El documento discute la importancia de evaluar la rugosidad y fricción de los pavimentos. Explica métodos para medir la rugosidad, como el Índice Internacional de Rugosidad, e índices de fricción como el Índice Internacional de Fricción. También describe equipos para medir la rugosidad y fricción y cómo la información sobre ambas propiedades puede usarse para la selección de métodos de mantenimiento y rehabilitación de pavimentos.

1. Dr. Andrés Sotil Chávez
23 de Setiembre del 2013
Pavimentos

2. Dr. Andrés Sotil Chávez
23 de Setiembre del 2013
Pavimentos

4. INTRODUCCIÓN
 Se tiene que ver la importancia de conducir evaluaciones de
rugosidad y de fricción superficial
 Hoy se vera
 Métodos de evaluación de rugosidad, tipos de equipos e índices de
rugosidad
 Equipos de medición de fricción
 Importancia de medición de textura superficial como parte de la
evaluación de fricción superficial
 Ventajas de usar IRI e IFI sobre otros índices
 Como se relaciona la información de rugosidad y fricción para la
selección de métodos y acciones de mantenimiento, rehabilitación
y reconstrucción

5. IMPORTANCIA
 Por que es importante el evaluar la rugosidad y fricción de un
pavimento?
 Ambas afectan el comportamiento funcional del pavimento
(no el estructural per se)
 Rugosidad lleva a incrementos en:
 Costos operativos de los vehículos
 Demoras de los usuarios
 Accidentes
 Usuarios insatisfechos
 La Fricción lleva a incrementos de accidentes en climas
húmedos

7. DEFINICIÓN DE RUGOSIDAD
 Desviaciones en la superficie de los pavimentos que afecta la
calidad de manejo
 Causado por:
 Irregularidades de la superficie de origen
 Daños (causadas por trafico, medio ambiente, y problemas
del material)

8. EVALUACIÓN DE RUGOSIDAD
 Definición
 Identificar áreas de rugosidad severa
 Determinar la rugosidad relativa entre proyectos
 Sopesar los beneficios de diversos tipos de rehabilitación al medir
la rugosidad antes y después de la construcción
 Tipos
 Evaluación de calidad de manejo (serviceabilidad)
 Método subjetivo
 Herramientas de evaluación simple
 Levantamiento de rugosidad objetivos
 Método cuantitativo libre de tendencias
 Varios tipos de equipos disponibles

9. LEVANTAMIENTOS DE PARABRISAS
 Traducido de “Windshield Surveys”, se define como un
levantamiento basado en la percepción subjetiva del usuario de
la manejabilidad del pavimento (definido como Serviceabilidad)
 Del AASHO Road Test se tiene la definición de la escala PSR (Present
Serviceability Rating)
 0 – 1: Muy pobre
 1 – 2: Pobre
 2 – 3: Justo
 3 – 4: Bueno
 4 – 5: Muy bueno
 Rango trabajable y normalmente existente entre 1.5 y 4.5 y se han
desarrollado con los años diversas correlaciones con otros índices de
rugosidad

10. ÍNDICE DE SERVICEABILIDAD PRESENTE - PSI
 A pesar de que ya no son aplicables en los pavimentos
modernos, algunos sectores aun lo usan.
 En pavimentos flexibles
PSI = 5.03 – 1.91 x log (1 + SV) – 1.38 x (RD)2 – 0.01 x (C + P)0.5
 En pavimentos rígidos
PSI = 5.41 – 1.80 x log (1 + SV) – 0.09 x (C + P)0.5
 Donde:
 SV = promedio de la varianza de la pendiente de la sección x 106
 RD = deformación total promedio, pulgadas
 C = Fatiga Piel de Cocodrilo Clase 2 y Clase 3, ft2 / 1000 ft2 (HMA)
 C = Grietas selladas y Clase 2, ft2 / 1000 ft2 (PCC)
 P = Parches, ft2 / 1000 ft2

11. ÍNDICE DE SERVICEABILIDAD PRESENTE - PSI
 Niveles críticos PSI (AASHTO 1993)
VOLUMEN VEHICULAR (IMDA) PSI CRITICO
Alto (> 10,000) 3.0 – 3.5
Medio (3,000 - 10,000) 2.5 – 3.0
Bajo (< 3,000) 2.0 – 2.5

12. EQUIPOS DE MEDICIÓN DE
RUGOSIDAD
 RTRRMS = Sistemas de Medición de Rugosidad de Caminos de
Tipo Respuesta
 Miden la respuesta del vehículo a la rugosidad del pavimento
 Maysmeter
 Rodometro PCA
 Rugosimetro BPR
 IRPS = Sistemas de Perfilamiento de Caminos Inerciales
 Miden los perfiles reales de los pavimentos
 Perfilometro ICC
 Perfilometro K.J. Law
 Perfilometro de Dakota del Sur

13. RTRRMS
 Mide la respuesta del vehículo
 Ventajas
 Costos de operación e iniciales bajos
 Fácil de operar
 Mide altas velocidades
 Desventajas
 Los resultados son sensibles a las características de los vehículos
Llantas (presión)
Suspensión
 Requiere de frecuente calibración
 No mide la rugosidad, sino la respuesta a la rugosidad

14. IRPS
 Mide el perfil real del
pavimento
 Ventajas
 Relativamente preciso y con
medidas repetibles
 Usado para calibrar los
sistemas RTRRMS
 Desventajas
 Gastos de operación y de
capital altos
 Sistemas de complejidad alta

15. INTERNATION
ROUGHNESS INDEX
 IRI = International Roughness Index
 Es el estándar internacional de medición de
rugosidad
 Se correlación con los sistemas RTRRMS
 Escala de 0 a 20 m/km (0 a 1267 in/mi)
 Normalmente la marca divisoria entre
pavimento rugoso y suave es 2 m/km (125
in/mi) para pavimentos flexibles
 En pavimentos rígidos, la marca divisoria
entre pavimento rugoso y suave es de 2 a
2.75 m/km (125 a 175 in/mi)

16. CONDICIONES IRI
Condición PSR IRI, in/mi
Subjetiva Carreteras Otros Carreteras Otros
Muy Bueno >4.0 >4.0 <60 <60
Bueno 3.5 – 3.9 3.5 – 3.9 60 – 94 60 – 94
Justo 3.1 – 3.4 2.6 – 3.4 95 – 119 95 – 170
Pobre 2.6 – 3.0 2.1 – 2.5 120 – 170 171 – 220
Muy Pobre <2.5 <2.0 >170
>220 (3.5
m/km)

18. VARIABILIDAD DE LOS DATOS DE
RUGOSIDAD
 Efectos estacionales y ambientales diarios afectan la rugosidad
 Diferencias en las practicas y experiencia del operador (varianza
del operador)
 Diferencias entre los equipos (varianza del equipo)
 Diferencias de producción
 Problemas de calibración

20. DEFINICIÓN DE FRICCIÓN
SUPERFICIAL
 Fuerza desarrollada en la interface pavimento – llanta que
resiste el deslizamiento
 Influenciado por:
 Textura superficial
 Microtextura: fallas de 1 micra a 0.5 mm
 Macrotextura: fallas de 0.5mm a 50 mm
 Megatextura: fallas de 50 mm a 500 mm = 50 cm
 Rugosidad: fallas mayores a 50 cm
 Drenaje superficial (transversal)

22. PROPÓSITO DE LEVANTAMIENTOS
DE FRICCIÓN SUPERFICIAL
 Evaluar cuestiones de seguridad
 Hidroplaneo
 Accidentes en zonas húmedas
 Se evalúan zonas con condición superficial pobre
 Macrotextura suave (elementos pulidos o acabado inadecuado)
 Secciones transversales inadecuadas
 Métodos de evaluación
 Métodos históricos – medir la fricción de manera directa (numero
de deslizamiento – skid number)
 Investigaciones a fines de los 90’s indicaron que se requiere
considerar la textura superficial

23. QUE ES LA RESISTENCIA AL
DESLIZAMIENTO
 F = μ W
 SN = 100 μ
 Método natural para determinar la Resistencia al Deslizamiento
(ASTM 445 – SDN)
μ = v2 / 2 gS
 Equipos de Medición de Superficie de Fricción
 Ensayadoras de ruedas trabadas
 Ensayadoras de fuerzas de lado (Mu Meter, SCRIM)
 Ensayadoras de deslizamiento fijo (Gripster)
 Ensayadoras de deslizamiento variable (Norsemeter ROAR)
 Ensayadoras del Péndulo Británico (ASTM E303)
 Todas estas maquinas NO MIDEN TEXTURA

26. INTERNATIONAL FRICTION INDEX
 Establecida en 1992, el IFI incorpora medidas simultaneas de
fricción y macrotextura (esta ultima se mide primordialmente
vía perfilometros)
 El IFI incluye:
 Velocidad constante – Sp, porque las mediciones a altas velocidades
son mas variables con la fricción. Para evitar esto se hacen las
mediciones a una velocidad constante.
 Numero de Fricción – F60, fricción a 60 km/hr
 Se esta volviendo el estándar de medición de fricción.
 Los equipos modernos miden el IFI de manera directa.

27. ENSAYOS DE FRICCION

29. VER VIDEO
LIMPIEZA DE
CAUCHO

30. FRECUENCIA DE ENSAYOS