Informe Merlin

RUGOSIMETRO RUGOSIMETRO DE MERLIN

I.

INTRODUCCION

El Perú en la actualidad se encuentra en desarrollo de Proyectos de Obras Viales en la red de carreteras a través del MTC, ejecutando rehabilitación, construcción y/o mejoramiento de carreteras asfaltadas; en los cuales se administra un sistema de gestión de los pavimentos.

Una de las claves del funcionamiento de un sistema de gestión de pavimentos está en la evaluación objetiva de la condición de pavimentos por lo que es necesario definir los indicadores de deterioro, ya que determinan condiciones de seguridad y la comodidad de los usuarios, Los indicadores mas nombrados son deterioros superficiales, calidad de rodadura e irregularidad longitudinal (rugosidad), capacidad Estructural, textura superficial y fricción, pérdidas de agregados, desgranamiento, exudación, deformaciones: ondulación transversal y longitudinal, ahuellamiento, distorsión de geometría; agrietamientos longitudinal, en el borde, sinuoso, transversal, piel de cocodrilo, etc. Las características del pavimento o vía, tienen un efecto en lo costos de operación de los vehículos que afectan al consumo de combustible, desgaste de las llantas, velocidad del trafico y el mantenimiento de la vía. Es muy importante por lo antes expuesto, conocer el estado de pavimento a través del del tiempo, tiempo, desde desde su creación para tomar acciones de prevención prevención y corrección corrección en ella. Uno de los indicadores de deterioro o parámetros de la vía mas utilizados para la evaluación de la regularidad del pavimento es el Índice de Regularidad Internacional (IRI), el cual muestra el nivel de rugosidad, que conlleva a determinar la comodidad, confort y seguridad al transitar. Para la medición del Índice de Regularidad Regularidad Internacional (IRI), existen existen diversos equipos, los cuales han venido evolucionando en el tiempo, variando en la precisión y rapidez para la obtención de los resultados. Así mismo, a partir del estudio realizado por el Banco Mundial en 1982 (IRRE), se propuso una escala de requerimientos de IRI para diferentes tipos de vías.

La información de deterioro, rugosidad, capacidad estructural, estructural, textura; se pueden pueden recolectar por medios de inspección visual o medios dinámicos tal como un analizador de 2 rugosidad de Pavimentos. Para el análisis de la rugosidad de un pavimento en particular, se tiene un tiempo transcurrido en la toma de datos y cálculo del IRI, utilizando el método gráfico original establecido por el TRRL, que se hace más notorio cuando se evalúa la rugosidad de vías de gran longitud (200 Km. o más) varias veces el mismo recorrido y se dispone de muy poco tiempo para ello. La gran mayoría de los datos sobre rugosidad que se recogen en el mundo se obtienen mediante sistemas de medición de la rugosidad por reacción. Los sistemas de este tipo ti po son aptos para la obtención rápida y económica de datos de rugosidad en carreteras mediante el levantamiento continuo en tramos de cientos de kilómetros k ilómetros diarios.

LABORATORIO DE PAVIMENTOS

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RUGOSIMETRO DE MERLIN

CONTENIDO I. II. III. IV.

INTRODUCCION……………………………………….............................1 NOR MATIVIDAD…………………………………………………………3 OBJETIVOS………………………………………………………...……...3 MARCO TEORICO……………………...…………………………………3

IV.1 DESCRIPCIÓN DE LAS CLASES DE EQUIPOS......................................7 V

EQUIPOS………………………………………………………… ...……...8

V.1 EQUIPO DINÁMICOS…………………………………………..........…....8 V.2 EQUIPOS DE MEDICIÓN ESTÁTICOS………………………………......9 VI. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO………………………..………………….9

VI.1 FACTORES DE CORRELACION ………………………………….10 VII. CALCULOS………………………………………………………………….11 VIII. CONCLUSIONES……………………………………………………..……12 IX. BLIBLIOGRAFIA………………………………………………… ...…….12 X.ANEXOS……………………………………………………………… ..…..…13


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II.NORMATIVIDAD ASTMD, AASHTO

III. OBJETIVOS   

Determinar la rugosidad de los pavimentos utilizando el rugosimetro merlin Determinar el grado de serviciabilidad Verificar si se encuentra dentro de los parámetros de rugosidad requeridos

IV. MARCO TEORICO

El concepto de rugosidad está definido como la 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, por ejemplo, el perfil longitudinal, perfil transversal. Así queda indicado en la norma de ensayo ASTM E 867- 06 “Standard Terminology Relating to Vehicle- Pavement Systems”

Perfil longitudinal real de una carretera En la década de los 70´s, el Banco Mundial financió diferentes programas de investigación a gran escala, entre los cuales se encontraba un proyecto relacionado con la calidad de las vías y los costos a los usuarios, a través del cual se detectó que los datos de regularidad superficial de diferentes partes del mundo no podían ser comparados. Aún datos de un mismo país no eran confiables, debido a que las mediciones fueron realizadas con equipos y métodos que no eran estables en el tiempo. LABORATORIO DE PAVIMENTOS

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Con el objetivo de relacionar y unificar los parámetros que se utilizaban en ese entonces en diferentes países para determinar la regularidad superficial de las carreteras, se realizó en Brasil en 1982, el proyecto International Road Roughness Experiment (IRRE), promocionado por el Banco Mundial; en el cual participaron equipos de investigación de Brasil, Inglaterra, Francia, Estados Unidos y Bélgica.

En este proyecto se realizó la medición controlada de la regularidad superficial de pavimentos para vías bajo diferentes condiciones y con una variedad de instrumentos y métodos. A partir de dicho proyecto, se seleccionó un parámetro de medición de la regularidad superficial denominado Índice de Regularidad Internacional (IRI, International Rough Ness Índex).

Modelo de cuarto de carro

El grado de rugosidad de un pavimento, refleja de forma adecuada el grado de comodidad del usuario al manejar en la vía. Al respecto, la especificación ASTM E867 “Terminology Relating to Traveled Surface Characteristics”, define la rugosidad como la desviación de una

determinada superficie de pavimento respecto a una superficie plana teórica, con dimensiones que afectan la dinámica del vehículo y la calidad al manejar.

Considerando que la rugosidad superficial de un pavimento es un factor importante para la comodidad, seguridad y economía del usuario, la American Association of State Highway Officials (AASHO), en el desarrollo del proyecto AASHO Road Test en 1962, introdujo el concepto de serviciabilidad, definido como la capacidad de un pavimento para proporcionar un recorrido seguro y confortable a los usuarios.


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En el ensayo de AASHO, la serviciabilidad se cuantificó inicialmente a través del “Present Serviciability Rating” (PSR), el cual es obtenido mediante la evaluación de un grupo de

conductores que manejaban en el pavimento y clasificaban su condición en una escala de 0 a 5, de “muy mala a muy buena”, Esta clasificación es presentada a continuación:

En vista que dicha metodología contenía aspectos subjetivos, dentro del proyecto AASHO Road Test, se realizaron correlaciones entre el PSR y mediciones objetivas de la condición del pavimento, en las cuales se consideraban características de rugosidad, agrietamiento, baches y ahuellamiento, lo que contribuyó a determinar el PSI: Present Serviciability Index.

Donde: SV: Variación pendiente longitudinal C: Porcentaje de grietas visible P: Área de superficie bacheada RD: Ahuellamiento promedio


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Para el cálculo del valor del IRI, en grandes líneas, se procede en dos pasos: inicialmente se miden las cotas del terreno, lo que nos permite elaborar un perfil longitudinal de la carretera. Los datos de este perfil se someten a un primer filtro, que mediante adecuaciones matemáticas (media móvil), genera un nuevo perfil corregido. A este perfil corregido se le aplica un segundo filtro, consistente en la aplicación del modelo de cuarto de coche desarrollado anteriormente. Finalmente, se define el IRI como la sumatoria de distancias medidas, en módulo sobre la horizontal, para la distancia considerada. En módulo quiere decir que computan tanto los aumentos como disminuciones de cota sobre la horizontal; al fin y al cabo ambos desplazamientos suponen una variación en la vertical de la masa suspendida.

Detalle de parámetros para el cálculo del IRI en un hectómetro En definitiva, hemos llegado a la conclusión de que el IRI no es más que el valor del movimiento vertical acumulado del asiento del conductor del vehículo a lo largo de una distancia dada. Resulta por ello instintivo pensar que a mayor irregularidad en el pavimento, los desplazamientos verticales sobre la horizontal teórica y consecuentemente el valor del IRI, serán mayores. Entonces, el valor del IRI será mejor cuanto más nos acerquemos a la superficie plana LABORATORIO DE PAVIMENTOS

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teórica, teniendo en cuenta que este concepto es utópico, ya que se necesita un mínimo de rugosidad para garantizar la adherencia rueda-pavimento. IV.1

DESCRIPCIÓN DE LAS CLASES DE EQUIPOS DE MEDICIÓN DE RUGOSIDAD.

Similar a la variedad de indicadores de rugosidad que existen, así también existen diversos equipos para la medición de rugosidad que mediante procedimientos llega a valores IRI. Los diversos métodos existentes fueron agrupados en cuatro categorías, en base a cuan directamente sus mediciones se próxima al IRI real:


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V. EQUIPOS

Existen dos grupos principales de perfilómetros: los dinámicos y los estáticos. 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) si son exactos en la zona de longitudes de onda que influyen en la regularidad superficial. Los sistemas estáticos de precisión consiguen las medidas más exactas del perfil longitudinal. Sin embargo su bajo rendimiento los hace inadecuados para estudios que no sean muy especiales, como los de investigación o en países en que la mano de obra será muy barata. 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. A continuación se describen brevemente algunos equipos que se utilizan en la medición del perfil, separados en sus diferentes categorías. V.1 EQUIPO DINÁMICOS.

Perfiló grafos: Han sido ampliamente utilizados en la evaluación de la regularidad o lisura de pavimentos de hormigón durante la construcción. Existen muchos diseños de estos equipos operando bajo el mismo principio. El aparato consiste en un conjunto de patines con una rueda al centro que posee libertad de movimiento vertical. Dicho movimiento vertical, relativo a las ruedas, queda registrado en una planilla continua los Perfiló grafos .han sido desarrollados por los departamentos de carretera de California y Texas y por el laboratorio de investigaciones de caminos en Inglaterra. El número y ordenamiento de los patines así como el largo del equipo son las principales diferencias de diseño entre unos y otros. Las ventajas de los Perfilógrafos incluyen su bajo costo inicial, simplicidad de operación y una buena repetir repetitividad. Sus desventajas son su baja velocidad de operación y su incapacidad para medir rugosidad en longitudes de onda iguales a múltiplos del largo del patín.


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V.2 EQUIPOS DE MEDICIÓN ESTÁTICOS.

Levantamientos con miras a nivel: el método más conocido para medir perfil es el que emplea el equipo tradicional de topografía. Consiste en una mira de precisión marcada en unidades convenientes, un nivel de anteojo que se utiliza para establecer la cota horizontal de referencia y una cinta usada para marcar la distancia longitudinal a lo largo de la huella de la rueda. Es un equipo que se consigue fácilmente a bajo costo, pero requiere muchas horas hombre y en general es mejor usarlo sólo cuando se deben medirse unos pocos perfiles

VI. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

La siguiente ecuacion corresponde a la originalmente definida por el TRANSPORTATION ROAD RESEARCH LABORATORY (TRRL) de inglaterra cuando desarrollo el equipo MERLIN. IRI=0.593+0.0471*D IRI=0.485*D

para (2.4
Donde

D:representa la dispercion de los datos obtenidos con el equipo merlin(valor merlin) agrupados en intervalos de frecuencia y analizados en base ala distribucion de frecuencias de las lecturas o posiciones adopados por el puntero. Dichos datos originalmente fueron representados en un histograma de frecuencia. Si se define el histograma de la distribucion de frecuencias de las 200 mediciones , es posible medir la dispersion de las desviacones y correlacionarias con la escala estandar de la rugocidad, el parametro estadistico que establece la magnitud de la dispersion es el rango de la muestra(D) determinado luego de efectuar la depuracion del 10% de las observaciones , el valor D es la rugosidad del pavimento en unidades merlin. LABORATORIO DE PAVIMENTOS

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VI.1 FACTORES DE CORRELACION USANDO LA SIGUIENTE EXPRESION

FC=EP+10/LI-LF*S

DONDE:

EP:espesor de la pastilla LI:posicion inicial del puntero LF:posicion final del puntero Adicionalmente se tiene una correlacion entre el IRI y el indice de serviciabilidad presente del pavimento (psi)


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VII. CALCULOS


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VIII. CONCLUSIONES



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Se observa que el Índice de Rugosidad Internacional, se encuentra por debajo del máximo permitido en términos del contrato es de 2.95 m/km en todas las secciones.

Se recomienda llevar un seguimiento puntual de las mediciones, comparándolas sección por sección, con objeto de determinar el deterioro que en su caso se registre, y prevenir cualquier tipo de problema antes de que se presente en lo que se refiere a deterioro superficial del pavimento.

La rugosidad de un camino se ha convertido en uno de los factores que influyen de manera directa en los costos de operación de los vehículos, por ello fue necesario contar con una escala que permitiera correlacionar los valores dados por los diversos equipos existentes en el mundo para medición de rugosidad, por lo que se estableció el Índice Internacional de Rugosidad

IX. BIBLIOGRAFIA http://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/uni/992/1/cardenas_cc.pdf http://ri.ues.edu.sv/4385/1/Determinaci%C3%B3n%20del%20indice%20de%20rugos idad%20internacional%20de%20pavimentos%20usando%20el%20perfilometro%20R OMDAS%20Z-250.pdf

www.romdas.com www.umtri.umich.edu/erd/roughness/index.htlm www.aepo.es/ausc


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X. ANEXOS


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