1M.Sc.Ing. Edwin W. Apolinario Morales 08/04/2017

Transcripción

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2 Las características superficiales o funcionales de los pavimentos afectan directamente a los usuarios de la vía, ya que durante el rodaje condicionan su: 1. Seguridad. 2. Comodidad. 3. Economía. Adicionalmente, el rodaje genera un impacto ambiental por el ruido del contacto neumático pavimento, el cual afecta a usuarios y vecinos. En consecuencia, las principales características superficiales de un pavimento están dirigidas a controlar los siguientes aspectos: Resistencia al Deslizamiento (Seguridad). Regularidad Superficial (Comodidad). Costo Usuario (Economía). Impacto ambiental. 2

3 Los factores más importantes que afectan la adherencia entre el neumático y el pavimento son los siguientes: Superficie del Pavimento Transito Clima Condición geométrica La naturaleza del árido La cantidad de asfalto La textura superficial Presencia de contaminantes ( Polvo, Caucho, Agua) Velocidad del vehículo Clasificación de la vía Peso de los vehículos y los neumáticos Variación de la temperatura 3

4 Según la AIPCR (1995) la textura superficial se clasifica en Megatextura, Macrotextura y Microtextura, que dependen de la longitud de onda. AIPCR: Asociación Internacional Permanente de Congresos de Carreteras, perteneciente a la Asociación Mundial de Carreteras, cuya cede se encuentra en ParísFrancia. 4

5 Diferentes estudios han llegado a la conclusión que los factores que dependen de un pavimento para lograr niveles de fricción adecuados en contacto con un neumático son únicamente la macrotextura y la microtextura. La microtextura influye en la fricción y la macrotextura en la capacidad de evacuar el agua, lo que a su vez ayuda a mejorar la fricción. 5

6 Consiste en extender sobre la superficie del pavimento un volumen conocido de arena fina (que pase la malla 50 y la retenga la 100). Luego se extiende la arena formando un círculo. La medida de su diámetro permite determinar el área del círculo y al dividirlo entre el volumen se obtiene la profundidad promedio de las depresiones, como se muestra en la siguiente fórmula: PT =4 V/πD2 6

7 1º) Se limpia con una brocha el área del pavimento que se ensayará, verificando que también esté seca. 2º) Se llena con arena el cilindro de bronce, golpeando la arena de tal manera que se compacte bien hasta enrasarse para garantizar el volumen dado. Esto se realizará con un cilindro de 10cm3, 25cm3 y 50cm3, por lo que se hará el ensayo tres veces en cada punto. 3º) Se vierte la arena sobre el pavimento. 4º) Se distribuye la arena con el disco de madera formando un círculo, hasta que se empiece a notar las asperezas del pavimento. 5º) Se mide tres veces el diámetro del círculo de arena. 6º) Se calcula la profundidad de textura con la siguiente fórmula: PT=4V/πD2 7

8 Este ensayo es útil para valores de textura superiores a los 0.25mm y se debe hacer en un pavimento seco, limpio y sin viento. Se debe también indicar la escala de textura de la superficie ensayada con el grafico adjunto 8

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10 1º) Se coloca el equipo encima del pavimento. 2º) Se nivela el equipo con ayuda del nivel. 3º) Se calibra el equipo comprobando el cero del aparato. 4º) Se lleva el brazo del péndulo a su posición horizontal. 5º) Se humedece el pavimento con agua. 6º) Se suelta el brazo del péndulo y se espera a que se detenga para obtener la medida. 7º) Esto se repite cinco veces en el mismo lugar. Finalmente se obtiene el coeficiente de fricción o coeficiente de resistencia al deslizamiento (CRD) medido en ese punto. 10

11 El Péndulo de Fricción TRRL se utiliza para medidas puntuales, es decir, no mide de forma continua. Esto trae como consecuencia que se tenga que obstaculizar el tránsito para su medida. Este equipo mide el coeficiente de fricción para velocidades menores a 50 km/h. Se usa tanto para medir el CFL como el CFT, dependiendo de la ubicación del equipo. Se utiliza sobre una superficie húmeda, dejando desplazarse un péndulo, que tiene debajo una zapata. Este recorre una distancia normalizada en la superficie a medir, hasta el reposo. Esta pérdida de energía por la fricción que tiene el pavimento se registra en una escala graduada que tiene incorporado. El coeficiente de fricción es calculado de la siguiente manera: CRD = Lectura Promedio/100 CRD = Coeficiente de Resistencia al Deslizamiento 11

12 Las deformaciones del perfil transversal ocasionada por fallas como el ahuellamiento, afectan la calidad de rodaje. Éste tipo de deformaciones puede ser detectada mediante el empleo de la Regla de 3 m. que consiste en un listón de madera de la longitud indicada, el cual es posicionado de manera transversal al eje del la vía, pudiéndose medir la distancia entre la superficie del pavimento y la base de la regla. 12

13 A continuación se presentan algunos valores referencialesinformativos de calificación de la profundidad de la deformación tomados del documento: Calidad ante la Rodadura presentado por el Ing. R. Crespo en las Jornadas sobre la Calidad en el Proyecto y la Construcción de Carreteras, celebrado en Barcelona-España (1999): 13

14 El índice de Serviceabilidad Presente del Pavimento o Present Serviceability Index (PSI) tal como su nombre lo indica, se refiere a la condición actual del pavimento. Se trata de un parámetro que correlaciona mediante análisis de regresión matemática la opinión de un panel de expertos en lo referente a la calidad del rodaje, la cual sirvió para generar el concepto de Pavement Serviceability Rating (PSR) basado en encuestas; la condición superficial del pavimento definida en términos de la rugosidad del pavimento (utilizando rugosímetros y/o perfilómetros) y evaluaciones visuales que reportan sobre la presencia de grietas, baches y ahuellamiento. Es por ello que el PSI representa la condición del Pavimento en el momento en que se realiza su evaluación, por lo que el mismo varía con el paso del tiempo. 14

15 El PSI varía en una escala que se desarrolla entre 0 (pavimento con condición superficial muy pobre) y 5 (pavimento con condición superficial perfecta ); es un indicador de gran utilidad, ya que dentro de esquemas de gerencia de pavimentos permite la definición de prioridades y programas de mantenimiento a nivel red, razón por la cual el mismo fue incorporado por la AASHTO en los años ochenta en los procedimientos de diseño de nuevos pavimentos y de la rehabilitación de los mismos, mediante la incorporación de la variable ΔPSI con la cual es posible considerar la variación de la serviceabilidad de un pavimento desde el inicio de su vida de servicio hasta el nivel de serviceabilidad que el proyectista considera de falla (o inaceptable) dependiendo de la importancia de la vía. 15

16 De la experiencia se determinó que la rugosidad o deformaciones longitudinales, es el parámetro que tiene mayor incidencia en la determinación del PSI, razón por la cual han surgido varios procedimientos para su determinación, basados en mediciones topográficas y/o en el empleo de equipos que registran dichas deformaciones longitudinales. La Ecuación Original AASHTO para la determinación del Índice de Serviceabilidad de Pavimentos Flexibles es la siguiente: Donde: SV = varianza de las deformaciones de la pendiente longitudinal cada 30 cm. RD = promedio aritmético de las deformaciones transversales o ahuellamiento en ambas huellas, medido con regla de 3 m. (pulgadas). C = Grietas mayores de 1000 pie2 P = Baches reparados en 1000 pie2 16

17 La irregularidad o rugosidad de la superficie de una vía es una medida de su serviceabilidad, es decir, refleja el grado de comodidad del usuario. Se han desarrollado una gran variedad de equipos para medir la regularidad superficial de los pavimentos y se ha adoptado mundialmente un índice único conocido como Índice de Rugosidad Internacional (IRI), desarrollado como medida estándar por el Banco Mundial entre finales de los años ochenta y comienzo de las años noventa, luego de un ensayo internacional realizado en Brasil, encaminado a su determinación. 17

18 Conceptualmente el IRI relaciona la acumulación de desplazamientos del sistema de suspensión de un vehículo modelo, divididos entre la distancia recorrida por el vehículo a una velocidad de 80 km/hr. Se expresa en mm/m ó m/km. Para caminos pavimentados el rango de la escala del IRI es de 0 a 12 m/km, donde 0 representa una superficie perfectamente uniforme y 12 un camino intransitable; para vías no pavimentados la escala se puede extender hasta un valor de 20. La Figura 1 presenta la escala de clasificación que hace el Banco Mundial de las Carreteras y Autopistas del IRI dependiendo del tipo de vía (pavimentada o no), su edad y condición superficial. 18

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20 Por otro lado, Pablo del Águila, reconocido Ingeniero peruano especialista en Pavimentos desarrolló a finales de los años noventa una ecuación para la estimación del IRI en el caso de vías nuevas, con rango de aplicación entre 0 y 2,5. Dado que la ecuación original para la determinación del IRI fue basada en la medición de dicho parámetro para vías en servicio, es necesario disponer de una ecuación aplicable al caso de vías repavimentadas o reforzadas con mezclas asfálticas, situación en la que la regularidad superficial de la nueva carpeta de rodamiento es altamente dependiente de la condición del las capas subyacentes que no necesariamente han recibido acciones mayores de rehabilitación, pudiendo reducirse su intervención a saneamientos localizados. La situación planteada no puede ser considerada en un caso de vía en servicio como para aplicarle el criterio original del TRRL, ni se considera una vía nueva como par aplicar la formulación propuesta por el Ing. Del Águila. En consecuencia, se trata de una situación intermedia que requiere estudio, razón por la cual, un grupo de Ingenieros venezolanos Especialistas en Pavimentos, unen sus esfuerzos y logran plantear una primera versión de ecuación para la estimación del IRI en obras rehabilitadas. Adicionalmente, se logra una correlación entre el IRI y el Índice de Serviceabilidad Presente del Pavimento (PSI). Los resultados del trabajo propuesto por los 20

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24 LA RUGOSIDAD 24

25 CONCEPTO DE RUGOSIDAD En la norma de ensayo ASTM E , define el concepto de Rugosidad como: Desviación de una determinada superficie respecto a una superficie plana teórica, con dimensiones que afectan la dinámica del vehículo, la calidad de manejo, cargas dinámicas y el drenaje. La rugosidad mide las alteraciones de la superficie del pavimento y el Índice de Rugosidad Internacional (IRI) es el referente mas usado. 25

26 IRI El Índice Rugosidad Internacional, mejor conocido como IRI (Internacional Roughness Index). Propuesto por el Banco Mundial en Estándar estadístico de la rugosidad y sirve como parámetro de referencia en la medición de la calidad de rodadura de un camino. El cálculo matemático del IRI se basado en la acumulación de desplazamientos en valor absoluto (en milímetros, metros o pulgadas) dividido entre la distancia recorrida sobre un camino (en m, km. o millas) Cuarto de Carro 26

27 Norma EG

28 Norma EG

29 INTERNATIONAL ROGHNESS INDEX ( IRI ) Índice estándar para expresar la medida de rugosidad de los pavimentos Escala de rugosidad para pavimentos (IRI), Fuente: MTC Manual para la conservación de carreteras no pavimentadas de bajo volumen de transito. 29

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31 Importancia de la Rugosidad en la Evaluación del Pavimento DETERMINA LA CONDICIÓN ACTUAL DEL PAVIMENTO, SU VALOR ES NECESARIO PARA ESTABLECER ETAPAS DE MANTENIMIENTO O LA REHABILITACIÓN DEL PAVIMENTO. ES UN PARAMETRO DE CONTOL DE CALIDAD AL FINAL DE LA CONSTRUCCIÓN DE UN PAVIMENTO. UTIL PARA DETERMINAR SI SE HAN ALCANZADO LOS ESTANDARES DE CALIDAD INDICADAS EN EL EXPEDIENTE TÉCNICO. 31

32 El IRI como predictor del PCI Esta nota técnica busca relacionar los daños en la superficie de pavimento asfáltico, su rugosidad, y el índice de condición de pavimento. Recoge la información de una base de datos sobre diversas secciones de pavimento en la región Atlántico Norte de Estados Unidos (la misma que Corresponde a un programa de desempeño de pavimentos de largo plazo). Con el apoyo de un software se calcula la condición de tales secciones. El artículo desarrolla un modelo de regresión lineal entre la condición del pavimento y su rugosidad. Ello les permite a los autores considerar que la rugosidad es un buen predictor de la condición del pavimento. Por ello el estudio presta atención a investigar la aplicabilidad del IRI como predictor para la condición del pavimento, PCI. 32

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34 Índice de Serviciabilidad Presente (PSI) 34

35 CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO Precisión: La precisión necesaria es función de la rugosidad. Aunque la rugosidad no se conoce hasta haber medido el perfil y calculado el IRI., con la experiencia del profesional se podrá juzgar cuándo la rugosidad es suficientemente elevada como para poder reducir las exigencias de precisión. Los requisitos de exactitud de las cotas de altura para las mediciones perfilométricas de clases 1 y 2, se han calculado utilizando estas relaciones obtenidas experimentalmente [ASTM. 1995]: Precisión de clase l (en mm) menor o igual a 0.25*IRI (m/km) Precisión de clase 2 (en mm) menor o igual a 0.50*IRI (m/km) 35

36 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO Intervalo de muestreo: El espaciado máximo de las muestras que se utiliza en las mediciones perfilométricas es de 250 mm y 500 mm para las clases 1 y 2 respectivamente, y es válido para todos los tipos de pavimentos, salvo en los casos en que la rugosidad está sumamente localizada y se "pasaría por alto" si se utilizaran los intervalos de muestreo indicados. Ejemplos de rugosidad localizada son las juntas de alquitrán, los baches y los parches pequeños. Puesto que el análisis para el cálculo del IRI no puede proporcionar información que no figure en la medición del perfil, es absolutamente esencial que la cota de altura del perfil se mida a intervalos suficientemente cortos como para captar las fuentes de rugosidad más importantes. 36

37 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO Banda de onda: Por razones técnicas, los instrumentos perfilométricos abarcan sólo una gama limitada del espectro de longitudes de onda que, se espera, incluirán los aspectos cualitativos del camino que revisten interés. Al hacer el cálculo del IRI ocurre una reducción adicional del contenido informativo del perfil. El análisis del IRI actúa como un filtro al eliminar toda la información sobre el perfil que no está contenida en la banda de 1.3 a 30 m (colinas y valles, textura). Las longitudes de onda que no estén situadas dentro de esta banda no contribuyen a la rugosidad percibida por vehículos que recorren el camino a velocidades cercanas a los 80 km/h. 37

38 TIPOS DE EQUIPOS PARA LA MEDICIÓN DEL PERFIL LONGITUDINAL Existen dos grupos principales de perfilómetros: los estáticos y los dinámicos. Los sistemas estáticos de precisión consiguen las medidas más exactas del perfil longitudinal. Sin embargo su bajo rendimiento los hace inadecuados. Los métodos seudo estáticos no suelen ser mucho más rápidos que los anteriores y además producen medidas que no son muy indicativas del perfil longitudinal. Los perfilómetros dinámicos proporcionan perfiles a gran velocidad, que aunque no son réplica exacta del perfil longitudinal del camino (filtran las componentes del perfil con longitudes de onda inferiores y superiores a ciertos valores), sí son exactos en la zona de longitudes de onda que influyen en la regularidad superficial. 38

39 EQUIPOS DE MEDICIÓN DE RUGOSIDAD Levantamiento con Mira y Nivel Estáticos Perfilometro de barra del TRRL Face Dipstick Merlín 39

40 EQUIPOS DE MEDICIÓN DE RUGOSIDAD Dinámicos Perfilógrafos Perfilometro Inercial APL Bump Integrator GMR 40

41 EQUIPOS DE MEDICIÓN DE RUGOSIDAD 41

42 METODOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD De acuerdo a la clasificación dada por el Banco Mundial, se clasifican en cuatro clases genéricas, con relación a cuán directa sea la correlación que emplean para relacionar sus medidas con el IRI. Métodos Clase 1 Basados en la medición de perfiles topográficos de gran precisión, estos métodos se constituyen como los más exactos que existen para la determinación del IRI. Los métodos de la clase 1 establecen la rugosidad a través de la determinación muy exacta del perfil longitudinal de un pavimento, con medidas espaciadas cada 0.25 m y cotas con una precisión de 0.5 mm. A esta clase pertenecen los métodos basados en la medición del perfil del pavimento con el perfilómetro TRRL Beam, y, con mira y nivel de precisión (Rod and Level). 42

43 METODOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD Métodos Clase 2 La rugosidad se determina sobre la base de la medición del perfil longitudinal, pero con una exactitud menor que los de la Clase 1. Estos métodos recurren al uso de perfilómetros de alta velocidad o mediciones estáticas con equipos similares a los de Clase 1. APL Trailer y GMRtype Inertial Profilometer. Métodos Clase 3 Métodos que recurren al uso de una ecuación de correlación para la estimación del IRI. Las mediciones directas deben ser correlacionadas con el IRI mediante una ecuación de calibración, que debe ser obtenida experimentalmente y específicamente para el vehículo empleado. Mays Meter(Norteamericano), Bump Integrator (Inglés), NAASRA Meter (Australiano) 43

44 METODOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD Métodos Clase 4 Hay situaciones en las que se requieren datos de rugosidad sin necesidad de una gran precisión o simplemente no es posible obtener datos precisos; Sin embargo se hace deseable relacionar las medidas a la escala del IRI. En tales casos se puede recurrir a una evaluación subjetiva, ya sea mediante experiencia previa recorriendo caminos o basándose en una inspección visual. Un equipo tipo respuesta que no esta calibrado cae dentro la categoría de Clase 4. 44

45 METODOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD En el Perú existen también equipos tipo respuesta (Bump Integrator), su uso ha sido bastante limitado. En cuanto a la calidad de resultados, la experiencia no ha sido muy afortunada, debido fundamentalmente a la falta de exactitud de las calibraciones efectuadas. La mayor experiencia en el Perú esta relacionada con el método basado en el uso del rugosímetro denominado MERLIN. MERLIN califica por la forma como Clase 3, Sin embargo, por haber sido diseñado como una variación de un perfilómetro estático, y debido a la gran exactitud de sus resultados, es considerado como un método Clase 1 45

46 Hoy en día existen numerosos equipos de alta tecnología y rendimiento para la adquisición de la información necesaria para definir el perfil longitudinal o rugosidad de una vía, no obstante sus elevados costos representan una limitación para muchas agencias viales de países en desarrollo. Es por ello que aún se mantiene en uso el equipo -de bajo rendimiento en el caso de evaluaciones de redes viales- diseñado en 1990 por el TRANSPORTATION ROAD RESEARCH LABORATORY (TRRL) de Inglaterra para la medición de la rugosidad en pavimentos asfálticos, de hormigón y de tierra conocido como Equipo MERLÍN (MACHINE FOR EVALUATING ROUGHNESS USING LOW COST INSTRUMENTATION). 46

47 Dicho equipo guarda alta precisión y repetibilidad en los datos que suministra, lo cual se ha evidenciado luego de la comparación de valores IRI determinados en base a su uso y los obtenidos por la metodología estandarizada (ASTM: E ) basada en procedimientos de nivelación topográfica para la determinación del IRI. Esta circunstancia ha servido para que el Equipo MERLÍN sea utilizado como referencia en la calibración del resto de los equipos empleados para la medición de la rugosidad o regularidad superficial. 47

48 El MERLIN es un equipo de aplicación manual cuyo principio se basa en usar la distribución de las desviaciones de la superficie respecto a una cuerda promedio. Según el procedimiento se ha definido que es necesario medir 200 desviaciones respecto a la cuerda promedio en forma consecutiva a lo lago de la vía y considerar un intervalo constante entre cada medición. Para dichas condiciones se tiene que a mayor rugosidad de la superficie, mayor es la variabilidad de los desplazamientos.(1) 48

49 RUGOSIMETRO MERLIN (Machine for Evaluating Roughness using Low-cost Instrumentation ) 49

50 RUGOSÍMETRO MERLIN 50

51 PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL MERLIN 51

52 Prueba de alineamiento del MERLIN Para llevar a cabo la alineación: Voltear el MERLÍN al revés y sostenerlo hacia arriba para que el brazo móvil esté libre. Estirar un pedazo de cuerda bien tensado entre la base de la llanta y la base del pie trasero. Jalar suavemente hacia abajo el extremo del indicador del brazo móvil. Esto hará elevar lentamente el patín de prueba hacia la cuerda. Alineación vertical: cuando se regula adecuadamente, la base del patín de prueba tocará exactamente la cuerda cuando el indicador esté en el centro del tablero. Si es correcto, los histogramas estarán centrados en el tablero. Alineamiento lateral: cuando la regulación es adecuada, la cuerda correrá a lo largo del centro de la base del patín de prueba. Si es correcto, apoyando el MERLÍN de lado a lado cuando se están realizando las observaciones, por ejemplo al descansar en el estabilizador, tendrá poco efecto en la posición del indicador. 52

53 Prueba de alineamiento del MERLIN 53

54 FORMATO DE CAMPO FORMATO DE CAMPO PARA RECOPILACIÓN DE DATOS DE CAMPO 54

55 FACTOR DE CORRELACIÓN Se determina el espesor de la pastilla, en milímetros. El espesor será el valor promedio considerando 4 medidas diametralmente opuestas. Se coloca el rugosímetro sobre una superficie plana y se efectúa la lectura que corresponde a la posición que adopta el puntero cuando el patín móvil se encuentra sobre el piso. Se levanta el patín y se coloca la pastilla de calibración debajo de él, apoyándola sobre el piso. F.C. = (EP x 10) / [(LI - LF) x 5] Donde: EP : Espesor de la pastilla (mm) LI : Posición inicial del puntero LF : Posición final del puntero 55

56 PROCEDIMIENTO DE CAMPO Seleccionar un tramo de 400m. En la huella externa del carril. Hacer marcas referenciales sobre el pavimento cada 10 ó 20m, para llevar un control de las lecturas. 56

57 PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL MERLIN Para realizar una lectura, se estabiliza el equipo, se lee la desviación que marca el puntero, y se dicta al personal de apoyo. Se hacen 200 lecturas, 1 lectura cada 2m. (1 vuelta de la llanta). 57

58 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO (Del rango D) 58

59 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO (Del rango D) El Rango D determinado se debe expresar en milímetros, para lo cuál se multiplica el número de unidades calculado por el valor que tiene cada unidad en milímetros Por ejemplo. (7.35x5mm=36.75mm). Se multiplica por el factor de corrección. Dcorregido=D*FC 59

60 CORRELACIONES de D versus IRI Cuando 2.4<IRI<15.9, entonces IRI = D Ecuación original establecida por el TRRL mediante simulaciones computarizadas, utilizando una base de datos proveniente del Ensayo Internacional sobre Rugosidad realizado en Brasil en Cuando IRI < 2.4, entonces IRI = D Ecuación de correlación establecida de acuerdo a la experiencia peruana y luego de comprobarse, después de ser evaluados mas de 3,000 km de pavimentos 60

61 LIMITES DE LA RUGOSIDAD IRIc = IRIp σ Donde: IRIc : IRI característico IRIp : IRI promedio σ : Desviación Estándar 61

62 CORRELACION ENTRE IRI Y PSI La investigación sobre pavimentos ha establecido correlaciones entre la rugosidad de una vía y su capacidad de servicio o serviciabilidad. La expresión mostrada a continuación, publicada por el Banco Mundial, es una de ellas. R = 5.5 LN (5/PSI) Donde. R : Rugosidad en unidades IRI PSI : Present Serviciability Index 62

63 INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL (m/km) Obra: Progresiva: Fecha: Operador: Frecuencia de Desviaciones 1 2 Carril / Huella :Derecho 27 Posicion Inicial del puntero 38 Posicion Final del puntero 4 Espesor de pastilla (mm) 3 1 X X Ejemplo: IRI=3.65 m/km. F.C. = D = mm RUGOSIDAD 1 X 12 4 X X X X 13 6 X X X X X X 14 8 X X X X X X X X 15 5 X X X X X 16 7 X X X X X X X 17 9 X X X X X X X X X 18 = * D 16 X X X X X X X X X X X X X X X X 19 = 3.65 IRI 20 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 20 9 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 22 OBSERVACIONES : 11 X X X X X X X X X X X 23 La ecuación empleada para la obtención del Indice Internacional de Rugosidad (IRI) corresponde a la desarrollada por el Laboratorio Britanico de Transportes (TRRL), válida para el rango 2.4 < IRI < 15.9 (40 < D < 312). 10 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 25 9 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 27 8 X X X X X X X X 28 7 X X X X X X X 29 8 X X X X X X X X 30 8 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X PSI para un IRI <12 Condición Funcional 2.58 Regular 63

64 EJEMPLO: 64

65 Rugosimetro Bump Integrator El Rugosímetro Electrónico Bump-Integrator Tipo UNI (REBITU), es un equipo diseñado para medir la rugosidad de pavimentos, está conformado por un adquiridor de datos y un sensor de desplazamiento. El REBITU va instalado en un vehículo con eje posterior transversal. El desplazamiento del vehículo sobre la carretera produce desplazamientos en el eje posterior del vehículo debido a la irregularidad del asfalto, el equipo registra y acumula estos desplazamientos verticales. La velocidad de operación es de 40 Km/h, la toma de datos se realiza en tramos que pueden ir desde los 100 m hasta los 900 m. Puesto que cada vehículo responde de modo diferente a la rugosidad debido a su propio sistema de suspensión y como es sabido éste cambia en un cierto plazo por el desgaste, es necesario calibrar el vehículo contra una medida estándar de la rugosidad. 65

66 Rugosimetro Bump Integrator El REBITU va instalado en el eje posterior transversal de un vehículo. El desplazamiento del vehículo sobre la carretera produce desplazamientos en el eje posterior del vehículo debido a la irregularidad del asfalto, el equipo registra y acumula estos desplazamientos verticales 66

67 RUGOSIMETRO ELECTRÓNICO BUMP INTEGRATOR 67

68 RUGOSIMETRO QUINTA RUEDA 68

69 PERFILÓMETRO INERCIAL (Desarrollado en general Motors) 69

70 Esquema por bloques del Rugosimetro Bump Integrator 70

71 Calibración del Bump Integrator 71

72 Procedimiento para Calibración del Bump Integrator Identificación de n sectores de prueba con distinto nivel de rugosidad, considerando tramos rectos o llamados tangentes, para una buena calibración. Medición de rugosidad con el MERLÍN en unidades IRI en los n sectores identificados IRI(p) = (D) IRI(c) = IRI(p) (σ) σ = Desviación estándar. D = Lectura en el equipo MERLÍN. Medición de la rugosidad con el BUMP INTEGRATOR en unidades BI en los mismos sectores en los que se efectuó la medición con el MERLÍN en una distancia aproximada de 430 metros. C = Lecturas con el Equipo BUMP INTEGRATOR BI(mm/Km) = C x 100 = Unidades de Medida de Rugosidad 72

73 Calibración del Bump Integrator Pasos para la Calibración: 1. Toma de datos de cada tramo o sector con Merlín (Datos D ) 2. Obtención del valor IRI(c) de cada sector con Merlín. 3. Obtención del valor BI(mm/km) con el BUMP INTEGRATOR, se recorre varias veces el tramo escogido por el vehículo. 4. Gráfica de calibración haciendo un ploteo de las mediciones efectuadas con el Merlín versus las mediciones efectuadas con BUMP INTEGRATOR. De esta grafica obtenemos la ecuación de calibración para el BUMP INTEGRATOR. 73

74 Calibración del Bump Integrator 74

75 RUGOSÍMETRO CON ACELERÓMETRO Es posible construir un rugosímetro de alta precisión (Clase 1), bajo costo y que sean fácilmente maniobrable, mediante el uso de dos acelerómetros integrados, con fundamentos teóricos de dinámica de ondas vibratorias y fundamento experimental basado en ensayos en pistas calibradas con equipos ya construidos en el Instituto de investigación de la Facultad de Ingeniería Civil (IIFIC) de la Universidad Nacional de Ingeniería. Es posible generar este equipo tal que sea novedoso, incentive una patente y permita a nuevos investigadores a desarrollar nuevas investigaciones en el importante campo de las carreteras, sean pavimentadas o no. 75

76 RUGOSÍMETRO CON ACELERÓMETRO 76

77 Evaluación de Fallas? o Deterioros? El término falla en si mismo puede resultar ambiguo. En pavimentos, dicho término puede emplearse tanto para verdaderos colapsos como para describir simples deterioros que no constituyen más que un apartamiento de un comportamiento definido como perfecto. En este sentido el problema se complica aún más si se tiene en cuenta que el concepto de deterioro o falla está asociado al de nivel de serviciabilidad, particularmente al de serviciabilidad terminal, conceptos que pueden considerarse básicamente subjetivos por depender del nivel de exigencia o de la riqueza de quien lo establece; de esta manera, pavimento que normalmente no hubiera pasado ninguna inspección, pueden considerarse aceptables en ciertas regiones, donde la única condición exigida al mismo es que resulte simplemente transitable. Existe una gran variedad de métodos y procedimientos para llevar a cabo relevamiento del deterioro de los pavimentos; así mismo a la diversidad señalada se suman los distintos usos que se hacen de la información (planeamiento, rehabilitación, mantenimiento) 77

78 Intensidad del relevamiento según el tipo de intervención Existe una amplia dispersión de procedimientos para efectuar relevamientos, tales como registrar, analizar, resumir y almacenar la información recabada. Los relevamientos de condición con fines de mantenimientos emplean los mismos elementos que los relevamientos practicados con el propósito de estudiar la rehabilitación. Sin embargo, dado el diferente objetivo de cada uno, es esencial clasificar, a traés del uso de adecuado manuales, el sistema a aplicar en cada caso. En los relevamientos con fines de rehabilitación resulta suficiente establecer un valor numérico representativo de la condición, determinada a través de factores de ponderación asignados a ciertos defectos, cuando el propósito es determinar prioridades, mientras que se requieren detalles del tipo de deterioro cuando el propósito es el diseño de la propia rehabilitación. En los relevamientos con fines de mantenimiento es importante que los detalles de cantidad y severidad de una falla especifica sean conocidos, para facilitar la eleccion de las tareas de conservación más efectivas. 78

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