez-Díaz, “Un sistema de gestión de pavimentos basado en nuevas tecnologías para países en vías de desarrollo”. Ing. Investig. y Tecnol., vol. 17, no. 2, pp. 223-235, 2016, doi: 10.1016/j.riit.2016.06.007.

H. Mohammed y A. Elhadi, “GIS, a Tool for Pavement Management” Royal Institute of Technology, 2009. [En línea]. Disponible en: https://www.kth.se/polopoly_fs/1.621699!/EX-0902.pdf.

R. Satria y M. Castro, “GIS tools for analyzing accidents and road design: A review” Transp. Res. Procedia, vol. 18, pp. 242-247, junio 2016, doi: 10.1016/j.trpro.2016.12.033.

American Association of State Highway and Transportation Officials, Design of Pavement Structures. Washington D.C.: AASHTO, 1993 [En línea]. Disponible en: https://habib00ugm.files.wordpress.com/2010/05/aashto1993.pdf.

M. Johanns y J. Craig, Pavement Maintenance Manual. Lincoln: NDOR, 2002.

J. J. Posada-Henao, Efecto de la cantidad de carga en el consumo de combustible en camiones John. Medellín: Editorial UN, 2012 [En línea]. Disponible en: http://www.bdigital.unal.edu.co/8440/1/71687832.2012.pdf.

J. J. Posada Henao y C. A. González-Calderón, “Consumo de combustible en vehículos para transporte por carretera –modelos predictivos–”. Rev. Ing. Univ. Medellín, vol. 12, no. 23, pp. 35-46, 2013 [En línea]. Disponible en: http://revistas.udem.edu.co/index.php/ingenierias/article/view/693/862.

M. Pradena, J. Rivera y T. Echaverguen, “Metodología para la evaluación de proyectos de mantenimiento de caminos, utilizando el software HDM-4”, en Primer Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Proyectos, Santiago de Chile, 2010 [En línea]. Disponible en: http://www.ijopm.org/index.php/IJOPM/article/view/35.

I. Martínez y J. Ríos, “Sistema de administración de pavimentos sobre la ciudad de Bogotá”. Rev. Univ. Nueva Granada, vol. 3, no. 2, 2010 [En línea]. Disponible en: http://www.umng.edu.co/documents/10162/745281/V3N2_28.pdf.

M. Zulkifli B., M. Yunus y H. Bt. Hassan, “Managing Road Maintenance using Geographic Information System Application”. J. Geogr. Inf. Syst., vol. 2, no. 4, pp. 215-218, 2010, doi: 10.4236/jgis.2010.24030.

C. Medrano y J. Serrano, Inventario de infraestructura vial del casco urbano de Tunja en base de datos espaciales. Tunja: Editorial UPTC, 2010.

S. H. Alsultana y A. Abdul Rahman, “Kingdom of Saudi Arabia Geospatial Information Infrastructure — An initial study”. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci., vol. 40, pp. 95-99, octubre 2015 [En línea]. Disponible en: https://www.int-arch-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/XL-2-W4/95/2015/isprsarchives-XL-2-W4-95-2015.pdf, doi: 10.5194/isprsarchives-XL-2-W4-95-2015.

M. A. Aghajani, R. S. Dezfoulian, A. R. Arjroody y M. Rezaei, “Applying GIS to identify the spatial and temporal patterns of road accidents using spatial statistics (case study: Ilam Province, Iran)”. Transp. Res. Procedia, vol. 25, pp. 2131-2143, julio 2016, doi: 10.1016/j.trpro.2017.05.409.

W. Liu, “Enhancing Road Safety Management with GIS Mapping and Geospatial Database”. GHD, pp. 1-9, 2013 [En línea]. Disponible en: http://www.ghd.com/pdf/Enhancing_Road_Safety_Management_with_GIS_Mapping_and_Geospatial_Database.pdf.

R. J. Kmetz, GIS based pavement maintenance: A systematic approach. Indiana: College of Technology Directed Projects, 2011 [En línea]. Disponible en: https://docs.lib.purdue.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1036&context=techdirproj.

Los Angeles County, Pavement preservation. Los Ángeles: Department of Public Works, 2017 [En línea]. Disponible en: http://dpw.lacounty.gov/gmed/lacroads/TreatmentPavement.aspx.

[1]

A. Silva Balaguera, O. . Daza Leguizamón, and L. . López Valiente, “Gestión de pavimentos basado en Sistemas de Información geográfica (SIG): una revisión”, ing. Solidar, vol. 14, no. 26, pp. 1–18, Sep. 2018, doi: 10.16925/in.v14i26.2417.

Descargar cita

Derechos de autor 2018 Ingeniería solidaria

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.

Compromiso ético y cesión de derechos

El autor debe declarar que su trabajo es original e inédito y que no se ha postulado a evaluación simultánea para su publicación por otro medio. Además, debe asegurar que no tiene impedimentos de ninguna naturaleza para la concesión de los derechos previstos en el contrato.

El autor se compromete a esperar el resultado de evaluación de la revista Ingeniería Solidaria, antes de considerar su presentación a otro medio; en caso de que la respuesta de publicación sea positiva, adicionalmente, se compromete a responder por cualquier acción de reivindicación, plagio u otra clase de reclamación que al respecto pudiera sobrevenir por parte de terceros.

Asimismo, debe declarar que, como autor o coautor, está de acuerdo por completo con los contenidos presentados en el trabajo y ceder todos los derechos patrimoniales, es decir, su reproducción, comunicación pública, distribución, divulgación, transformación, puesta a disposición y demás formas de utilización de la obra por cualquier medio o procedimiento, por el término de su protección legal y en todos los países del mundo, al Fondo Editorial de la Universidad Cooperativa de Colombia, de manera gratuita y sin contraprestación presente o futura.

Número

Vol. 14 Núm. 26 (2018)

Publicado

2018-09-01

Descargas

PDF

HTML

Cómo citar

[1]

Descargar cita

Métricas

File downloads

5,129

Citations

Citation Indexes: 2

Captures

Readers: 127

see details