Informe iri merlin mantenimiento de pavimento upt

RUGOSIDADES Y
DEFLEXIONES EN
PAVIMENTOS

MANTENIMIENTO DE PAVIMENTO
Universidad Privada de Tacna 2
RUGOSIDAD EN
PAVIMENTOS
ING. PEDRO MAQUERA CRUZ
AUMNOS:
 CATACHURA PARI MARIBEL
 MAMANI ALEX
TELLEZ VILCA LUIS
SILVA RENATO

1. Introducción
En la ingeniería de carreteras, la calidad del pavimento se analiza determinando la regularidad
superficial, que tiene que ver con las irregularidades verticales acumuladas a lo largo de un
kilómetro, con respecto a un plano horizontal en un pavimento. Éstas se deben principalmente
a dos causas: la primera, al procedimiento constructivo, y la segunda al daño producido a la
carretera misma por el tránsito vehicular. En ocasiones, dichas irregularidades son una
combinación de ambas; así por ejemplo, las diferentes capas que constituyen un pavimento
suelen presentar afectaciones debidas a asentamientos o acomodos de los materiales que las
constituyen, y son función de las cargas que circulan sobre el pavimento. También pueden
tener su origen en un deficiente proceso constructivo. La regularidad superficial se define
normalmente, por un índice que se refiere a una determinada longitud de carretera. Los
índices se obtienen midiendo el perfil longitudinal y aplicando un modelo matemático de
análisis para reducir el perfil a un índice estandarizado.
En el pasado, el equipo y método más utilizado para cuantificar la regularidad de un perfil ha
sido una regla de 3 m que permite medir las irregularidades en el punto medio de la regla
respecto a los dos extremos (que definen el plano de referencia).
Actualmente, se utilizan equipos más modernos, tales como el perfilógrafo longitudinal, ya sea
de la magnitud de 3 o 7 m y que mediante un sistema gráfico o computarizado, determina la
magnitud de las irregularidades en el punto medio del perfilógrafo, respecto a los dos
extremos. También se utilizan otros, como el analizador dinámico del perfil longitudinal (APL,
equipo francés), el analizador de la regularidad superficial (ARS, equipo español) y el Mays Ride
Meter (equipo americano). Todos ellos se caracterizan por desplazarse a velocidades de
operación de los demás vehículos en las carreteras, no interfiriendo con el flujo vehicular; las
velocidades de operación van desde los 20 hasta los 80 km/h.
A continuación tocaremos a fondo, los temas en mención. Con el objetivo de entender la
importancia que tiene la rugosidad en los pavimentos.

R ObjetivosMANTENIMIE
NTO DE PAVIMENTO
 Conocer la importancia de la rugosidad, sus causas y efectos que se
producen en las vías pavimentadas. Así como, del Índice de Rugosidad
Internacional (IRI), y las escalas que determinan la rugosidad que presenta
un pavimento.
 Tener conocimientos de los diferentes métodos, que se han desarrollado,
para medir la rugosidad del pavimento, así como, los equipos a emplear en
su medición.

39MANTENIMIENTO
MANTENIMIENTO DE
PAVIMENTO
I. RUGOSIDAD EN PAVIMENTOS
1.1. DEFINICION DE RUGOSIDAD
Se define como las irregularidades en la superficie del pavimento, la cual tiene un
efecto directo en el deterioro de las carreteras y en los usuarios, además afecta
adversamente a la calidad de rodado, seguridad y costo de operación del vehículo.
El Banco Mundial propuso una medida de la rugosidad denominada el índice de
rugosidad internacional (IRI), cuyo rango va de 0 (un pavimento ideal, sin ninguna
imperfección) hasta 12 (una carretera completamente intransitable) normalmente.
Este parámetro, ampliamente usado, permite medir la rugosidad superficial de los
pavimentos a partir de la sumatoria, en valor absoluto, de los desplazamientos
verticales a lo largo de un tramo, dividido entre la longitud del mismo.
1.2. CAUSAS POSIBLES DE LA RUGOSIDAD
Las irregularidades en la capa de rodamiento de los pavimentos tanto nuevos como
existentes se pueden producir por falta de políticas de mantenimiento o errores
cometidos durante el procedimiento constructivo de la vía; en la cual no se haya
tomado las medidas de control correspondientes, provocando como consecuencia las
deformaciones.
Existen 10 causas posibles que dan origen a la rugosidad en la etapa de
construcción de la vía:
1. Variaciones en la superficie de la base o carpeta asfáltica existente
sobre la que se construye la nueva capa de desgaste: aunque la
pavimentadora pueda colocar una superficie suave, las secciones más
3. Marco Teórico

40MANTENIMIENTO
gruesas de la carpeta asfáltica se compactarán más que las delgadas, dando
como resultado una superficie final desigual y se puede resolver mediante
una capa nivelante o un fresado previo.
2. No verificar la superficie asfáltica con la regla inmediatamente después de
la compactación inicial para hacer las correcciones mientras que la
superficie asfáltica todavía se encuentra caliente.
3. Paradas y reinicios frecuentes de la pavimentadora: si no se puede evitar
una parada, se debe verificar con una regla antes y después de la
compactación.
4. Juntas de construcción de mala calidad: se deben verificar las juntas con
una regla inmediatamente después de su construcción y corregirlas de ser
necesario cuando el material está aúncaliente.
5. Rastrillado excesivo del material colocado: la regla de la pavimentadora
debe estar ajustada de manera que se haga innecesario el rastrillado. De ser
empleado éste último, debe ser de una manera estrictamente suficiente y no
exagerada.
6. Rodillado irregular o dejar que el rodillo se detenga sobre el pavimento
caliente.
7. Mezcla no uniforme.
8. Operaciones impropias de los camiones: frenos muy duros o el camión golpea
a la pavimentadora.
9. Temperatura no uniforme del material: las cargas frías no se compactan al
mismo espesor que las calientes, se corrige verificando la temperatura del
material antes de vaciarlo.
10. Ajuste frecuentes a los controles de la regla de lapavimentadora.
1.3. VENTAJAS DE UN PAVIMENTO SIN RUGOSIDAD
Los pavimentos sin rugosidades brindan al usuario la comodidad al transitar y a
su vez un pavimento sin irregularidades trae como consecuencia positiva en
comparación con un pavimento con superficie irregular:
 Un pavimento sin rugosidad se conserva por más tiempo.
 La vida de servicio aumenta.
 Disminuye el consumo de combustible y el costo de mantenimiento del
vehículo.

41MANTENIMIENTO
 Disminuye el costo de mantenimiento del pavimento.
 Disminución de las cargas dinámicas en los pavimentos.
1.4. FACTORES QUE AFECTAN LA RUGOSIDAD DE LOS PAVIMENTO
Las investigaciones han demostrado que existen muchos factores que afectan la
regularidad superficial del pavimento de estos lo más relevantes son:
 Edad del pavimento.
 Niveles de tráfico vehicular.
 Espesores del pavimento.
 El numero estructural.
 Las propiedades del concreto asfaltico utilizado: vacíos con aire, gravedad
específica y el contenido de asfalto.
 Las características del medio ambiente: Temperatura promedio,
precipitaciones pluviales (días de lluvia), índice de congelamiento, días con
temperatura superior a 32°C.
 Propiedades de la base granular como el contenido de humedad y el
porcentaje de material que pasa la malla 200.
 Propiedades de la sub rasante como el índice de plasticidad, contenido de
humedad, contenido de limos y arcillas, y porcentaje de material que pasa
la malla 200.
 Extensión y severidad de las fallas en el pavimento.
1.5. IMPORTANCIA DE LA RUGOSIDAD EN LA SUPERFICIE DE
RODADURA EN PAVIMENTOS PARA LA CIRCULACION DE
VEHICULOS
La regularidad de la superficie de rodadura para la circulación de los vehículos
tiene importancia en varios aspectos que se describen a continuación:
a. Seguridad y comodidad: Una buena regularidad superficial permite
ofrecer condiciones de seguridad y comodidad para los usuarios de las
vías.
b. Costos de operación vehicular: Tiene incidencia en los costos de operación
de los vehículos, puesto que, dependiendo de la magnitud de las
irregularidades superficiales, la velocidad de circulación puede verse
afectada negativamente, lo cual puede reflejarse por un mayor desgaste en
llantas y componentes mecánicos de los vehículos y mayor consumo de
combustible.
c. Efectos dinámicos: Los efectos dinámicos producidos por las
irregularidades de las vías, pueden reflejarse no solo en los vehículos, sino
también en modificaciones de estado de esfuerzos y deformaciones en la
estructura del pavimento, lo que puede incrementar los costos en las

42MANTENIMIENTO
actividades de conservación (mantenimiento, rehabilitación o
reconstrucción).
d. Acciones de conservación de las vías: La rugosidad inicial de los
pavimentos es un indicador de la calidad de la construcción de las vías. Si
el pavimento es construido con buena regularidad superficial se espera
que su vida útil sea mayor que otro que tenga mayores deformaciones; sin
embargo, debe tenerse en cuenta que el progreso de las irregularidades
depende de muchos otros factores como las cargas impuestas por el tráfico,
el clima, la variabilidad de los materiales de construcción, el estado de la
subrasante, variaciones de topografía, presencia de estructuras en la vía,
entre otros aspectos, por lo tanto es de suma importancia conocer la
regularidad superficial del pavimento en cualquier momento desde el
inicio de su periodo de servicio o de la vida útil, para definir las acciones
de conservación (mantenimiento, rehabilitación o reconstrucción)
necesarias en el momento pertinente.
2. INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL (IRI)
2.1. ANTECEDENTES
En los años setenta el Banco mundial empleaba el ISA para evaluar el estado de los
pavimentos, sin embargo presentaba la gran desventaja de que era un parámetro
subjetivo. Es por ello que se vio en la necesidad de establecer un índice único, en
1982, a partir del proyecto International Road Roughness Experiment (IRRE). Ese
año, un equipo designado por el Banco Mundial trabajó en Brasil y con la ayuda de
equipos de investigación de países como Inglaterra, Francia, Estados Unidos y
Bélgica se realizaron mediciones de la regularidad superficial de tramos de
carretera con diferentes condiciones y con diferentes equipos y métodos. A partir de
este proyecto el Banco Mundial adoptó al IRI como la medida estándar para
determinar la regularidad superficial de un camino.
2.2. DEFINICION
La sociedad americana de ensayos y materiales (ASTM) en la norma E-867 define
la rugosidad como la desviación de la superficie del pavimento respecto a una
superficie plana que afecta la dinámica de los vehículos, la calidad de los viajes, las
cargas dinámicas y el drenaje. La rugosidad también puede ser definida como la
distorsión de la superficie de la vía que causa aceleraciones verticales indeseables
contribuyendo a la incomodidad del viaje (Perera & Kohn, 2002).

43MANTENIMIENTO
El IRI es una escala de la regularidad superficial de una vía, propuesta por el
Banco Mundial como estadística estándar de la rugosidad que determina la
influencia del perfil longitudinal de la carretera en la calidad de la rodadura, se
expresa en metros por kilómetros (Sayers y Karamihas, 1996).
El cálculo del índice de rugosidad internacional IRI está basado en el
comportamiento del modelo matemático “Quarter Car”, que simula la función y las
masas de la cuarta parte de un vehículo que circula por la vía a una velocidad
promedio de 80 Km/h, la acumulación de los desplazamientos de vertical de la
masas dividido entre la distancia recorrida, da como resultado el IRI en
dimensiones de pendiente. (m/Km) y su medición consiste esencialmente de los
siguientes pasos:
a. La medición física de un perfil longitudinal simple
b. Dicho perfil se filtra empleando la media móvil sobre una base de 250 mm
de largo. Este filtrado simula el efecto suavizante de la deformación del
neumático.
c. El perfil resultante se vuelve a filtrar mediante la simulación del cuarto de
auto Esta simulación registra la respuesta física de un auto “ideal” que
transita sobre el perfil a una velocidad de 80 km/h.
2.2.1. Primer filtro
Los datos (desplazamientos verticales) son recolectados en campo cada 0.25 metros
normalmente (puede llegar a ser cada 0.30 metros). A estos se les realiza un primer
filtro, que sirve para descartar mediciones muy por encima de la media. Este filtro
realiza un análisis estadístico (media móvil) de los datos y nos muestra un nuevo
perfil del terreno. De esta manera, si los datos fueron obtenidos con diferentes
equipos de medición, pese a que el perfil inicial obtenido sea diferente, luego de la
aplicación del primer filtro los perfiles resultantes llegan a ser muy similares
(figuras 2 y 3).

44MANTENIMIENTO
FIGURA N° 1 – Perfil obtenido a partir de diferentes equipos de medición (Dipstick, ICC
Laser y K.J. Law)
FIGURA N° 2 – El mismo perfil anteriormente mostrado luego de la aplicación del
primer filtro.
Aparte de ello, este filtro nos permite simular el comportamiento de las llantas
cuando están en contacto con el pavimento de una carretera y disminuir la
sensibilidad que tiene el algoritmo del IRI (segundo filtro) al intervalo de muestreo.

45MANTENIMIENTO
2.2.2. Segundo filtro
Luego, al nuevo perfil obtenido se le aplica un segundo filtro, el cual es la aplicación
del modelo del cuarto de carro o quarter car en inglés. Este modelo es equivalente a
la cuarta parte de un carro y tiene dos masas (una amortiguada y otra no
amortiguada), un resorte entre las masas, que vendría a ser el sistema de
amortiguamiento del carro, y un resorte en la parte inferior, que vendría a ser la
rueda. Asimismo, el modelo del cuarto de carro tiene que ser desplazado sobre el
tramo a analizar a una velocidad de 80 Km/h. Este modelamiento se puede realizar
a partir de programas y algoritmos, algunos de los cuales se han publicado en
versión Basic (10), como el denominado IRI.BAS, desarrollado por el Banco
Mundial.
2.3. ESTANDARIZACION DEL IRI POR EL BANCO MUNDIAL
Con el fin de estandarizar el valor de la regularidad superficial, el Banco Mundial
propuso el índice internacional de rugosidad (IRI) que se basa en un modelo
matemático denominado cuarto de carro normalizado (Golden Quarter Car)
circulando a 80 km/h. Dicho índice se obtiene a partir de la acumulación del
desplazamiento relativo entre las masas de la carrocería y la suspensión del
modelo, cuando el vehículo circula por el perfil del camino en estudio.
2.3.1 Modelo del cuarto de coche
A través de este modelo se registran las características asociadas al camino,
basadas en los desplazamientos verticales inducidos a un vehículo estándar. En la
siguiente figura se muestra el modelo cuarto de coche.

46MANTENIMIENTO
FIGURA N° 3 – Modelo del cuarto de coche
El modelo de simulación de cuarto de coche persigue representar y medir los
movimientos verticales no deseados y atribuibles a la irregularidad del camino.
Consta de dos masas, una “amortiguada o suspendida” y la otra “no amortiguada”
conectadas entre sí a través de un resorte y un amortiguador lineal (suspensión).
Por último, el neumático es representado por otro resorte lineal. Los movimientos
sobre el perfil de la carretera están asociados a desplazamientos verticales,
velocidad y aceleraciones de masas, quedando todo en el sistema regido por la
segunda ley de Newton: F=m *a. Para los caminos pavimentados el rango esperado
del IRI es de 0 a 12 m/km, donde 0 representa una superficie perfectamente
uniforme y 12 un camino intransitable; para caminos no pavimentados la escala se
puede extender hasta el valor de 20 m/km.
2.4. ESCALA Y CARACTERISTICAS DEL IRI
La escala y características involucradas en el lRI son las siguientes:
 Las unidades están en mm/m, m/km o in/mi
 EI rango de la escala del IRI para un camino pavimentado es de 0 a 12
m/km. (0 a 760 in/mi), donde 0 es una superficie perfectamente uniforme y
12 un camino intransitable. En la Figura 4 se presentan las características
de los pavimentos dependiendo del valor del IRI, según las experiencias
recogidas por el Banco Mundial en diversos países.
 Para una superficie con pendiente constante sin deformaciones (plano
inclinado perfecto), el lRI es igual a cero. Por lo que la pendiente, como tal,
no influye en el valor del lRI, no así los cambios de pendiente.

47MANTENIMIENTO
FIGURA N° 4 – Escala estándar empleada por el Banco Mundial para
clasificar los caminos según su IRI
El comportamiento típico de la condición superficial respecto al tiempo se puede
representar en la Figura 5, en la que se observa que a partir de un cierto nivel de
rugosidad del camino, los factores que afectan al mismo son el tránsito, el medio
ambiente, etc., que ocasionan la disminución de la calidad superficial.
Esta disminución no es lineal sino que se puede dividir en tres etapas, donde la
primera tiene un deterioro poco significativo en los primeros años; la segunda
presenta un deterioro más acusado que en la primera, y requiere comenzar a
programar un mantenimiento para no dejar avanzar el deterioro, la tercera
significa una etapa de deterioro acelerado, ya que en pocos años el nivel de servicio
cae de forma Importante, con lo que va a llegar a un costo significativa de
mantenimiento del camino y, como límite, puede ser necesaria una reconstrucción
total del mismo.

48MANTENIMIENTO
FIGURA N° 5 – Gráfica típica del avance del deterioro de un camino respecto
al tiempo.
Los sistemas de gestión deben tratar de que gran parte de las carreteras por las
que pasa la mayor riqueza del país, se mantengan con una buena calidad de
servicio, a base de programar su rehabilitación a tiempo y con recursos suficientes.
El papel preponderante que están asumiendo los programas de mantenimiento
carretero dentro de la administración de la infraestructura para el transporte,
implica la necesidad de aplicar nuevas tecnologías que permitan no solamente la
ejecución de los trabajos de mantenimiento en forma eficaz y económica, sino
también el manejo oportuno y fidedigno de un gran número de datos sobre la red.
El gran número de datos surge, por una parte, de la extensión de la red y por el
deterioro en que se encuentra, y por la otra, de la obligación de aplicar eficazmente
los recursos que se canalizan a la conservación.

49MANTENIMIENTO
2.5. FACTORES QUE AFECTAN EL IRI
El IRI, pese a no ser una medida subjetiva, puede ser afectado por algunos factores
como señala Sayers en la tabla 1.
Tabla 1: Factores de influencia al momento de calcular el IRI ( Sayers, 1986)

50MANTENIMIENTO
Es por ende que, pese a realizar las mediciones pertinentes para calcular el IRI, los
resultados pueden verse afectados por factores externos a este. Sayers considera
que son las curvas y las variaciones de pendiente (ascensos y descensos) los
principales factores geométricos que afectan el índice de rugosidad de una
carretera. Asimismo, otro tipo de factores a tomar en cuenta son las denominadas
singularidades.
2.5.1. Factores geométricos:
Son aquellos relacionados con la geometría de la carretera, es decir, variaciones de
pendiente y curvas horizontales.
2.5.1.1. Variaciones de pendiente:
Son menos influyentes que las curvas horizontales, sin embargo, si no se tiene un
perfil plano o una pendiente suavizada (que es lo recomendado) y, por el contrario,
se tiene una carretera sinusoidal (con ascensos, descensos y cambios de pendiente)
es un factor a considerar.
Asimismo, existen 3 zonas en donde se aprecian los cambios de pendiente más
notorios: al inicio del cambio de pendiente del perfil, en el punto en donde el cambio
de pendiente se inicia y en donde se inicia la nueva pendiente del perfil. De igual
manera, se conoce que la influencia que tienen las variaciones de pendiente se da
50 metros antes del inicio del cambio de pendiente y 50 metros después del punto
en donde se inicia la nueva pendiente.
FIGURA N° 6 – Perfil de un tramo de carretera en la ciudad de Huánuco.

51MANTENIMIENTO
Sin embargo, cuando la pendiente se hace constante, el IRI se estabiliza y los
valores que se obtiene ya no resultan incongruentes ni contradictorios.
2.5.1.2. Curvas horizontales:
Como ya se mencionó en las variaciones de pendiente, las curvas horizontales
tienden a tener mayor influencia sobre los resultados de IRI. Esto sucede debido a
que en las curvas horizontales de las carreteras, el bombeo va incrementándose
hasta alcanzar el peralte. En este tramo el IRI varía notoriamente, debido a este
incremento y los resultados pueden llegar a sobrepasar los límites establecidos por
las normativas.
Al igual que en el caso de las variaciones verticales, en las curvas horizontales las
zonas en donde el bombeo se incrementa hasta llegar al peralte de la pista y en
donde el IRI tiende a incrementarse son claramente identificables, son en total 4:
en donde el bombeo inicia su incremento; en donde el bombeo alcanza el valor del
peralte de la carretera, en donde el peralte inicia su transición para volver a
alcanzar el bombeo de la carretera; y, por último, en donde el peralte alcanza el
valor del bombeo de la carretera.
Asimismo, cuando el valor del peralte o del bombeo se hace constante, el valor del
IRI se estabiliza.
FIGURA N° 7 – Variación de bombeo a lo largo de una curva en una carretera.

52MANTENIMIENTO
2.5.2. Singularidades
Las singularidades son aquellas alteraciones en el perfil de una carretera que no
provengan de errores constructivos ni producto de factores externos, como eventos
climáticos. Algunos ejemplos de esto son los rompemuelles, badenes, tapas de
alcantarillas, etc.
FIGURA N° 8 – Badén de concreto
3. METODOS PARA EL CÁLCULO DE LA RUGOSIDAD
Los diversos métodos para medir la rugosidad que existen en el mundo pueden
agruparse de acuerdo a la clasificación dada por el Banco Mundial en cuatro clases
genéricas, en base a tan directa sea la correlación que emplean para relacionar sus
medidas con el Índice Internacional de Rugosidad (IRI).
3.1. METODOS CLASE 1: PERFILES DE ALTA PRECISION
Basados en la medición de perfiles topográficos de gran precisión, estos métodos
son 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).

53MANTENIMIENTO
3.1.1. Levantamiento con mira y nivel
 El método más conocido para medir perfiles es el que emplea el equipo
tradicional de topografía.
 Consiste en una mira de precisión marcada en unidades métricas y un nivel
de anteojo.
 Es un equipo que determina el perfil real del perfil del pavimento; se
consigue fácilmente y a bajo costo pero el procedimiento de trabajo es muy
lento.
 Es mejor emplearlo cuando se requiere medir longitudes reducidas
 Los valores obtenidos en el levantamiento se convierten a unidades IRI
mediante la aplicación de un programa elemental de cómputo.
Figura N° 9 – Medición de los perfiles con nivel y mira.
3.1.2. Face Dipstick
Originalmente fue desarrollado para medir irregularidades particulares en losas de
edificios, consiste en un acelerómetro montado en una estructura con pequeños
apoyos separados 300 mm. Posee un mango que permite hacer "caminar" al
Dipstick a lo largo de la huella a medida que pivotea en cada uno de sus pequeños
apoyos y va rotando en 180 grados.
 Un microcomputador incorporado al Dipstick graba y permite calcular
resúmenes estadísticos de la rugosidad. Un acelerómetro mide la inclinación

54MANTENIMIENTO
del aparato. Conociendo la inclinación y la separación entre los apoyos, es
posible determinar la diferencia de altura entre ellos.
 El rendimiento de las mediciones del Dipstick puede, sobrepasar los 250 m
por hora en una sola huella. Las ventajas de este dispositivo son su bajo
costo inicial y su simplicidad de operación. Aunque es más rápido que medir
con mira y nivel, la principal desventaja sigue siendo la lentitud.
FIGURA N° 10 – Empleo del Face Dipstick en la medición de rugosidad.
3.2. METODOS CLASE 2: OTROS METODOS PERFILIMETRICOS
Esta clase incluye todos los otros métodos en los cuales 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, pero con
niveles inferiores de exactitud.
Tanto los métodos Clase 1, como los Clase 2, establecen la rugosidad en unidades
IRI haciendo uso de programas de cómputo, los cuales se basan en algoritmos
matemáticos que simulan la respuesta dinámica que experimenta el sistema de
suspensión de un vehículo modelo, al “transitar” por el perfil medido. Dicha
respuesta se sintetiza finalmente en la cantidad de movimiento relativo vertical

55MANTENIMIENTO
acumulado por unidad de longitud, expresado en m/Km. y que recibe el nombre de
IRI.
3.2.1. Perfilometro inercial APL
 El analizador de perfiles longitudinales APL, ha sido concebido para hacer
evaluaciones continuas con gran velocidad
 Rendimiento de 100-300 km de carretera al día
 Mide los desplazamientos verticales de una rueda respecto de un péndulo
inercial
 El equipo se encuentra en un remolque de medición el cual es arrastrado por
un vehículo que se desplaza a velocidad constante
FIGURA N° 11 – Representación gráfica del perfilometro inercial APL.

56MANTENIMIENTO
3.2.2. Perfilometro Laser
Principio de medida.-
El principio de medida se basa en la medición de la distancia entre el pavimento y
un sensor láser colocado en una barra en la parte anterior o posterior de un
vehículo:
 Con el desplazamiento del vehículo, la barra tiene un movimiento vertical
que debe ser descontado para que el resultado sea exclusivamente la
variación de cotas de la carretera
 Ello se consigue con un sistema de referencia inercial (acelerómetro) que
permite conocer la distancia entre la barra y el piso en cada instante
 El proceso continúa integrando dos veces la señal de aceleración vertical
obtenida con el acelerómetro y, de esa manera, se determina la distancia
entre un plano inercial (constante) de referencia y el sensor laser
 Como se conoce la distancia del láser al piso, se puede conocer la variación
de cota de la carretera en cada instante de medida
3.2.3. Perfilometro del Tipo RSP
FIGURA N° 12 – Perfilómetro del tipo RSP, para la medicion del IRI.

57MANTENIMIENTO
FIGURA N° 13 – Partes que conforman un perfilómetro del tipo RSP.
ELEMENTOS PRINCIPALES QUE LO COMPONEN:
 LASER.-
Registra diferencias de altura entre este y la superficie del pavimento cuando se
recorre la vía.
 ACELEROMETRO.-
Es un péndulo inercial que da la línea de referencia horizontal del
vehículo
 LECTOR DE DISTANCIA
Registra la distancia recorrida por el vehículo
 INTERFACES
Convierten los registros analógicos del láser y del acelerómetro en
valores digitales para el computador y viceversa

58MANTENIMIENTO
 COMPUTADOR
Registra los valores medidos por el acelerómetro, el láser y el
medidor de distancia, estableciendo el perfil longitudinal y
determinando la rugosidad en términos de IRI
3.3. METODO CLASE 3: ESTIMACIONES MEDIANTE CORRELACIONES
Las mediciones efectuadas mediante los métodos Clase 3 dependen de las
características dinámicas de un vehículo, para proporcionar parámetros de
rugosidad que puedan correlacionarse con el Índice de Rugosidad Internacional
(IRI). Sin embargo, las propiedades dinámicas de cada vehículo son particulares y
cambien con el tiempo, por lo que 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.
Entonces, un método para medir rugosidad califica como Clase 3 si emplea algún
tipo de ecuación de correlación, indistintamente del tipo de instrumentación o
vehículo que se utilice para la obtención de la medida de rugosidad básica. En
particular, un equipo tipo respuesta no califica como Clase 3, si es que no ha sido
adecuadamente calibrado para la obtención de una correlación con el IRI.
Los métodos clase 3 emplean diversos tipos de equipos tales como el Mays Meter
(Norteamericano), Bump Integrator (Inglés), NAASRA Meter (Autraliano), etc.,
todos ellos producidos comercialmente.
3.3.1. Perfilografo California
Marco metálico de 7.62 m (25 pies) de longitud, soportado por ruedas en sus
extremos, el cual registra el perfil del pavimento a partir del movimiento vertical
de una rueda sensora instalada en la parte media del marco.

59MANTENIMIENTO
FIGURA N° 14 – Representación gráfica de un perfilógrafo california
FIGURA N° 15 – Funcionamiento del instrumento en campo
Principio de medición y calculo
 Las irregularidades del pavimento se calculan sumando las amplitudes
(alturas) de todas las protuberancias y depresiones que sobresalgan de una
banda de referencia (blanking band), y dividiendo por la longitud de la
sección de ensayo.
 El ancho de la banda está especificado por la agencia y suele variar
entre 0 mm y 5 mm
 El Índice de Perfil (IP) se determina promediando las tasas de regularidad
en ambas rodadas en la sección de ensayo (ejemplo: ―mm por 0.1 km, en
exceso de la banda de referencial.

60MANTENIMIENTO
Perfilograma y cálculo del IP
FIGURA N° 16 – Perfilograma y cálculo del IP
TIPO DE
PAVIMENTO
CLIMA BANDA DE
REFERENCIA
ECUACIÓN*
ASFÁLTICO TODOS 0.0 IRI=2.66543*IP + 213.01
ASFÁLTICO TODOS 5.0 IRI=3.78601*IP + 887.51
RÍGIDO HÚMEDO** 0.0 IRI=2.35820*IP + 317.19
RÍGIDO HÚMEDO** 5.0 IRI=2.87407*IP + 1229.63
TABLA N° 2 – Determinación del IRI
3.4. CLASE 4: VALORACIONES SUBJETIVAS
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 en base a una inspección visual.
* Los valores de IP e IRI se encuentran en mm/km
** Se considera que el clima es húmedo, si la precipitación anual excede 508 mm.

61MANTENIMIENTO
3.4.1. MERLIN
Aparato constituido por una armazón metálica, una llanta que sirve como apoyo y
como elemento de movilización y, en la parte central, un brazo móvil cuyo extremo
inferior está en contacto con el piso mediante un patín ajustable que se adecúa a las
irregularidades de la superficie, mientras su extremo superior termina en un
indicador que se desliza sobre un tablero, de acuerdo con la posición que adopte el
patín al entrar en contacto con el pavimento.
Principios de medición y cálculo
Cada vez que la rueda da una vuelta completa, se marca la posición del indicador
sobre el tablero, hasta completar 200 mediciones, conformando un segmento de
aproximadamente 400 metros de longitud.
Se determina en la gráfica de registro un parámetro que es la distancia, en mm,
entre los extremos del histograma dibujado, exceptuando las 10 observaciones que
queden a cada lado del mismo.
FIGURA N° 17 – Detalles del Instrumento Merlín

62MANTENIMIENTO
Histograma de la distribución de frecuencias de una muestra de 200 desviaciones
medidas en forma consecutiva
Figura N° 18 – Histograma resultado de la medición con el medidor de Merlín
Determinación del IRI a partir del parámetro “D”
Pavimento con capas asfálticas extendidas con terminadora:
IRI (m/km) = 0.592 + 0.0471*D
 Pavimentos asfálticos nuevos:
IRI (m/km) = 0.0485*D (IRI < 2.4 m/km)
 Macadam de penetración:
IRI (m/km) = 1.913 + 0.049*D (97<D<202)

63MANTENIMIENTO
3.5. CLASE IV- EVALUACION SUBJETIVA Y MEDIDAS SIN CALIBRACION
 Emplean evaluaciones subjetivas de la superficie al circular sobre ella o por
inspección visual.
Figura N° 19 – Escala de medición de IRI
4. METODOS UTILIZADOS EN EL PERU
La mayor experiencia en el Perú está relacionada con el método basado en el uso
del rugosímetro denominado MERLIN, acrónimo de la terminología inglesa
Machine for Evaluatig Roughness using Lowcost Instrumentation.
Si bien en el Perú existen también equipos tipo respuesta (Bump Integrator), su
uso ha sido bastante limitado; tanto en cantidad de proyectos, como también en
calidad de resultados, debido fundamentalmente a la falta de exactitud de las
calibraciones efectuadas para dichos equipos o a la imposibilidad de mantener las
condiciones con las inicialmente fueron calibrados, lo que ha incidido
mayoritariamente en la obtención de resultados inconsistentes con el estado de los
pavimentos evaluados. De acuerdo a la clasificación del Banco Mundial, estos
resultados corresponden de hecho a un método de Clase 4.

64MANTENIMIENTO
Otro método empleado también frecuentemente en el Perú, es el método de
evaluación subjetiva, al que ha formado parte de la metodología elaborada
alrededor del MERLIN.
Entre los métodos usados en el Perú podemos encontrar el método de Merlín.
4.1. RUGOSIMETRO MERLIN:
Metodología para la determinación de la rugosidad de los pavimentos con equipo
bajo conto y gran precisión.
Figura N°20 – Metodología para la determinación de la rugosidad, uso del
Rugosimetro Merlín
4.1.1. DEFINICION
Aparato constituido por una armazón metálica, una llanta que sirve como apoyo y
como elemento de movilización y, en la parte central, un brazo móvil cuyo extremo
inferior está en contacto con el piso mediante un patín ajustable que se adecúa a las
irregularidades de la superficie, mientras su extremo superior termina en un
indicador que se desliza sobre un tablero, de acuerdo con la posición que adopte el
patín al entrar en contacto con el pavimento. Como se indica en la siguiente figura:

65MANTENIMIENTO
Figura N°21 – Detalles del instrumento Merlín
Es un instrumento versátil, sencillo y económico, pensado especialmente para uso
en países en vías de desarrollo. Fue introducido en el Perú en 1993, existiendo para
Junio 1999) más de 15 unidades pertenecientes a otras tantas empresas
constructoras y consultoras.

66MANTENIMIENTO
El método de medición que utiliza el MERLIN, por haber sido diseñado este equipo
como una variación de un perfilómetro estático y debido a la gran exactitud de sus
resultados, califica como un método Clase 1. La correlación de los resultados
obtenidos con el MERLIN, con la escala del IRI, tiene un coeficiente de
determinación prácticamente igual a la unidad (R2=0.98). Por su gran exactitud,
sólo superado por el método topográfico (mira y nivel), algunos fabricantes de
equipos tipo respuesta (Bump Integrator, Mays Meter, etc.) lo recomiendan para la
calibración de sus rugosímetros.
4.1.2, VENTAJAS DE RUGOSIMETRO DE MERLIN
Sus ventajas son:
 Facilidad para su construcción; pueden ser fabricados por los artesanos
locales con partes que sean fácilmente disponibles. Los planos pueden ser
obtenidos del TRRL.
 Robusto; no requiere un cuidado especial en el manejo, aunque
evidentemente no debe abusarse por esto.
 Fácilmente calibrado; utilizando un procedimiento sencillo.
 Fácilmente utilizado; el procedimiento de medición es sencillo y un operador
puede rápidamente ser entrenado.
 Fácil mantenimiento; uno de sus atributos más importantes.
El MERLÍN mide el desplazamiento vertical entre la superficie del camino y el
punto medio de una línea imaginaria de longitud constante. El desplazamiento es
conocido como “la desviación con respecto a la cuerda promedio”. El MERLÍN tiene
dos pies, separados uno de otro una distancia de 1.8m, el cual se apoya en la
superficie del camino cuya rugosidad será medida a lo largo de la wheeltrack
(marca hecha por las ruedas). Un patín de prueba móvil se pone a media-vía sobre
la superficie de camino entre los dos pies y el MERLÍN mide la distancia vertical
“y” entre la superficie del camino y el punto medio de una línea imaginaria de
longitud constante que une la base de los dos pies. El resultado se registra en un
formato montado sobre la máquina, tomando medidas repetidas a lo largo de la
huella de la rueda cuando se han completado las observaciones, se remueve el

67MANTENIMIENTO
formato, en el cual se habrá generado un histograma. El “ancho” del histograma
(D), expresado en milímetros representa la rugosidad en la escala de MERLÍN.
FIGURA N° 22 - Medición de las desviaciones de la superficie del pavimento
respecto de la curda promedio AB.
Aproximadamente en la parte central del elemento horizontal, se proyecta hacia
abajo una barra vertical que no llega al piso, en cuyo extremo inferior pivotea un
brazo móvil. El extremo inferior del brazo móvil está en contacto directo con el piso,
mediante un patín empernado y ajustable, el cual se adecua a las imperfecciones
del terreno, mientras que el extremo superior termina en un puntero o indicador
que se desliza sobre el borde de un tablero, de acuerdo a la posición que adopta el
extremo inferior del patín móvil al entrar en contacto con el pavimento.
La relación de brazos entre los segmentos extremo inferior del patín móvil-pivote y
pivote-puntero es 1 a 10, de manera tal que un movimiento vertical de 1 mm, en el
extremo inferior del patín móvil, produce un desplazamiento de 1 cm del puntero.
Para registrar los movimientos del puntero, se utiliza una escala gráfica con 50
divisiones, de 5 mm de espesor cada una, que va adherida en el borde del tablero
sobre el cuál se desliza el puntero (Ver Figura).

68MANTENIMIENTO
FIGURA N° 23 – Escala para determinar la dispersión de las desviaciones de
la superficie de pavimento respecto del nivel de referencia o cuerda
promedio.
4.1.3. METODO DE USO
Para la ejecución de los ensayos se requiere de dos personas que trabajen
conjuntamente, un operador que conduce el equipo y realiza las lecturas y un
auxiliar que los anota. Asimismo, debe seleccionarse un tramo de 400m de longitud,
sobre un determinado carril de una vía. Las mediciones se efectúan siguiendo la
huella exterior del tráfico.
Para determinar un valor de rugosidad se deben efectuar 200 observaciones de las
“irregularidades que presenta el pavimento” (desviaciones relativas a la cuerda
promedio), cada una de las cuales son detectadas por el patín móvil del MERLÍN, y
que a su vez son indicadas por la posición que adopta el puntero sobre la escala
graduada del tablero, generándose de esa manera las lecturas. Las observaciones

69MANTENIMIENTO
deben realizarse estacionando el equipo a intervalos regulares, generalmente cada
2m de distancia, en la práctica esto se resuelve tomando como referencia la
circunferencia de la rueda del MERLÍN, que es aproximadamente esa dimensión,
es decir, cada ensayo se realiza al cabo de una vuelta de la rueda.
En cada observación el instrumento debe descansar sobre el camino apoyado en
tres puntos fijos e invariables: la rueda, el apoyo fijo trasero y el estabilizador para
ensayo.
La posición que adopta el puntero corresponderá a una lectura entre 1 y 50, la que
se anotará en un formato de campo, tal como el mostrado en la Figura 24. El
formato consta de una cuadricula compuesta por 20 filas y 10 columnas; empezando
por el casillero (1,1), los datos se llenan de arriba hacia abajo y de izquierda a
derecha.
FIGURA N° 24 - Formato para recolección de datos de campos

70MANTENIMIENTO
4.1.4. PARA EL CALCULO DE RUGOSIDAD
CALCULO DEL RANGO D
Como se ha explicado, para la generación de los 200 datos que se requieren para
determinar un valor de rugosidad, se emplea una escala arbitraria de 50 unidades
colocada sobre el tablero del rugosímetro, la que sirve para registrar las doscientas
posiciones que adopta el puntero del brazo móvil. La división Nº 25 debe ser tal que
corresponda a la posición central del puntero sobre el tablero cuando el perfil del
terreno coincide con la línea o cuerda promedio. En la medida que las diversas
posiciones que adopte el puntero coincidan con la división 25 o con alguna cercana
(dispersión baja), el ensayo demostrará que el pavimento tiene un perfil igual o
cercano a una línea recta (baja rugosidad). Por el contrario, si el puntero adopta
repetitivamente posiciones alejadas a la división Nº25 (dispersión alta), se
demostrará que el pavimento tiene un perfil con múltiples inflexiones (rugosidad
elevada).
La dispersión de los datos obtenidos con el MERLIN se analiza calculando la
distribución de frecuencias de las lecturas o posiciones adoptadas por el puntero, la
cual puede expresarse, para fines didácticos, en forma de histograma (Figura
siguiente). Posteriormente se establece el Rango de los valores agrupados en
intervalos de frecuencia (D), luego de descartarse el 10% de datos que correspondan
a posiciones del puntero poco representativas o erráticas. En la práctica se elimina
5% (10 datos) del extremo inferior del histograma y 5% (10 datos) del extremo
superior.

71MANTENIMIENTO
FIGURA N° 25 – Histograma de la distribución de frecuencias de una muestra
de 200 desviaciones medidas en forma consecutiva.
CORRELACIONES D VS IRI
Para relacionar la rugosidad determinada con el MERLIN con el Indice de
Rugosidad Internacional (IRI), que es el parámetro utilizado para uniformizar los
resultados provenientes de la gran diversidad de equipos que existen en la
actualidad, se utilizan las siguientes expresiones:
 Cuando , entonces (1)
 Cuando , entonces (2)
La expresión 1 es la ecuación original establecida por el TRRL mediante
simulaciones computarizadas, utilizando una base de datos proveniente del Ensayo
Internacional sobre Rugosidad realizado en Brasil en 1982(5). La ecuación de
correlación establecida es empleada para la evaluación de pavimentos en servicio,
con superficie de rodadura asfáltica, granular o de tierra, siempre y cuando su
rugosidad se encuentre comprendida en el intervalo indicado.
La expresión 2 es la ecuación de correlación establecida de acuerdo a la experiencia
peruana y luego de comprobarse, después de ser evaluados más de 3,000 km de
pavimentos, que la ecuación original del TRRL no era aplicable para el caso de
pavimentos asfálticos nuevos o poco deformados. Se desarrolló entonces, siguiendo

72MANTENIMIENTO
la misma metodología que la utilizada por el laboratorio británico, una ecuación
que se emplea para el control de calidad de pavimentos recién construidos.
Existen otras expresiones que han sido estudiadas para el caso de superficies que
presentan cierto patrón de deformación que incide, de una manera particular, en
las medidas que proporciona en MERLIN. M.A. Cundill del TRRL (7) estableció en
1996 para el caso de superficies con macadam de penetración de extendido manual,
la siguiente expresión:
(3)
FACTOR DE CORRECCION PARA EL FACTOR D
Las ecuaciones 1 y 2 representan correlaciones entre el valor D y la rugosidad en
unidades IRI, las cuales han sido desarrolladas para una condición de relación de
brazos del rugosímetro de 1 a 10. Esta relación en la práctica suele variar, y
depende del desgaste que experimenta el patín del brazo móvil del instrumento. En
consecuencia, para corregir los resultados se verifica la relación de brazos actual
del instrumento, y, se determina un factor de corrección que permita llevar los
valores a condiciones estándar.
Para determinar el factor de corrección se hace uso de un disco circular de bronce
de aproximadamente 5 cm de diámetro y 6 mm de espesor, y se procede de la
siguiente manera:
1. Se determina el espesor de la pastilla, en milímetros, utilizando un
calibrador que permita una aproximación al décimo de mm. El espesor se
calculará como el valor promedio considerando 4 medidas diametralmente
opuestas. Por ejemplo: el espesor medido es 6.2mm
2. Se coloca el rugosímetro sobre una superficie plana (un piso de terrazo, por
ejemplo) y se efectúa la lectura que corresponde a la posición que adopta el
puntero cuando el patín móvil se encuentra sobre el piso (por ejemplo,
lectura=25). Se levanta el patín y se coloca la pastilla de calibración debajo
de él, apoyándola sobre el piso.
Esta acción hará que el puntero sobre el tablero se desplace, asumiendo una
relación de brazos estándar de 1 a 10, una distancia igual al espesor de la pastilla
multiplicado por 10 (es decir: 6.2 x 10 = 62 mm), lo que significa, considerando que
cada casillero mide 5 mm, que el puntero se ubicará aproximadamente en el

73MANTENIMIENTO
casillero 12, siempre y cuando la relación de brazos actual del equipo sea igual a la
asumida.
Si no sucede eso, se deberá encontrar un factor de corrección (F.C.) usando la
siguiente expresión:
(4)
Donde:
EP : Espesor de la pastilla
LI : Posición inicial del puntero
LF : Posición final del puntero
Por ejemplo:
Si la posición inicial del puntero fue 25 y la final fue 10, entonces el Factor de
Corrección será:
VARIACION DE RELACION DE BRAZOS
Para facilidad del trabajo, el rugosímetro admite dos posiciones para el patín del
brazo Pivotante:
a. Una posición ubicada a 10 cm del punto de pivote, posición standard que se
utiliza en el caso de pavimentos nuevos o superficies muy lisas (baja
rugosidad). En ese caso la relación de brazos utilizada será 1 a 10.
b. Una posición ubicada a 20 cm del punto de pivote, posición alterna que se
utiliza en el caso de pavimentos afirmados muy deformados o pavimentos
muy deteriorados. En ese caso la relación de brazos será 1 a 5. De usar esta
posición, el valor D determinado deberá multiplicarse por un factor de 2.
CALCULO DEL RANGO “D” CORREGIDO
El valor D calculado en la sección 2.4.1, deberá modificarse considerando el Factor
de Corrección (FC=0.82666) definido en la sección 2.4.2 y la Relación de Brazos
empleada en los ensayos (RB=1). El valor D corregido será 36.75mm x 0.82666 x 1

74MANTENIMIENTO
= 30.38 mm. Este valor llevado a condiciones estándar es la rugosidad en “unidades
MERLIN”.
DETERMINACION DE LA RUGOSIDAD EN LA ESCALA DEL IRI
Para transformar la rugosidad de unidades MERLIN a la escala del IRI, se usa las
expresiones (1) y (2). Aplicando la expresión para el caso de IRI<2.5, se obtiene
finalmente, para el ejemplo seguido, una rugosidad igual a 1.47 m/km.
4.1.5. LIMITES DE LA RUGOSIDAD PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE PAVIMENTOS
Para el caso de pavimentos asfálticos nuevos o rehabilitados, la rugosidad o
regularidad superficial se deberá controlar calculando el parámetro denominado
IRI Característico, el cuál es definido por la siguiente expresión:
(5)
Donde:
: IRI característico
: IRI promedio
: Desviación Estándar
De acuerdo al factor de correlación empleado (K=1.645), se cumplirá que el 95% del
pavimento experimentará una rugosidad igual o menor al IRI característico.
Calculado el IRI característico, el sector o tramo será aceptado si cumple con las
siguientes condiciones:
a. Para pavimentos asfálticos nuevos, el IRIc deberá ser menor o igual a 2.0
m/km.
b. Para pavimentos con recapado asfáltico, el IRIc deberá ser menor o igual a
2.5 m/km
c. Para pavimentos con sellado asfáltico, el IRIc deberá ser menor o igual a 3.0
m/km.
En caso de no cumplirse con estos límites, el sector o tramo deberá subdividirse en
secciones de rugosidad homogénea, y se calculará el IRI característico para cada
una de ellas, los que deberán cumplir los límites indicados.

75MANTENIMIENTO
CAPÍTULO II: MARCO METODOLÓGICO
2.1. Tipo y nivel de la investigación
El tipo de investigación según la finalidad, es aplicada porque tiene
como objetivo resolver un determinado problema, en este caso es determinar
la condición del pavimento flexible mediante el método PCI e IRI de la vía en
estudio.
El tipo de investigación según el enfoque, es mixta es decir cualitativa y
cuantitativa, de acuerdo a los resultados de la investigación es cualitativa porque
denominará el estado situacional del pavimento como fallado, muy malo, malo,
regular, bueno, muy bueno o excelente; también es cuantitativa porque el
resultado en mención estará ubicado dentro de los rangos de calificación del PCI
(del 0 al 100).
El nivel de la investigación según la profundidad y objetivo, es
descriptiva porque se ejecuta el levantamiento de información mediante la
observación en el presente de los daños del pavimento flexible de acuerdo a
su tipo, severidad y extensión.
2.2. Población y/o muestra de estudio
La población del trabajo de investigación es la Calle Cristina Vildoso.
CPM Natividad, georreferenciada más adelante y también en el Anexo 6.
Las muestras del trabajo de investigación, son las unidades de muestreo
inspeccionadas que de acuerdo al calculo, su ubicación geográfica se
encuentra en Anexo 7.

76MANTENIMIENTO
El punto de inicio del tramo en mención es la intersección de la Calle
cristina Vildoso, CPM Nativdad tacna
Longitud de evaluación: 660m.
Figura 57. Mapa de ubicación distrito de Tacna.
Fuente: extraído de es.wikipedia.org/wiki/Distrito de tacna
Figura 58. Ubicación de punto de inicio y final en mapa vial.
Fuente: Google maps y elaboración propia.

77MANTENIMIENTO
Figura 59. Ubicación de punto de inicio y final en fotografía satelital.
Fuente: Google earth y elaboración propia.
2.3. Variables PCI
En el presente informe se ha identificado las variables dependiente e
independiente, donde la variable dependiente es la Evaluación superficial del
pavimento flexible y la variable independiente es el Método PCI en sí, siendo
ésta la variable cualitativa debido a que no puede ser medida, pero si descrita
y obedece a 7 rangos calificativos, que va desde fallado hasta excelente.
Del siguiente trabajo de investigación, “EVALUACIÓN SUPERFICIAL
DEL PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA CALLE CRISTINA VILDOSO, CPM
NATIVIDAD TACNA APLICANDO EL MÉTODO DEL PCI Y SU ESTADO DE
RUGOSIDAD (ENSAYO MERLÍN)”, se identifica las siguientes variables:
- Variable independiente de tipo cualitativo ordinal: Método Pavement
Condition Index (PCI),
- Variable dependiente: Evaluación superficial del pavimento flexible.
Inicio
o
Final

78MANTENIMIENTO
Tabla 13.
Operacionalización de la variable independiente.
Variable Definición conceptual Dimensión Indicadores
Parámetros
- Tipo
de
- Severidad
evaluación
de daños
- Extensión
El PCI es un indicador
numérico que clasifica la - Cálculo de los valores
condición superficial del
deducidos.
pavimento. El PCI
- Cálculo del número
proporciona una medida
máximo admisible de
Método de la condición actual del valores deducidos (m).
Pavement pavimento basado en el
Índice de
- Cálculo del máximo valorCondition desgaste observado en la
condición
index (PCI) superficie del pavimento, lo deducido corregido (CDV).
que también indica la
- Determinar PCI de
integridad estructural y la
unidades de muestreo.
condición operacional de la
superficie (rugosidad y - Determinar PCI de
seguridad localizadas). sección.
Condición
- Identificar en el rango de
clasificación PCI.
del
pavimento
- Determinar la condición.

79MANTENIMIENTO
Fuente: ASTM D6433-07 y elaboración propia.
Tabla 14.
Operacionalización de la variable dependiente.
Variable Definición conceptual Dimensión Indicadores
Consiste en los Evaluación del
- Parámetros de
procedimientos pavimento
evaluación
necesarios para la flexible
Evaluación
evaluación y
superficial
procesamiento de la
del - Índice de
información con el
Procesamientopavimento condición
objetivo de determinar la
flexible de la
condición del estado
- Condición delinformación
situacional del pavimento
pavimento
flexible (asfáltico).
Fuente: Elaboración propia.

80MANTENIMIENTO
2.3.1. Técnicas e instrumentos para la recolección de datos
La técnica utilizada para el presente trabajo de investigación fue el
levantamiento de información por observación inicialmente reconociendo el
área de trabajo en general y luego la inspección de las unidades de muestreo
seleccionadas identificando el tipo, severidad y extensión de los daños.
Los instrumentos para la recolección de datos de la variable dependiente
fue el cuestionario sobre preguntas referentes a la evaluación de pavimentos
flexibles, para la recolección de datos de la variable independiente fue el
formato de exploración de condición para carreteras con superficie asfáltica y
el equipo merlín para la toma de datos deflexiones de la vía para el cálculo de
la rugosidad
2.3.1.1 Validez y confiabilidad del instrumento
El instrumento para la recolección de datos de la variable dependiente,
el cuestionario, ha sido elaborado de manera propia con el objetivo de
aseverar la existencia o no de los parámetros de evaluación, índice de
condición del pavimento y la condición del pavimento.
El instrumento para la recolección de datos de la variable independiente,
el formato de exploración de condición para carreteras con superficie asfáltica,
ha sido elaborado de manera propia en base a los antecedentes de este en la
norma ASTM 6433-07 “Práctica estándar para la evaluación de índice de
condición de pavimentos de carreteras y playas de estacionamiento” en
Estados Unidos (2007) y el libro “Pavement Condition Index (PCI) para
pavimentos asfálticos y de concreto en carreteras” por el ing. esp. Luis
Ricardo Vásquez Varela en Colombia (2002), manteniendo los campos más
importantes para la evaluación de la vía mencionada.

81MANTENIMIENTO
2.3.2 Procesamiento y análisis de datos PCI
El plan de recolección de información sobre los daños en el pavimento
flexible de la vía en estudio estuvo supeditado al cálculo preliminar del número
y longitud de las unidades de muestreo seleccionadas para inspección, luego
de ello se establecieron las fechas para el levantamiento de información in situ
en horas con poca afluencia de tránsito vehicular, como se detalla a
continuación:
Tabla 15.
Fechas de las inspecciones de las unidades de muestreo.
Número Día Hora
01 Miercoles septiembre de 2018(PCI) 8:00 am – 12 pm
02 Martes 09 Octubre de 2018(IRI) 11 am – 1pm
Fuente: Elaboración propia.
El procesamiento de información para el cálculo del “índice de condición del
pavimento” y “condición del pavimento”, se realizó en gabinete de acuerdo a
los lineamientos establecidos en el manual “Pavement Condition Index (PCI)
para pavimentos asfálticos y de concreto en carreteras” por el ing. esp. Luis
Ricardo Vásquez Varela.

82MANTENIMIENTO
2.3.2.1. Determinación de las unidades de muestro para inspección
2.3.2.2. Unidades de muestreo
La norma ASTM D 6433-07, indica identificar los tramos del pavimento,
dividirlos en secciones, luego dividir dichas secciones en unidades de
muestra.
Tramo 01 = 0+49 – 0+497.9 (longitud = 660m.)
La norma recomienda dividir los tramos en secciones de acuerdo a la
historia de construcción, tráfico y condición, y dividir cada sección en unidades
de muestra.
Para poder realizar la división de las secciones en unidades de
muestra, se calculó la longitud recomendada de la unidad de muestra de
acuerdo a la Tabla 2. De esta manera se obtiene los siguientes datos para un
ancho de calzada de 6 m.
Ancho de calzada (m) Longitud de la unidad de muestreo (m)
5.0 46.0
5.5 41.8
6.0 38.3
6.5 35.4
7.3 (máximo) 31.5

83MANTENIMIENTO
Se ha adoptado una longitud de muestra recomendada de 38.3 m., para
el ancho de la calzada promedio de 6 m.
2.3.2.3. Determinación de las unidades de muestreo para
evaluación
Para este caso, por indicación del supervisor, se decidió trabajar con los
17 tramos, resultado de dividir la longitud total entre la longitud de la unidad
de muestreo acorde al ancho de calzada, se obvia la siguiente la fórmula:
× 2
=
Donde:
N = número total de unidades de muestreo en la sección a evaluar.
e = 5%, error admisible en el estimativo del PCI de la sección.
σ = 10, desviación estándar del PCI entre las unidades.
Se obtiene el valor de N dividiendo la longitud total del pavimento del
tramo entre la longitud de unidad de muestra, lo cual nos indicará el
número total de las unidades de muestra.

84MANTENIMIENTO
2.3.3. Cálculo del PCI de las unidades de muestreo
A continuación, se procede con el cálculo del valor del PCI de las
unidades de muestra de acuerdo a los lineamientos del Capítulo II:
Marco Teórico.
Primero, se debe tener conocimiento pleno de los diecinueve (19) tipos
de daños en el pavimento flexible de acuerdo al manual de daños para
el método PCI y se identificarán los daños y su severidad ya se baja (L),
media (M) o alta (H) de la unidad de muestra N°05, a modo de ejemplo.
Completando correctamente el formato de evaluación para pavimentos
flexibles.
2.3.4 Método Para El Cálculo De La Rugosidad
2.3.4.1. Cálculo del rango “D”
Como se ha explicado, para la generación de los 200 datos que se
requieren para determinar un valor de rugosidad, se emplea una escala
arbitraria de 50 unidades colocada sobre el tablero del rugosímetro, la
que sirve para registrar las doscientas posiciones que adopta el puntero
del brazo móvil. La división Nº 25 debe ser tal que corresponda a la
posición central del puntero sobre el tablero cuando el perfil del terreno
coincide con la línea o cuerda promedio. En la medida que las diversas
posiciones que adopte el puntero coincidan con la división 25 o con
alguna cercana (dispersión baja), el ensayo demostrará que el
pavimento tiene un perfil igual o cercano a una línea recta (baja
rugosidad). Por el contrario, si el puntero adopta repetitivamente
posiciones alejadas a la división Nº25 (dispersión alta), se demostrará
que el pavimento tiene un perfil con múltiples inflexiones (rugosidad
elevada).

85MANTENIMIENTO
La dispersión de los datos obtenidos con el MERLIN se analiza
calculando la distribución de frecuencias de las lecturas o posiciones
adoptadas por el puntero, la cual puede expresarse, para fines
didácticos, en forma de histograma (Ilustración Nº 15).
Posteriormente se establece el Rango de los valores agrupados en
intervalos de frecuencia (D), luego de descartarse el 10% de datos que
correspondan a posiciones del puntero poco representativas o erráticas.
En la práctica se elimina 5% (10 datos) del extremo inferior del
histograma y 5% (10 datos) del extremo superior.
Efectuado el descarte de datos, se calcula el “ancho del histograma” en
unidades de la escala, considerando las fracciones que pudiesen
resultar como consecuencia de la eliminación de los datos. En la Figura
Nº 12, por ejemplo, en el extremo inferior del histograma, se tiene que
por efecto del descarte de los 10 datos se eliminan los intervalos 1, 2 y
3, y un dato de los doce que pertenecen al intervalo 4, en consecuencia
resulta una unidad fraccionada igual a 11/12=0.92. Caso similar sucede
en el extremo superior del histograma, en donde resulta una unidad
fraccionada igual a 3/7=0.43. Se tiene en consecuencia un Rango igual
a 0.92+6+0.43=7.35 unidades.
El Rango D determinado se debe expresar en milímetros, para lo cual se
multiplica el número de unidades calculado por el valor que tiene cada
unidad en milímetros
(7.35x5mm=36.75mm).

86MANTENIMIENTO
2.3.4.2. Factor de corrección para el ajuste de “D”
Las ecuaciones 1 y 2 representan correlaciones entre el valor D y la
rugosidad en unidades IRI, las cuales han sido desarrolladas para una
condición de relación de brazos del rugosímetro de 1 a 10 (Ver Figura
Nº 15). Esta relación en la práctica suele variar, y depende del desgaste
que experimenta el patín del brazo móvil del instrumento. En
consecuencia, para corregir los resultados se verifica la relación de
brazos actual del instrumento, y, se determina un factor de corrección
que permita llevar los valores a condiciones estándar.
Para determinar el factor de corrección se hace uso de un disco circular
de bronce de aproximadamente 5 cm de diámetro y 6 mm de espesor, y
se procede de la siguiente manera:
1. Se determina el espesor de la pastilla, en milímetros,
utilizando un calibrador que permita una aproximación al décimo de mm.
El espesor se calculará como el valor promedio considerando 4 medidas
diametralmente opuestas. Por ejemplo: el espesor medido es 6.2mm
2. Se coloca el rugosímetro sobre una superficie plana (un
piso de terrazo, por ejemplo) y se efectúa la lectura que corresponde a
la posición que adopta el puntero cuando el patín móvil se encuentra
sobre el piso (por ejemplo, lectura=25). Se levanta el patín y se coloca la
pastilla de calibración debajo de él, apoyándola sobre el piso.

87MANTENIMIENTO

88MANTENIMIENTO
Ilustración Nº 18
Formato de Recolección de datos de Campo
Esta acción hará que el puntero sobre el tablero se desplace, asumiendo
una relación de brazos estándar de 1 a 10, una distancia igual al
espesor de la pastilla multiplicado por 10 (es decir: 6.2 x 10 = 62 mm), lo
que significa, considerando que cada casillero mide 5 mm, que el
puntero se ubicará aproximadamente en el casillero 12, siempre y
cuando la relación de brazos actual del equipo sea igual a la asumida. Si
no sucede eso, se deberá encontrar un factor de corrección (F.C.)
usando la siguiente expresión:
F.C. = (EP x 10) / [(LI - LF) x 5] ……….… (7)
Donde,
EP: Espesor de la pastilla
LI: Posición inicial del puntero
LF: Posición final del puntero
Por ejemplo:
Si la posición inicial del puntero fue 25 y la final fue 10,
entonces el
Factor de Corrección será:
FC = (6.2 X 10) / [(25-10) x5] = 0.82666

89MANTENIMIENTO
2.3.4.3 Cálculo del Rango “D” corregido
El valor D calculado en el ítem a, deberá modificarse considerando el
Factor de Corrección (FC=0.82666) definido en el Item b y la Relación
de Brazos empleada en los ensayos (RB=1). El valor D corregido será
36.75mmx0.82666x1=30.38mm. Este valor llevado a condiciones
estándar es la rugosidad en “unidades MERLIN”.
2.3.4.4 Determinación de la rugosidad en la escala del IRI
Para transformar la rugosidad de unidades MERLIN a la escala del IRI,
se usa las expresiones (1) y (2). Aplicando la expresión para el caso de
IRI<2.5, se obtiene finalmente, para el ejemplo seguido, una rugosidad
igual a 1.47 m/km.
- LIMITES DE LA RUGOSIDAD PARA EL CONTROL DE
CALIDAD DE PAVIMENTOS
Para el caso de pavimentos asfálticos nuevos o rehabilitados, la
rugosidad o regularidad superficial se deberá controlar calculando el
parámetro denominado IRI Característico, el cual es definido por la
siguiente expresión:
…………………...(8)
Donde:
IRIcar: IRI característico
IRIprom: IRI promedio
: Desviación estándar

90MANTENIMIENTO
- Parámetro Estadístico = 1.645
De acuerdo al factor de correlación empleado (K=1.645), se cumplirá
que el 95% del pavimento experimentará una rugosidad igual o menor al
IRI característico.

91MANTENIMIENTO
CAPÍTULO IV: RESULTADOS
4.1 RESULTADOS PCI
Luego del procesamiento de datos, de acuerdo a los parámetros de evaluación
obtenidos en las 17 unidades de muestra se obtienen los siguientes resultados

92MANTENIMIENTO
EVALUACION SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO
HOJA DE CAMPO PARA MEDICION DE LA RUGOSIDAD CON MERLIN
PROYECTO : CALLE CRISTINA VILDOSO OPERADOR : MTCS
SECTOR : KM. 0+000 - 0+400 FECHA : 09/10/2018
CARRIL
:
DERECHO
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 28 25 23 22 24 34 4 23 19 TIPO DE PAVIMENTO
2 27 23 20 6 25 15 23 23 18 13
3 20 21 27 22 28 30 14 22 16 18 : AFIRMADO
4 33 23 23 20 25 22 32 21 7 18
5 32 15 1 27 26 23 27 24 24 16 : BASE GRANULAR
6 23 24 20 20 23 30 26 20 34 24
7 2 29 25 20 23 25 35 25 24 19 : BASE IMPRIMADA
8 24 16 26 22 1 28 25 27 27 27
9 2 23 25 21 21 10 24 21 26 27 : TRAT. BI CAPA
10 31 24 19 16 26 28 15 21 23 18
11 28 14 24 16 15 20 11 24 14 20 : CARPETA EN FRIO
12 29 22 27 36 19 11 23 21 15 27
13 20 24 7 26 28 50 25 20 20 7 : CARPETA EN CALIENTE
14 23 11 19 20 22 25 24 14 25 18
15 2 22 22 22 15 28 17 22 27 21 : RECAPEO ASFALTICO
16 22 21 16 29 36 31 24 44 22 17
17 29 20 46 30 24 22 25 22 4 26 : SELLO
18 21 16 23 14 13 27 36 21 12 23
19 26 25 25 27 19 18 45 23 20 26 : OTROS
20 24 24 26 26 19 26 21 18 24 15

93MANTENIMIENTO
MEDICION DE LA RUGOSIDAD CON EQUIPO MERLIN
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
PROYECTO : CALLE CRISTINA VILDOSO X 50
SECTOR : KM. 0+000 - 0+400 49
CARRIL : DERECHO 48
OPERADOR : MTCS 47
ESTRUCTURA : CARPETA EN FRIO x 46
FECHA : 09/10/2018 x 45
x 44
35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 43
42
41
40
39
38
37
X X X 36
X 35
X X 34
X 33
X X 32
X X 31
X X X 30
X X X X 29
X X X X X X X 28
X X X X X X X X X X X X X 27
X X X X X X X X X X X X 26
X X X X X X X X X X X X X X 25
X X X X X X X X X X X X X X X X X X 24
X X X X X X X X X X X X X X X X X X 23
X X X X X X X X X X X X X X X 22
X X X X X X X X X X X X X X X 20
X X X X X X X 19
X X X X X X X 18
X X 17
X X X X X X X 16
X X X X X X X 15
X X X X X 14
X X 13
X 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X X X 11
1 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx X 10
2 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx 9
4 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx X X X 7
7 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx X X 4
9 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx X X X X 2
DATOS DE ENTRADA

94MANTENIMIENTO
Número de datos : 200
Datos Descartados : 20 (10 en cada extremo)
Relación de brazos : 1
Factor de corrección : 1
CALCULO DE RUGOSIDAD
Rango "D" = 123.333
HOJA DE CAMPO PARA MEDICION DE LA RUGOSIDAD CON MERLIN
PROYECTO : CALLE CRISTINA VILDOSO OPERADOR : MTCS
SECTOR : KM. 0+400 - 0+000 FECHA : 09/10/2018
CARRIL : IZQUIERDO
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 46 21 12 43 28 25 23 26 25 27 TIPO DE PAVIMENTO
2 25 23 21 9 20 19 25 19 17 13
3 20 14 27 22 27 32 23 19 20 25 : AFIRMADO
4 14 33 43 23 1 31 28 50 21 11
5 19 20 36 23 18 28 22 3 24 29 : BASE GRANULAR
6 20 17 23 15 25 43 21 46 22 11
7 19 23 19 26 29 26 19 15 22 14 : BASE IMPRIMADA
8 28 16 19 28 21 18 27 26 17 25
9 25 9 23 13 24 16 43 37 18 22 : TRAT. BI CAPA
10 22 25 29 6 21 27 22 28 22 25
11 41 23 25 26 22 17 1 22 21 12 : CARPETA EN FRIO
12 31 19 26 21 23 24 24 8 21 31
13 22 13 22 27 14 26 22 24 36 22 : CARPETA EN CALIENTE
14 21 14 28 30 18 20 22 37 31 40
15 25 23 14 27 20 1 26 30 1 16 : RECAPEO ASFALTICO
16 12 19 25 34 24 24 23 29 37 21
17 13 18 21 16 26 31 29 26 27 17 : SELLO
18 25 33 18 25 21 22 26 15 17 24
19 24 20 11 25 26 23 23 39 20 22 : OTROS
20 27 19 18 15 24 20 28 27 30 19

95MANTENIMIENTO
MEDICION DE LA RUGOSIDAD CON EQUIPO MERLIN
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
PROYECTO : CALLE CRISTINA VILDOSO X 50
SECTOR : KM. 0+400 - 0+000 49
CARRIL : IZQUIERDO 48
OPERADOR : MTCS 47
ESTRUCTURA : CARPETA EN FRIO X x 46
FECHA : 09/10/2018 45
44
35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 X X X x 43
42
x 41
X 40
X 39
38
X X X 37
X X 36
35
X 34
X X 33
X 32
X X X X X 31
X X X 30
X X X X X 29
X X X X X X X X 28
X X X X X X X X X X 27
X X X X X X X X X X X X X X X X 25
X X X X X X X X X X X X X X 23
X X X X X X X X X X X X X X X X X 22
X X X X X X X X X X X X X 21
X X X X X X X 18
X X X X X X 17
X X X X 16
X X X X 15
X X X X X X 14
X X X X 13
X X X 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X X X 11
10 xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx X X X X 1
DATOS DE ENTRADA

96MANTENIMIENTO
Número de datos : 200
Datos Descartados : 20 (10 en cada extremo)
Relación de brazos : 1
Factor de corrección : 1
CALCULO DE RUGOSIDAD
Rango "D" = 128.333
1. RESULTADOS PROMEDIO DEL IRI
VIAS EVALUADAS
PROGRESIVA IRI (m/km) IRI Promedio IRI (m/km)
Calle Cristina Vildoso
Carril Derecho: 6.402 6.520
0+000 - 0+400 6.402
carril Izquierdo: 6.638
0+400 - 0+000 6.638
2. CALCULO DEL PSI A PARTIR DEL IRI
A partir de las siguientes ecuaciones se calculará el PSI y se tomará el
promedio total de estos.
 Ecuación Según William Paterson
(1987)
 Ecuación según D. Dujisin y A. Arroyo
(1995)

97MANTENIMIENTO
 Ecuación Según William Paterson
(1987)
Evaluación de PSI
Vía Evaluada
IRI
(m/km)
PSI
(1)
PSI
(2)
PSI
(3)
PSI
Prom
PSI Prom. Tot.
Calle Cristina Vildoso 6.520 1.53 1.56 1.22 1.43
Carril Derecho 6.402 1.56 1.60 1.27 1.48
Carril Izquierdo 6.638 1.50 1.52 1.16 1.39
SERVICIABILIDAD DE LOS PAVIMENTOS EVALUADOS
CALIFICACION SEGÚN EL INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO
Vía Evaluada PSI PCI CALIFICACION
Calle Cristina Vildoso 28.69 MALO
Carril Derecho 1.48 29.53 MALO
Carril Izquierdo 1.39 27.86 MALO

98MANTENIMIENTO

99MANTENIMIENTO
CAPÍTULO V: PANEL FOTOGRAFICO

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