DETERMINACIÓN DE LA RUGOSIDAD DE LOS PAVIMENTOS MEDIANTE PERFILOMETRÍA LONGITUDINAL

Transcripción

1 DETERMINACIÓN DE LA RUGOSIDAD DE LOS PAVIMENTOS MEDIANTE PERFILOMETRÍA LONGITUDINAL RAÚL MONTES SOLAR * INTRODUCCIÓN Ante los crecientes requerimientos, tanto internos como externos, de normar sobre las metodologías de evaluación para determinar la rugosidad ( IRI ) de los pavimentos mediante perfilometría longitudinal, la Sub-Unidad de Normalización del Laboratorio Nacional elaboró la especificación LNV , cuyo texto completo se incluye en el presente artículo. Esta normativa fue confeccionada en base al trabajo desarrollado por el Comité Técnico de Auscultaciones, instancia técnica interna constituida por la jefatura de la citada Sub-Unidad y profesionales del Laboratorio Nacional relacionados con el área. Dada la importancia que reviste la determinación de IRI como control receptivo dentro del quehacer vial y su alta sensibilidad en caso de incumplimiento, se estimó necesario previo a su formalización considerar la participación de las diferentes instancias técnicas de la Dirección de Vialidad. Esto se hizo efectivo a través de la elaboración de un texto preliminar, el que fue sometido a consulta de dichas instancias con el objeto de alcanzar el mayor consenso posible respecto a su contenido y aplicación. Finalizado este proceso se elaboró el texto definitivo de la citada especificación. Es importante señalar que la especificación LNV formará parte del Volumen 8 del Manual de Carreteras, titulado "Especificaciones y Métodos de Muestreo, Ensaye y Control", el que se encuentra actualmente en etapa de elaboración, estimándose que estará terminado y editado a fines de Sin perjuicio de lo señalado en el párrafo anterior y teniendo en consideración la urgencia que reviste para la Dirección de Vialidad la implementación a la mayor brevedad de esta normativa, se resolvió, tanto para los fines técnicos como contractuales pertinentes, fijar como fecha de entrada en vigencia para la nueva especificación el 11 de Diciembre de 2000 y será aplicable a todos los contratos de obras cuyos proyectos sean licitados en fecha posterior a la indicada ( Ord. Nº 691 LNV del ). RESUMEN La evaluación de la rugosidad a través de la determinación del Indice de Rugosidad Internacional (IRI) constituye en la actualidad uno de los controles receptivos más importantes relacionados con la calidad de terminación de los pavimentos, que se refleja en el nivel de comodidad, seguridad y costos de operación para los usuarios de éstos. En el método descrito en LNV se identifican los diferentes equipos de medición y se define el procedimiento empleado para evaluar como control receptivo la rugosidad de un pavimento. Una vez definidos los sectores homogéneos del contrato, la evaluación del IRI se efectúa por media móvil, tomando los valores obtenidos de cinco tramos consecutivos. Para facilitar la correcta aplicación del método se incluye en el texto de la especificación un ejemplo de cálculo de multas por incumplimiento de este parámetro y un formato tipo de informe para el control de IRI mediante perfilómetro. TEXTO Se entrega a continuación el texto completo de la especificación LNV "Determinación de la rugosidad de los pavimentos mediante perfilometría longitudinal". * Ingeniero Civil, Jefe Sub-Unidad Normalización, Laboratorio Nacional de Vialidad.

2 DETERMINACION DE LA RUGOSIDAD DE LOS PAVIMENTOS MEDIANTE PERFILOMETRIA LONGITUDINAL LNV ALCANCE Y CAMPO DE APLICACION La correcta terminación de los pavimentos es de gran importancia para la comodidad, seguridad y costos de operación de los usuarios de los caminos, factor que además de tener una gran influencia en la duración de éstos, repercute en los costos del mantenimiento vial. La rugosidad debe ser controlada en calzadas de pavimentos asfálticos, pavimentos de hormigón, tratamientos superficiales y eventualmente en otros tipos de carpetas de rodadura. En este método se identifican los diferentes equipos de medición y se describen las características que debe tener la medición de rugosidad. 2. REFERENCIAS Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements. Publicación Técnica Nº 46 del Banco Mundial, TERMINOLOGIA 3.1 Rugosidad: Alteraciones del perfil longitudinal del camino que provocan vibraciones en los vehículos que lo recorren. Se mide como Indice de Rugosidad Internacional IRI (Ver Referencias). Se expresa en m/km. 3.2 Singularidad: Cualquier alteración del perfil longitudinal del camino que no provenga de fallas constructivas y que incremente el valor del IRI en el tramo en que se encuentra. Entre ellas se pueden citar puentes, badenes, tapas de alcantarillas, cuñas, vados, cruces de calles y otras, que por diseño geométrico alteren el perfil del camino. 3.3 Sector homogéneo: Corresponde a un pavimento de estructuración uniforme y que no es dividido por alguna singularidad. 4. EQUIPO Hay dos categorías de equipo para medir el perfil longitudinal con el máximo nivel de precisión, las que se diferencian entre sí por la velocidad con que miden (rendimiento) y no por la precisión con que lo hacen. Los más conocidos son los siguientes: Equipos de alto rendimiento: Perfilómetro Optico Perfilómetro Láser Equipos de bajo rendimiento (portátiles): Nivel y mira (topográficos) Perfilómetro transversal (Viga) Perfilómetro portátil (con inclinómetro) Podrán incluirse en estas categorías otros equipos que cumplan los requisitos exigidos.

3 Además existen equipos para medir la rugosidad de los pavimentos que no funcionan en base a la medición del perfil, entre los que se puede citar los equipos de tipo respuesta. 5. CALIBRACION Y OPERACION DEL EQUIPO Los procedimientos de calibración y operación de los equipos dependerán de las indicaciones de los respectivos fabricantes. No obstante lo anterior, la Dirección de Vialidad podrá efectuar sus propias verificaciones 6. DESCRIPCION DEL METODO Para el autocontrol, el Contratista debería utilizar alguno de los sistemas perfilométricos mencionados. Alternativamente podrá emplear un equipo de tipo respuesta o de otro tipo, siempre que esté debidamente calibrado. Para el control receptivo, la rugosidad se determinará ejecutando el programa computacional del Indice de Rugosidad Internacional, IRI (ver Referencias), midiéndose longitudinalmente por pista en forma separada mediante un sistema perfilométrico de precisión. Se registrará la elevación del perfil al milímetro, con una frecuencia igual o superior a cuatro puntos por metro, es decir cada 250 mm como máximo. La medición se efectuará en forma continua desde el inicio del contrato hasta su fin y/o viceversa, según sea el caso. 7. PROCEDIMIENTO DE EVALUACION Para evaluar como control receptivo la rugosidad (IRI) de un contrato, debe seguirse el siguiente procedimiento: 7.1 Procesar según el sentido del tránsito cada pista separadamente en tramos de 200 m, o fracción en caso de que un tramo determinado al inicio o al término de un sector homogéneo no alcance los 200 m. En el proceso el kilometraje inicial debe encuadrarse al primer múltiplo de 200 m, según balizado del contrato. Si la fracción es inferior a 50 m no se considerará para efectos de evaluación; si es superior, debe considerarse como otro tramo. Para efectos de cálculo la fracción debe ponderarse de acuerdo a su longitud. El IRI se registrará en m/km, aproximando a un decimal. 7.2 Definir si hay singularidades e identificarlas. El largo de una singularidad corresponde a la suma de su longitud más su área de influencia que son 40 m hacia adelante en el sentido de la medición. Los tramos de 200 m donde haya alguna singularidad dividen un sector homogéneo y deben analizarse por separado. En este caso se procesará cada 50 m, obteniéndose cuatro subtramos de 50 m de longitud cada uno. Si en un subtramo o fracción de éste se encuentra alguna singularidad o su área de influencia, el subtramo no será considerado para efectos de evaluación. Los subtramos que no sean afectados por la singularidad tendrán la exigencia de un valor individual, establecida en el contrato. 7.3 Definir sectores homogéneos. En los sectores homogéneos la evaluación del IRI se efectuará por media móvil, tomando los

4 valores de cinco tramos consecutivos. Se entenderá que el pavimento tiene una rugosidad aceptable si todas las medias aritméticas de 5 valores consecutivos de IRI registran una magnitud igual o inferior a la indicada en las Especificaciones Técnicas del contrato y ninguno de los valores individuales supera los límites establecidos en dichas especificaciones. En caso de incumplimiento, se procederá de acuerdo a lo estipulado en las Especificaciones Técnicas Especiales del contrato, o en su defecto a lo indicado en el Volumen 5 del Manual de Carreteras, versión Si no es posible disponer de 5 valores consecutivos para formar una media móvil, se determinará el promedio aritmético de los valores con que se cuente, el que deberá tener una magnitud igual o inferior a la indicada en las Especificaciones Técnicas del contrato para media móvil y ninguno de los valores individuales deberá superar los límites estipulados en dichas especificaciones. Lo anterior en el entendido que hay al menos dos valores para determinar la media. Si no es así y sólo se dispone de un valor, éste no tendrá más exigencia que la de un valor individual. Se muestra a continuación un ejemplo de cálculo ponderado de IRI (media móvil), en donde se presenta un tramo de longitud inferior a 200 m. TRAMO i i +1 i +2 i +3 i +4 i +5 IRI 1,9 2,2 2,3 2,5 2,6 2,1 200 m 200 m 200 m 200 m 200 m 60 m En este ejemplo, el IRI correspondiente a la media móvil de los tramos i +1 a i +5 será: 200 ( 2,2+ 2,3+ 2,5+ 2,6 ) x 2,1 = 2,38 2,4 8. INFORME El encabezado del informe correspondiente deberá contener al menos los siguientes antecedentes: Nombre del contrato Región N y fecha de la resolución que adjudica el contrato Empresa contratista Tipo de pavimento Sector controlado N de la pista controlada Fecha de medición Se incluye al final de la presente especificación un formato tipo de informe. En las primeras dos columnas de éste se anotarán los kilometrajes inicial y final del tramo medido, en la tercera se registrará el valor de IRI [m/km] y en la cuarta columna, encabezada por la palabra Topónimo, se identificará cualquier singularidad que exista en el camino como por ejemplo puentes, cambio de pavimento o pasos superiores, y que sirva de antecedente o referencia a quien evalúe la información.

5 9. CALCULO DE MULTAS Para efectos del cálculo de las medias móviles se incluirán todos los tramos de los sectores homogéneos, incluyendo aquellos que no cumplen por muestra individual, a menos que dichos tramos se reparen o se rehagan. Se deberá tabular en 12 columnas, incluyendo en la primera el N del tramo, en la segunda el kilometraje de inicio del tramo, en la tercera el kilometraje de término del tramo, en la cuarta el IRI individual, de la quinta a la novena la media móvil correspondiente, en la décima la multa por tramo individual, en la undécima la multa por media móvil y en la duodécima la multa final. La multa se determina tramo a tramo, considerando el máximo valor que corresponde por media móvil y no debe exceder el 100%. 10. EJEMPLO DE CALCULO A modo ilustrativo se muestra en la Tabla 1 un ejemplo de cálculo de multas por incumplimiento de IRI, aplicable tanto a pavimentos de asfalto como de hormigón. Las especificaciones de obra aplicadas al ejemplo de la Tabla 1 son las siguientes: IRI individual: 2,8 [m/km] IRI Media Móvil: 2,0 [m/km] Los porcentajes de multa aplicados por incumplimiento de la condición del promedio de cinco muestras consecutivas ( IRI Media Móvil ) se muestran en el siguiente cuadro : IRI Multas con respecto al valor de la capa [ m/km ] de superficie en el área afectada 2,0 < IRI 2,2 25% 2,2 < IRI 2,5 50% 2,5 < IRI 2,8 75% 2,8 < IRI 100% Fuente: Manual de Carreteras, Volumen 5 Especificaciones Técnicas Generales, Sección ( Junio 1997 ).

6 TABLA 1 EJEMPLO DE CÁLCULO DE MULTAS POR INCUMPLIMIENTO DE IRI Tramo Km. Distancia IRI IRI Media Móvil Multa ( IRI ) Multa N Inicio Acumulada Individual [ m/km ] Individual [ m/km ] Final (m) [ m/km ] [ % ] Multa Media Móvil Multa Media Móvil [ % ] [ % ] ,5 1,9 ( 1,9 ) ,0 1,9 2,0 ( 2,0 ) ,8 1,9 2,0 2,2 ( 2,2 ) [ % ] ,7 1,9 2,0 2,2 2,5 ( 2,5 ) ,6 1,9 2,0 2,2 2,5 2,7 ( 2,7 ) ,0 2,9 2,0 2,2 2,5 2,7 ( 2,9 ) ,1 2,9 2,7 2,2 2,5 2,7 ( 2,9 ) ,2 2,9 2,7 2,4 2,5 2,7 ( 2,9 ) ,8 2,9 2,7 2,4 2,1 2,7 ( 2,9 ) ,5 2,9 2,7 2,4 2,1 1,9 ( 2,9 ) ,0 2,7 2,4 2,1 1,9 ( 2,7 ) ,6 2,4 2,1 1,9 ( 2,4 ) ,7 2,1 1,9 ( 2,1 ) ,8 1,9 ( 1,9 )

7 FORMATO TIPO INFORME CONTROL DE IRI MEDIANTE PERFILÓMETRO Nombre Contrato: Región: Rol y Código del camino: Resolución: Contratista: Tipo de pavimento: Sector: Pista Nº : Fecha de medición: TRAMO IRI TOPÓNIMO Km. de inicio Dist. acumulada (m) ( m/km ) OBSERVACIONES : NOTA : Proceso de medición realizado cada 200 m y/o fracción. Entidad a cargo del control : Profesional responsable del control : FIRMA

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