Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de...

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APLICACIÓN DE EQUIPOS DE ALTO RENDIMIENTO PARA LA DEFINICION DE ESTRATEGIAS EN LA CONSERVACION DE CAMINOS JULIO 2011

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APLICACIÓN DE EQUIPOS DE ALTO

RENDIMIENTO PARA LA DEFINICION

DE ESTRATEGIAS EN LA

CONSERVACION DE CAMINOS

JULIO 2011

Page 2: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

PROBLEMATICA Esquema Tradicional de la Conservación

TIEMPO

FRANJA DE CALIDAD ACEPTABLE DE SERVICIO

RECONSTRUCCIÓN

CONSERVACIÓN

$

$$

$$$$$$$$$$$$

CALI

DA

D

RECONSTRUCCIÓN

CONSERVACIÓN

$ $ $ $$$$$

TIEMPO

FRANJA DE CALIDAD ACEPTABLE DE SERVICIO

$

Esquema Deseable para la Conservación

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BUENO

MALO

MUY MALO

REGULAR

ETAPA CRITICA

TIEMPO

200%

150%

100%

ES

TA

DO

DE

L C

AM

INO

CONTEXTO DE LA CONSERVACION

Fuente: IRF/CEPAL

COV ($)

ASUNTO:SOCIO – ECONOMICOINHIBIDOR O PRECURSOR DE LA ACTIVIDAD ECONOMICA BIENESTAR

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ACCIONES ORIENTADAS A UNA CONSERVACION EFICIENTE

■ El punto de partida es la investigación y análisis de las actuales condiciones

operativas, físicas y mecánicas de los caminos

■ Diagnóstico e Identificación de los Tratamiento Convenientes

■ Programación

■ Dentro del contexto presupuestal de cada año (!) Maximizar el beneficio de

los Recursos Disponibles => A través de un mejor conocimiento de la Red =>

Auscultación de los Caminos

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ALCANCE TIPICO DE UN ESTUDIO DE OFERTA Y DEMANDA DE INFRAESTRUCTURA

Definición de la Red Vial Motivo de Análisis

Auscultación con Equipo de Alto RendimientoInicio y Término de CaminosCoordenadas GeográficasAspectos geométricosPuntos Generadores de ViajesIRI y Profundidad de RoderasImágenes del Pavimento Imágenes Panorámicas

Evaluación Estructural del Pavimento

Sondeo Continuo c Radar de Penetración GPRMedición de Deflexiones Sondeos Simples

Estudio de Volúmenes de Tránsito

Determinación de Volúmenes para el 2010pronóstico de Crecimiento

Diagnóstico del PavimentoHistorial de Reparaciones 2008 – 2010 Definición de Costos por Tipo de IntervenciónDefinición de Segmentos homogéneosCálculo de la Vida Residual del Pavimento

Inventarios e InspeccionesInventario de SeñalamientoInspección y Generación de Fichas Técnicas

Inventario de PuentesInspección y Generación de Fichas Técnicas

Inventario de Obras de Drenaje

Inspección y Generación de Fichas Técnicas

Modelación y Corridas para Pronóstico de Costos a 15 añosAlimentación de Modelo y Corridas de HDM-4 Corrida para definición y costeo de la Rehabilitación InicialCorridas para conformar el Programa de Conservación y Mantenimiento a 15 añosDefinición del Modelo Operativo

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EQUIPO AUSCULTACION DE ALTO RENDIMIENTO

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PERFILÓMETRO INERCIAL CLASE 1

CARACTERÍSTICAS:• Sus principales componentes son sensores Láser,

dos acelerómetros

• Recopilación de Datos a Velocidad de Operación 80–110 km/hr• ASTM 950 – 94

PRODUCTOS: Microperfíl, IRI , IP

APLICACIONES:

•Cálculo del costo de Operación Vehicular

•Programas de conservación

•Sistemas de gestión de pavimentos

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SCANNER TRANSVERSAL LRMS•Seccionamiento transversal a través de 2,000

puntos en una amplitud de 4 m.

•Tecnología de rayo laser y cámaras infrarrojas.

•Imágenes que permiten visualizar las condiciones

de la sección transversal y un software que calcula

la profundidad máxima de la rodera.

PRODUCTO:•Deformación de la Sección transversal•Exhibición de Fatiga Estructural

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•Imagen Digital B/N de alta resolución (1,680 x 1280), Velocidad del Obturador 32 tomas/seg •Porcentaje por tipo de daño •cuadro de 3.6 m x 2.85 m

DVS (DISTRESS VISION SYSTEM)

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Autopista: México - Querétaro Sentido: 1 Carril: 1

L O N G I T U D T O T A L Km Inicial: 32+860 Km Final: 207+330 Longitud: 174.47 kmPROFUNDIDAD DE RODERAS (mm)

SUBSECRETARIA DE INFRAESTRUCTURADIRECCION GENERAL DE DESARROLLO CARRETERO

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.0012.00

13.0014.00

15.00

16.00

17.00

18.00

19.00

20.00

30+000 50+000 70+000 90+000 110+000 130+000 150+000 170+000 190+000 210+000

K i l ó m e t r o

Pro

fun

did

ad

de

Ro

de

ras (

mm

)

Sentido 1 Sentido 2 Limite Grafica de Tendencia

10.00

•Tablas y gráficas de zonas con PR>10 mm (Carril, sentido)

•Análisis de comportamiento histórico del PR

(1999 al 2009)

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IMÁGENES PANORÁMICAS

•Sistema compuesto de cinco

cámaras de alta resolución (1624 x

1224), orientadas a 0°, 45°, 90° 135°

y 180°

•El disparador de las cámaras se

activa en función de la longitud

recorrida, y el espaciamiento

longitudinal de la captura se puede

ajustar a la distancia necesaria

•GPS

•Software para Captura de Datos

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SOFTWARE PARA RECORRIDOS VIRTUALES

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13

APLICACIONES DERIVADAS

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INVENTARIOS

El sistema lleva integrado un software que permite registrar durante el recorrido, diferentes elementos de la autopista como las señales verticales, las estaciones de servicio, PSV, PIV, las plazas de cobro, etc.

Estos datos quedan relacionados a una distancia (DMI) y a un par coordenado geográfico

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GPS, PRODUCTOS:

• Longitud total

recorrida

• Planta - Perfil

• Radios de Curvatura

•Visualización en

Google Earth de

las autopistas.

Generalidades del alineamiento horizontal y vertical.

Planta

Curvatura Horizontal Promedio: Perfil

Pendiente Media Ascendente:

Pendiente Media Descendente:

Porcentaje del Viaje Ascendente: 41.79%

42.96 º/km

2.04%

-1.86%

40+000

60+000

80+000

100+000

120+000

140+000

160+000

180+000

200+000207+330

32+858

Elev=1850Elev=2050Elev=2250Elev=2450Elev=2650

32+000 42+000 52+000 62+000 72+000 82+000 92+000 102+000 112+000 122+000 132+000 142+000 152+000 162+000 172+000 182+000 192+000 202+000

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EVALUACION ESCTRUCTURAL DEL PAVIMENTO

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SONDEO CONTINUO DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO A TRAVES DEL RADAR DE PENETRACION

Espesores del Pavimento Inferidos a partir de la Información del Radar de Penetración (GPR)

1 1Sentido: Carril:

Autopista: México - Puebla

0

20

40

60

80

100

29+

000

29+

200

29+

400

29+

600

29+

800

30+

000

30+

200

30+

400

30+

600

30+

800

31+

000

31+

200

31+

400

31+

600

31+

800

32+

000

32+

200

32+

400

32+

600

32+

800

Cadenamiento

Pro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

5+00

0

5+20

0

5+40

0

5+60

0

5+80

0

6+00

0

6+2

00

6+40

0

6+60

0

6+80

0

7+00

0

7+20

0

7+40

0

7+60

0

7+80

0

8+00

0

8+20

0

8+40

0

8+60

0

8+80

0

9+00

0

9+20

0

9+40

0

9+60

0

9+80

0

10+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

10+0

00

10+2

00

10+4

00

10+6

00

10+8

00

11+0

00

11+

200

11+4

00

11+6

00

11+8

00

12+0

00

12+2

00

12+4

00

12+6

00

12+8

00

13+0

00

13+2

00

13+4

00

13+6

00

13+8

00

14+0

00

14+2

00

14+4

00

14+6

00

14+8

00

15+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

15+0

00

15+2

00

15+4

00

15+6

00

15+8

00

16+0

00

16+

200

16+4

00

16+6

00

16+8

00

17+0

00

17+2

00

17+4

00

17+6

00

17+8

00

18+0

00

18+2

00

18+4

00

18+6

00

18+8

00

19+0

00

19+2

00

19+4

00

19+6

00

19+8

00

20+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

20+0

00

20+2

00

20+4

00

20+6

00

20+8

00

21+0

00

21+

200

21+4

00

21+6

00

21+8

00

22+0

00

22+2

00

22+4

00

22+6

00

22+8

00

23+0

00

23+2

00

23+4

00

23+6

00

23+8

00

24+0

00

24+2

00

24+4

00

24+6

00

24+8

00

25+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

25+0

00

25+2

00

25+4

00

25+6

00

25+8

00

26+0

00

26+

200

26+4

00

26+6

00

26+8

00

27+0

00

27+2

00

27+4

00

27+6

00

27+8

00

28+0

00

28+2

00

28+4

00

28+6

00

28+8

00

29+0

00

29+2

00

29+4

00

29+6

00

29+8

00

30+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

30+0

00

30+2

00

30+4

00

30+6

00

30+8

00

31+0

00

31+

200

31+4

00

31+6

00

31+8

00

32+0

00

32+2

00

32+4

00

32+6

00

32+8

00

33+0

00

33+2

00

33+4

00

33+6

00

33+8

00

34+0

00

34+2

00

34+4

00

34+6

00

34+8

00

35+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

35+0

00

35+2

00

35+4

00

35+6

00

35+8

00

36+0

00

36+

200

36+4

00

36+6

00

36+8

00

37+0

00

37+2

00

37+4

00

37+6

00

37+8

00

38+0

00

38+2

00

38+4

00

38+6

00

38+8

00

39+0

00

39+2

00

39+4

00

39+6

00

39+8

00

40+0

00

Cadenamiento

Pro

fund

idad

(cm

)

020406080100

32 +0 32 +2 32 +4 32 +6

32 +8

33 +0 33 +2 33 +4 33 +6 33

+8 34

+0 34

+2 34 +4 34 +6 34

+8 35

+0 35

+2 35 +4 35 +6 35 +8 36 +0 36 +2

36 +4 36 +6 36 +8 37 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

10 +0 10 +2 10 +4 10 +6

10 +8

11 +0 11 +2 11 +4 11 +6 11

+8 12

+0 12

+2 12 +4 12 +6 12

+8 13

+0 13

+2 13 +4 13 +6 13 +8 14 +0 14 +2

14 +4 14 +6 14 +8 15 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

15 +0 15 +2 15 +4 15 +6

15 +8

16 +0 16 +2 16 +4 16 +6 16

+8 17

+0 17

+2 17 +4 17 +6 17

+8 18

+0 18

+2 18 +4 18 +6 18 +8 19 +0 19 +2

19 +4 19 +6 19 +8 20 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

20 +0 20 +2 20 +4 20 +6

20 +8

21 +0 21 +2 21 +4 21 +6 21

+8 22

+0 22

+2 22 +4 22 +6 22

+8 23

+0 23

+2 23 +4 23 +6 23 +8 24 +0 24 +2

24 +4 24 +6 24 +8 25 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

25 +0 25 +2 25 +4 25 +6

25 +8

26 +0 26 +2 26 +4 26 +6 26

+8 27

+0 27

+2 27 +4 27 +6 27

+8 28

+0 28

+2 28 +4 28 +6 28 +8 29 +0 29 +2

29 +4 29 +6 29 +8 30 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

30 +0 30 +2 30 +4 30 +6

30 +8

31 +0 31 +2 31 +4 31 +6 31

+8 32

+0 32

+2 32 +4 32 +6 32

+8 33

+0 33

+2 33 +4 33 +6 33 +8 34 +0 34 +2

34 +4 34 +6 34 +8 35 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

020406080100

35 +0 35 +2 35 +4 35 +6

35 +8

36 +0 36 +2 36 +4 36 +6 36

+8 37

+0 37

+2 37 +4 37 +6 37

+8 38

+0 38

+2 38 +4 38 +6 38 +8 39 +0 39 +2

39 +4 39 +6 39 +8 40 +0

CadenamientoPro

fun

did

ad

(c

m)

Page 18: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

• Puntos Generadores de Viajes

• Programa de Aforos de Tránsito

• Inferencia Estadística para TDPS => TDPA e identificación de

horas de máxima demanda

VOLÚMENES DE TRÁNSITO

sonar

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VOLÚMENES DE TRÁNSITO

Page 20: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

SISTEMAS DE GESTION

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Estrategias Y ResultadosEstrategias Y Resultados

IRI ECONÓMICO SOCIAL1 IRI mínimo 100 ALTO ALTO MUY BUENO2 IRI mínimo,

presupuesto normal100 ALTO MODERADO BUENO

3 Máxima rentabilidad, presupuesto normal

100 BAJO ALTO MALO

4 IRI mínimo, presupuesto bajo

100 ALTO MODERADO BUENO

5 Máxima rentabilidad, presupuesto bajo

100 BAJO MODERADO MALO

6 Criterio TDPA 33 ALTO ALTO MALO

ESTRATEGIA% RED

considerada

IMPACTO

Page 22: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

BANCO DE DATOS EN PLATAFORMA GIS

INTEGRACIÓN DE FICHAS PARA REGISTRO

Page 23: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

Satisfacción del Usuario

Buenas Carreteras

Mantenimiento Bueno y oportunoPlaneación

para Toma Acertada de Decisiones

•Recursos Humanos Idóneos•Información

•Datos no Apreciativos•A tiempo•Comparables

Parámetros de Desempeño

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IMÁGENES DE EQUIPOS:

Page 25: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

FIN

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IMÁGENES DE EQUIPOS:

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6,400

6,500

6,600

6,700

6,800

6,900

1997

1998

1999

2000

Caso GuanajuatoCostos de Operación -Con el Estado Superficial del Pavimento

CO

ST

O A

NU

AL

DE

OP

ER

AC

IÓN

(M

illo

nes

de

pes

os) ISA 97= 2.957

ISA 98= 3.149

Ahorro 98/97 : 130 mill.

Ahorro 99/98 : 83 mill.

COTA= 6,820 mill.

COTA= 6,690 mill.

ISA 99= 3.466

COTA= 6,607 mill.

COTA= 6,563 mill.ISA 99= 3.396

Ahorro 00/99 : 44 mill.

COTA : COSTOS DE OPERACIÓN DEL TRÁNSITO ANUALCOTA : COSTOS DE OPERACIÓN DEL TRÁNSITO ANUAL

COSTOS A VALOR PRESENTE DE DIC. DE 2000

semicsemic

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Hasta 2

2 -4

4 -6

6 -8

8 -10

10 -12

12 -14

14 -16

16 -18

18 -20

20 -22

22 -24

No.observaciones

mm

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Hasta 2

2 -4

4 -6

6 -8

8 -10

10 -12

12 -14

14 -16

16 -18

18 -20

20 -22

22 -24

No.observaciones

mm

Page 29: Aplicación de Equipos de alto rendimiento para la definición de estrategias en la Conservación de caminos,Infraestructura del transporte, Reunión regional en Puebla

CAMINO SEGM Km. INI Km. FIN L (Km) ISA IRI VEL OPERTIPO DE

TERRENO TDPAAutomóvil Autobús

Camión de 2 Ejes

Camión de 3 Ejes

Camión Articulado

EL POLVO - PINO SUAREZ 1 0.00 5.00 5.00 2.875 5.4 69 LO M ER IO S U AVE 392 $3.28 $8.56 $5.96 $7.41 $13.37

2 5.00 6.30 1.30 3.000 5.1 38 LO M ER IO S U AVE 392 $3.82 $10.30 $6.26 $7.77 $13.93

ENT. KM.3.3 BLVD. AEROPUERTO - EL TARAY 1 0.00 5.00 5.00 2.500 6.3 79 LO M ER IO S U AVE 587 $3.30 $8.62 $6.33 $7.78 $13.99

2 5.00 10.00 5.00 2.625 6.0 54 LO M ER IO S U AVE 587 $3.50 $9.22 $6.33 $7.81 $14.00

3 10.00 15.00 5.00 2.500 6.3 54 LO M ER IO F U ER TE 365 $3.57 $10.06 $6.76 $8.32 $14.87

4 15.00 20.00 5.00 2.750 5.7 70 LO M ER IO F U ER TE 365 $3.36 $9.45 $6.40 $7.93 $14.27

5 20.00 22.20 2.20 3.000 5.1 62 LO M ER IO F U ER TE 365 $3.38 $9.50 $6.18 $7.70 $13.90

JESÚS MARÍA - POSTA ZOOTÉCNICA 1 0.00 2.76 2.76 2.500 6.3 58 LO M ER IO S U AVE $3.48 $9.15 $6.43 $7.91 $14.17

CARBONERAS - VILLA JUÁREZ 1 0.00 5.00 5.00 2.875 5.4 68 PLAN O 1010 $3.25 $8.12 $5.82 $7.19 $13.01

2 5.00 10.00 5.00 3.000 5.1 66 LO M ER IO F U ER TE 1010 $3.34 $9.37 $6.15 $7.67 $13.85

3 10.00 15.00 5.00 3.000 5.1 83 LO M ER IO F U ER TE 893 $3.24 $9.11 $6.10 $7.60 $13.76

4 15.00 20.00 5.00 3.125 4.8 69 PLAN O 1089 $3.19 $7.95 $5.56 $6.92 $12.57

5 20.00 23.10 3.10 3.125 4.8 95 PLAN O 1089 $3.06 $7.61 $5.53 $6.87 $12.44

EL NOVILLO - VILLA JUÁREZ 1 0.00 5.00 5.00 3.000 5.1 45 PLAN O 655 $3.61 $9.25 $5.95 $7.37 $13.32

Costos Unitarios de Operación / Kilómetro

Costos Unitarios de Operación

Se calcularon los C.U.O. para cada uno de los segmentos de la Red.

PARA UN ISA PROMEDIO DE 2.85,EN EL AÑO 2000 EL COSTO DE OPERACIÓN VEHICULAR EN RED MOTIVO DE ESTUDIO FUE DE $ 889.4 mdp

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COMPONENTES DEL SISTEMADE ADQUISICIÓN DE DATOS Y EXPERIENCIA

EQUIPO DATO / PARÁMETROCANTIDAD REALIZADA UNIDAD

PERFILÓMETRO INERCIAL IRI 161,966 km- carril

SCANNER TRANSVERSAL RODERAS 24,724 km- carril

INVENTARIOS DIGITALES IMÁGENES PANORÁMICAS 36,831 km

GPS COORS GEOOGRÁFICAS 139,916 km

DVS DETERIOROS DEL PAVIMENTO 72,103 km - carril

VIDEO 360 VIDEO 12,277 km

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Este sistema está instalado a una elevación de 3.17 m, permitiendo captar una imagen digital de la condición actual en la que se encuentra la superficie de rodamiento

Las dimensiones capturadas conforman un cuadro de 3.6 m de ancho y una longitud de 2.85 m

La velocidad del obturador es de 32 cuadros/seg., lo cual ofrece captar imágenes sin que se vean afectadas por el movimiento del vehículo

PRODUCTO•Imagen Digital B/N de alta resolución (1,680 x 1280) a 32 tomas/seg.

APLICACIÓN•Identificación del deterioro•Cuantificación del deterioro

DVS (DISTRESS VISION SYSTEM)

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RESUMEN DE TRABAJOS EJECUTADOS 1968-2010

I.- Proyecto Definitivo de Caminos con Estudio Geotécnico y Proyectos de Obras de Drenaje: 1,042 km.

II.- Proyecto Definitivo de Entronques : 152.

III.- Estudio y Proyecto Ejecutivo de Colonias: 20

IV.- Estudios Topohidráulicos: 52; Levantamientos Topográficos: 475 ha.

V.- Estudios de Volúmenes de Tránsito en la Red Carretera : 32,775 Estaciones de Aforo Semanal

VI.- Estudios de Medición de Volúmenes de Tránsito en Colombia, Guatemala y Panamá.

VII.- Estudios de Origen Destino con Medición de Pesaje Dinámico en Carreteras : 147

VIII.- Auscultación de Caminos con Equipo de Alto Rendimiento: 170,000 km -carril.

IX.- .- Estudios de Asignación y Pronóstico de Tránsito, Evaluación Económica y Financiera : 58 Estudios

X.- Análisis Costo Beneficio para Registro de Proyectos ante SHCP para Diferentes Entidades y Organismos del

Sector Público: 29,000 mdp registrado en proyectos de Inversión (2001 – 2010)

XI.- Estudios de Ingeniería de Tránsito para Determinación de Impacto Vial : 24.

XI.- Microsimulación de Anteproyectos: 22