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Maestría en Vías Terrestres
Módulo III
Diseño de Pavimentos I
Evaluación de Pavimentos
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
PROGRAMA DE CAPACITACIÓN ACADÉMICA
Managua, Nicaragua
Agosto 2010
Expositores
Ing. Gustavo Corredor M.
Ing. Maylin Corros B.
Sección para Delegados del
Ministerio de Transporte
e Infraestructura
Maestría en Vías Terrestres
Módulo III
Diseño de Pavimentos I
Evaluación de Pavimentos
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
PROGRAMA DE CAPACITACIÓN ACADÉMICA
Sección para Delegados de
La Cámara de la Construcción
Managua, Nicaragua
Agosto 2010
Expositores
Ing. Gustavo Corredor M.
Ing. Maylin Corros B.
Medición de la calidad de acabado (planitud)
en obras nuevas, a efectos de aceptación o rechazo
de un nuevo pavimento, o de la Rugosidad del
pavimento en obras en servicio, a los fines de
determinar acciones de rehabilitación
Gustavo Corredor M.
Mayo 2008
El concepto de “servicapacidad” introducido en el
MÉTODO DE LA AASHTO para medir la “condición de servicio”
Present Serviceability Rating (PSR)
Ecuación de la condición de servicio “PSI”
Present Serviceability Index (PSI)
Ecuación de la condición de servicio “PSI”
PSI = 5.03 – 1.91 log(1+SV) – 1.38 RD2 – 0.01 (C+P)0.5
En donde:
• SV = varianza de las deformaciones de la pendiente longitudinal
• RD = promedio aritmético de las deformaciones transversales
• C = área de grietas por cada 1.000 pie cuadrados del pavimento
• P = área reparada en el pavimento por cada 1.000 pie cuadrados
IRI
ÍNDICE DE RUGOSIDAD
INTERNACIONAL
Definición del IRI :
IRI = RARS80
RARS80 = Reference Average Rectified Slope a 80
km/h
IRI = RARS80 = u - v
L
La media de la pendiente
rectificada del perfil filtrado por
el modelo de cuarto de coche
GOLDEN QUARTER CAR para
una velocidad de referencia de 80
km/h, en la longitud de análisis.
Modelo del cuarto de coche
Definición :
 EL IRI ES EL DESPLAZAMIENTO
VERTICAL ACUMULADO (por el
conductor sentado) DURANTE LA
DISTANCIA RECORRIDA
 El IRI fue aceptado como estándar de
medida de regularidad superficial en las
carreteras por el Banco Mundial en 1986, a
partir del experimento de armonización y
comparación de los equipos que median el
índice de regularidad superficial
Para qué sirve el IRI
 Como Especificación de Construcción
(aceptación o rechazo de nuevos pavimentos)
 Como herramienta para evaluación de
pavimentos en servicio
 Valoración del perfil longitudinal en los
vehiculos y en los usuarios
 Dinámica de sistemas en movimiento.
 Interacción del sistema Hombre – Vehículo
– Carretera.
Escala de valores IRI
Escala de valores IRI
Valores de IRI según estudio en Uruguay:
Referencia: Instituto Mexicano del Transporte
ÍNDICE INTERNACIONAL DE RUGOSIDAD EN LA RED CARRETERA DE
MÉXICO
Mario C. Arriaga Patiño, Paul Garnica Anguas, Alfonso Rico Rodríguez
Publicación Técnica No.108
Sanfandila, Qro., 1998
Criterio final propuesto por INVEAS para
ser discutido por Fondonorma para el FPP
¿Cómo se aplican los FP?
FACTOR DE PAGO INTEGRAL Y FACTOR DE PAGO FINAL
SEGÚN EL TIPO DE CAPA Y EL TIPO DE VÍA
Capa y Tipo vía según su
tránsito
Factor de Pago Integral
(FPI)
Factor de Pago Final
(FPF)
CAPA DE RODAMIENTO
EN VÍAS DE TRÁNSITO
ALTO
FPG * FCA * FPC * FPP FPF = [ 1 – (1- FPI) ]
1,5
CAPAS DISTINTAS A
RODAMIENTO EN VÍAS
DE TRÁNSITO ALTO Y
CUALQUIER CAPA EN
VÍAS DE TRÁNSITO
MEDIO
FPG * FCA * FPC FPF = [ 1 – (1- FPI) ]
1,8
CUALQUIER CAPA EN
VÍAS DE TRÁNSITO BAJO
FCA * FPC FPF = [ 1 – (1- FPI) ]
2,2
Nota: el valor de FPF debe ser calculado con tres (3) cifras decimales
Las cantidades de obra determinadas en cada lote, de acuerdo a lo indicado en los Artículos 12-
10-81 y siguientes, se multiplicarán por un Factor de Pago Final (FPF), el cual se obtendrá, a su
vez, al aplicar la fórmula indicada en la Tabla 1, es decir:
Cantidades de obra a cancelar = (cantidades de obra medidas en el lote) * FPF
TABLA 1
PAÍS
CLASIFICACIÓN SEGÚN VALORES DEL IRI (m/Km.)
BUENO REGULAR MAL
NIVEL DE
RECHAZO
NIVEL DE
RECEPCIÓN
U.S.A <2.4 2.4-4.7 >4.7
ESPAÑA >2.5 <1.85
CHILE 0-3 3-4 >4 >2.5 <2.5
HONDURAS <3.5 3.5-6 >6
URUGUAY <3.9 4-4.6 >4.6
VENEZUELA (1) <1.8 1.8-2.5 2.5-3.0 >3.00
<3.00
(con escala de
Pago)
FUENTE: REFERENCIA 1: URBÁEZ, E.; CORREDOR, G.; JUGO, A. ESTIMACIÓN DEL ÍNDICE DE RUGUSIDAD INTERNACIONAL (IRI) EN VÍAS
RECIÉN PAVIMENTADAS A TRAVÉS DEL EQUIPO MERLÍN. 2º SIMPOSIO VENEZOLANO DEL ASFALTO. MÉRIDA-VENEZUELA (2002).
(1): CLASIFICACIÓN SUGERIDA POR AUTORES DE LA REFERENCIA 1.
Criterios de Aceptación o Rechazo de la Regularidad Superficial.
Referencias Internacionales
Países como Estados Unidos, España, Chile, Honduras y Uruguay, han establecido
valores del IRI para clasificar el grado de confort de los caminos pavimentados, así como
valores para recepción de obras y para nivel de rechazo, la tabla 1 incluye éstos valores
en cada uno de los países mencionados.
Especificación de Construcción
IRI < 1,5 mm/m IRI < 2,0 mm/m IRI < 2,5 mm/m
50 80 100
% HECTÓMETROS DELTRAMO CON VALOR DE
ESPECIFICACIÓN
Recepción de obras nuevas
IRI mm/m Calificación
0 - 1,5 Excelente
1,5 - 2,5 Aceptable
2,5 - 4,0 Regular
> 4,0 No deseable
Conservación de red de Carreteras
IRI mm/m Calificación
2,0 - 3,5 Muy bueno
3,5 - 4,5 Bueno
4,5 - 6,5 Regular
6,5 -12,0 Malo
Conservación de carreteras concesionadas
IRI mm/m Calificación
2,0 - 3,0 Muy bueno
3,1 - 4,0 Bueno
4,1 - 6,0 Regular
6,1 -10,0 Malo
Doble calzada Buga - Tulua - La Paila
La experiencia Colombiana:
Tipos de equipos
 Topográficos.
 Tipo perfilométrico
 Medida integral
 Tipo respuesta
Determinación del IRI por topografía clásica
ASTM E-1364 (2005)
Determinación del IRI por topografía clásica
ASTM E-1364 (2005)
Medición de la planitud de un pavimento mediante
el “Equipo MERLIN*”.
* Machine for Evaluating Roughness using Low-Cost Instrumentation
• Desarrollado por el TRRL (Inglaterra) a inicios de los ’90
• Diseñado para ser empleado para medir IRI en pavimentos
deteriorados en países en desarrollo
• Introducido en Suramérica (Perú) en 1993, especialmente en
lo referente a aceptación de nuevos pavimentos
• Introducido en Venezuela en el 2001 en la medición de la
calidad de acabado en los trabajos de rehabilitación de la
autopista Francisco Fajardo
• Incluido en la Norma INVEAS como parte de los “Factores
de Pago”, lo cual pasaría a ser parte de la “Nueva Norma
COVENIN”
Medición de la planitud de un pavimento mediante
el “Equipo MERLIN*”.
Medición de la planitud de un pavimento mediante
el “Equipo MERLIN*”.
Medición de la planitud de un pavimento mediante
el “Equipo MERLIN*”.
Costo equipo = 3.000 US $
Medición de la planitud de un pavimento mediante
el “Equipo MERLIN*”.
Factor de Pago por Planitud
• El proceso y criterio de Medición INVEAS,
ha sido tomado del propuesto por el Dr. A.
Jugo(1), empleando los FP del INVEAS:
– Medición corrida a lo largo del tramo.
– La distancia de medición entre dos puntos sucesivos es
igual al perimetro de la rueda MERLIN.
– Cálculo de valores de IRI en segmentos de 100 ml.
– Obtención del promedio del IRI para los 10 segmentos de
un (1) km.
– Obtención del FP para cada km, en funcion del IRI
promedio para el km.
(1) Proyecto de rehabilitación de la Autopista Caracas-Mampote, Fontur, 2005.
Procedimiento de campo
Procedimiento de campo
Procedimiento de campo
Planilla recolección
de datos según
MERLIN
Procedimiento de campo
Planilla recolección
de datos según
MERLIN (Venezuela)
Procedimiento de campo
El resultado de las mediciones de campo por MERLIN
se denomina “Valor D” y de él se obtiene el IRO
El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del
MERLIN:
IRI = 0.593 + 0.0471 * D
(IRI en metros por km)
Esta ecuación fue desarrollada para pavimentos “en servicio” por
correlación en 27 secciones, 8 de las cuales eran en pavimentos
asfálticas y las restantes en superficies de granzón.
Procedimiento de campo
Calibración inicial del equipo MERLIN
Procedimiento de campo
Calibración inicial del equipo MERLIN
Procedimiento de campo
Interpretación de los datos según MERLIN inicial
Análisis del histograma:
En extremo inferior se eliminan los intervalos con las desviaciones
1 (1 dato), 2 (3 datos), 3 (5 datos) y 4 (1 dato de 12)
En extremo superior se eliminan los intervalos con las desviaciones
13 (4 datos), 12 (2 datos) y 11 (4 datos de 7)
Quedan los siguientes intervalos:
* 11/12 = 0.92 del intervalo 4
* 1 del intervalo 5
* 1 del intervalo 6
* 1 del intervalo 7
* 1 del intervalo 8
* 1 del intervalo 9
* 1 del intervalo 10
* 3/7 = 0.43 del intervalo 11
Intervalos a considerar = 0.92 + (1 * 6) + 0.43 = 7.35
(a) El número de unidades (intervalos) a considerar
se multiplica por “5” que es el valor de cada unidad
en milímetros (mm), y se obtiene el “Valor MERLIN”,
que es llamado “D”.
En este ejemplo D = 7.35 * 5 = 36.75
Cálculo del IRI
(b) El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del
MERLIN:
IRI = 0.593 + 0.0471 * D (IRI en metros por km)
(c) En nuestro ejemplo:
IRI = 0.593 + 0.0471 * 36.75 = 2.324 m/km
Ejemplo mediciones MERLIN
Vía: Autopista Francisco Fajardo
Tramo: Distribuidor Universidad Metropolitana-Dist. Chacao
Progresiva: 0+020 a 0+420
Rango
desviación
Número de
desviaciones
0 30
1 49
2 40
3 35
4 20
5 15
6 5
7 3
8 2
9 0
10 0
11 1
Total 200
Ejemplo mediciones MERLIN
Vía: Autopista Francisco Fajardo
Tramo: Distribuidor Universidad Metropolitana-Dist. Chacao
Progresiva: 0+020 a 0+420
Rango
desviación
Número de
desviaciones
Datos
eliminados
0 30 10
1 49
2 40
3 35
4 20
5 15
6 5 4
7 3 3
8 2 2
9 0
10 0
11 1 1
Total 200
Ejemplo mediciones MERLIN
Vía: Autopista Francisco Fajardo
Tramo: Distribuidor Universidad Metropolitana-Dist. Chacao
Progresiva: 0+020 a 0+420
Rango
desviación
Número de
desviaciones
Datos
eliminados
Intervalos en
cálculo
0 30 10 20/30= 0.67
1 49 1
2 40 1
3 35 1
4 20 1
5 15 1
6 5 4 1/5 = 0.20
7 3 3
8 2 2
9 0
10 0
11 1 1
Total 200
Total = 5.87
Cálculo del IRI
(a) El número de unidades (intervalos) a considerar
se multiplica por “5” que es el valor de cada unidad
en milímetros (mm), y se obtiene el “Valor MERLIN”,
que es llamado “D”.
En este ejemplo D = 5.87 * 5 = 29.35
(b) El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del
MERLIN:
IRI = 0.593 + 0.0471 * D (IRI en metros por km)
(c) En nuestro ejemplo:
IRI = 0.593 + 0.0471 * 29.35 = 1.975 m/km
Ejemplo mediciones MERLIN
Vía: Carretera Local 01
Tramo: La Luz-Empalme Local 02 (Estado Barinas)
Progresiva: 16+700 a 17+100. Sentido Norte-Sur
Rango
desviación
Número de
desviaciones
0 11
1 36
2 21
3 26
4 22
5 15
6 18
7 9
8 9
9 4
10 1
11 4
12 5
13 2
14 2
15 2
16 2
17 0
18 1
19 1
20 0
21 2
22 0
23 1
24 0
25 6
Total 200
Ejemplo 1:
Cálculo del valor MERLIN e IRI
Ejemplo 2: Cálculo del valor MERLIN e IRI
Valores Leídos en Campo:
1 11 12 13 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 35 37 40 41 44 50
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 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 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
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 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 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
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 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
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
D
INTERVALOS A CONSIDERAR:
INTERVALO 4 =2/3= 0,67 D = 18,47 x 5,00 = 92,3
INTERVALO 5 = 1,00
INTERVALO 6 = 1,00 IRI = 4,942
INTERVALO 7 = 1,00
INTERVALO 8 = 1,00
INTERVALO 9 = 1,00
INTERVALO 10 = 1,00
INTERVALO 11 = 1,00
INTERVALO 12 = 1,00
INTERVALO 13 = 1,00
INTERVALO 14 = 1,00
INTERVALO 15 = 1,00
INTERVALO 16 = 1,00
INTERVALO 17 = 1,00
INTERVALO 18 = 1,00
INTERVALO 19 = 1,00
INTERVALO 20 = 1,00
INTERVALO 21 = 1,00
INTERVALO 22 =4/5= 0,80
Nº INTERVALOS = 18,47
Nº INTERVALOS x 5 mm. =
0,593 + 0,0471 D =
4,94
IRI =
Ejemplo 2: Cálculo del valor MERLIN e IRI
Procedimiento manual y engorroso
Aportes del Ing. Pablo del Aguila en medición MERLIN
(a) Desarrolla un procedimiento mecanizado para calcular el IRI, pero
el programa corre solo cuando se realizan 200 lecturas
Aportes del Ing. Pablo del Aguila en medición MERLIN
(a) Propone una ecuación para el caso de aceptación o rechazo de
“Nuevos pavimentos”, por correlación de mediciones topográficas
-vs- mediciones MERLIN en 60 secciones recién pavimentadas en el
Perú:
IRI = 0.0485 * D
Cálculo del IRI en ejemplo anterior de la Autopista Fco. Fajardo:
(a) El número de unidades (intervalos) a considerar
se multiplica por “5” que es el valor de cada unidad
en milímetros (mm), y se obtiene el “Valor MERLIN”,
que es llamado “D”.
En este ejemplo D = 5.87 * 5 = 29.35
(b) El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del
MERLIN:
IRI = 0.0485* D (IRI en metros por km)
(c) En nuestro ejemplo:
IRI = 0.0485 * 29.35 = 1.423 m/km
Recordar que este tramo, empleando la Ecuación del TRRL, arrojó
un valor de 1.975 m/km
La ecuación de correlación IRI en Venezuela, para el caso de
“nuevos pavimentos”
Hay la posibilidad, en resumen, de aplicar una de dos ecuaciones
de correlación:
IRI = 0.0485 * D (Ecuación de Pablo del Aguila)
En Venezuela, como consecuencia de las primeras mediciones del
IRI en nuevos pavimentos, con aplicación de la ecuación del TRRL,
se reunió un “Grupo de Expertos” y acordó una ecuación que integrase
tanto los valores del TRLL como los del Perú
IRI = 0.593 + 0.0471 * D (Ecuación del TRRL)
• Con el valor de “D” se obtiene el International
Rouhgnes Index (IRI), de acuerdo a la
siguiente ecuación
Gráfico de correlación "D" -vs- IRI
y = 3E-07x 3
- 0.0001x 2
+ 0.067x - 0.3568
R 2
= 0.9933
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
0 50 100 150 200 250 300 350
Medición Merlin (mm)
Valor
IRI
(m/km)
(Data total Perú y TRRL)
IRI= 3x10-7D3 - 1.34x10-4D2 + 6.69x10-2D - 0.3568
Esta ecuación es aplicable tanto a nuevos pavimentos
como a “Pavimentos en servicio”
INTERVALOS A CONSIDERAR:
INTERVALO 4 =2/3= 0,67 D = 18,47 x 5,00 = 92,3
INTERVALO 5 = 1,00
INTERVALO 6 = 1,00 IRI = 4,942
INTERVALO 7 = 1,00
INTERVALO 8 = 1,00
INTERVALO 9 = 1,00
INTERVALO 10 = 1,00
INTERVALO 11 = 1,00
INTERVALO 12 = 1,00
INTERVALO 13 = 1,00
INTERVALO 14 = 1,00
INTERVALO 15 = 1,00
INTERVALO 16 = 1,00
INTERVALO 17 = 1,00
INTERVALO 18 = 1,00
INTERVALO 19 = 1,00
INTERVALO 20 = 1,00
INTERVALO 21 = 1,00
INTERVALO 22 =4/5= 0,80
Nº INTERVALOS = 18,47
Nº INTERVALOS x 5 mm. =
0,593 + 0,0471 D =
4,94
IRI =
Ejemplo 2: Cálculo del valor MERLIN e IRI
Por ecuación del Perú:
IRI = 0.0485 * D = 0.485 * 92.3 = 4.48 m/km
(Aplicación de la ecuación del TRRL)
Por ecuación acordada en Venezuela:
IRI = 2.7*10-7*D3-1.34*10-4*D2+0.69*10-2*D-0.3568 = 4.89 m/km
ING.
(PhD)-IRI
SO VZLA
SI
79
99 1,00
F. PAGO /
INVEAS
99 1,00
0,98
1,00
58
1,00
79
1,00
96
94 1,00
03 1,02
87 1,00
00 1,00
84 1,00
AUTOPISTA REGIONAL DEL CENTRO
TRAMO: ENCRUCIJADA CAGUA-PALO NEGRO-TAPATAPA
SENTIDO CARACAS-MARACAY / CANAL LENTO
102+600-109+800: 13 SECCIONES DE 400 m. (200 LECTURAS) c/u
0+000: ORIGEN NACIONAL (FUERTE TIUNA)
DATOS: DICIEMBRE-2006 A MAYO-2007
2,25
1,99
1,99
1,80
1,83
1,78
1,77
1,73
1,90
1,77
1,93
1,80
1,89
1,70
1,44
1,44
1,25
1,27
1,22
1,22
1,17
1,34
1,21
1,38
1,25
1,34
1,84
1,52
1,52
1,28
1,31
1,25
1,24
1,18
1,40
1,23
1,45
1,28
1,40
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 34,0 35,0 36,0 37,0 38,0 39,0 40,0
D (mm.)
IRI
(mm/Km)
TRRL
PERÚ
CONSENSO
ESPECIALISTAS-2004
IRI (m/km)
Cálculo del IRI por procedimiento estadístico
Simplificación del
proceso de cálculo
(Aporte del Dr. A. Jugo)
Vía: Carretera Local 01, Estado Barinas PSI
Tramo: La Luz-Empalme Local 02 IRI(1) = 2.19
Progresiva: 12+000 a 12+400 IRI(2) =
Sentido: Norte-Sur
Fecha: 14-6-03
n = 200 max = 25 Si = 5.07
Prom = 23.8 min = 0 D = 83.8
n valor i valor i valor i valor i valor i
1 16 9 20 5 20 5 16 9 30 5
2 23 2 23 2 16 9 12 13 23 2
3 28 3 25 0 27 2 23 2 26 1
4 28 3 41 16 30 5 24 1 0 25
5 31 6 22 3 18 7 21 4 0 25
6 25 0 21 4 31 6 30 5 27 2
7 28 3 32 7 21 4 26 1 19 6
8 30 5 20 5 19 6 18 7 28 3
9 12 13 25 0 20 5 27 2 21 4
10 11 14 32 7 18 7 28 3 31 6
11 17 8 14 11 28 3 23 2 23 2
12 17 8 19 6 31 6 25 0 20 5
13 28 3 28 3 13 12 28 3 18 7
14 17 8 19 6 25 0 28 3 30 5
15 28 3 23 2 23 2 50 25 28 3
16 28 3 27 2 23 2 24 1 21 4
17 22 3 20 5 22 3 24 1 27 2
18 27 2 22 3 28 3 25 0 27 2
19 23 2 26 1 17 8 24 1 19 6
20 26 1 22 3 16 9 22 3 22 3
21 20 5 20 5 26 1 26 1 30 5
22 27 2 25 0 20 5 25 0 30 5
23 11 14 23 2 44 19 21 4 0 25
24 22 3 24 1 29 4 20 5 13 12
25 24 1 20 5 22 3 23 2 30 5
26 23 2 28 3 18 7 22 3 40 15
27 27 2 22 3 22 3 30 5 13 12
28 23 2 27 2 27 2 21 4 19 6
29 22 3 21 4 22 3 28 3 20 5
30 27 2 21 4 28 3 30 5 27 2
31 22 3 23 2 24 1 37 12 19 6
32 21 4 17 8 21 4 24 1 24 1
33 22 3 32 7 25 0 22 3 24 1
34 24 1 27 2 22 3 21 4 20 5
35 22 3 24 1 24 1 23 2 31 6
36 29 4 30 5 20 5 24 1 22 3
37 25 0 24 1 50 25 22 3 18 7
38 32 7 21 4 0 25 21 4 37 12
39 35 10 12 13 32 7 25 0 20 5
40 50 25 20 5 28 3 23 2 23 2
IRI(1) determinado según Ecuación del TRRL: IRI = 0.593+0.0741*D
IRI(2) determinado según Ecuación acordada en Venezuela: IRI=
Medición de campo realizada por: Interpretación de datos realizada por
Técnico José Quintero Ing. G. Corredor M.
ANÁLISIS DE VALORES DE MEDICIÓN MERLIN PARA ESTIMACIÓN DE IRI
4.54
Interpretación de
resultados según
MERLIN hoy
(para evaluación de
Pavimentos en servicio)
Cálculo del IRI por procedimiento estadístico
• El procedimiento sugiere la ejecución de
200 lecturas, a partir de las cuales se
obtiene el “Valor MERLIN –D-”, de
acuerdo a la ecuación:
D = 16,54 * s
Siendo D= valor “D” en mm
s = desviación estándar del número de
mediciones (normalmente 200 por unidad de
medición)
ANÁLISIS DE VALORES DE MEDICIÓN MERLIN PARA ESTIMACIÓN DE IRI
Vía:Carretera Local 01, Estado Barinas
Tramo:La Luz-Empalme Local 02
Progresiv
a:21+400 a 21+800
Sentido:Norte-Sur
Resumen de valores IRI y PSI
Progresivas Valor "D" IRI(1) IRI(2) PSI(1) PSI(2)
0+000 a 0+400 47.5 2.83 2.63 2.99 3.10
0+900 a 1+300 64.3 3.62 3.62 2.59 2.59
1+800 a 2+200 52.1 3.05 2.90 2.87 2.95
3+400 a 3+800 66.7 3.73 3.76 2.54 2.53
4+600 a 5+000 31.4 2.07 1.66 3.43 3.70
7+600 a 8+000 63.6 3.59 3.58 2.60 2.61
10+000 a 10+400 49.2 2.91 2.74 2.94 3.04
12+000 a 12+400 83.8 4.54 4.73 2.19 2.11
14+300 a 14+700 35.1 2.25 1.88 3.32 3.55
16+700 a 17+100 91.4 4.90 5.16 2.05 1.96
19+800 a 20+200 82.9 4.50 4.68 2.21 2.13
21+400 a 21+800 37.3 2.35 2.02 3.26 3.47
Promedio 58.8 3.36 3.28 2.75 2.81
Interpretación de resultados según MERLIN hoy
(para evaluación de Pavimentos en servicio)
Vía: Carretera Local 01, Estado Barinas
Tramo: La Luz-Empalme Local 02
Progresiva: 21+400 a 21+800
Sentido: Norte-Sur
ANÁLISIS DE VALORES DE MEDICIÓN MERLIN PARA ESTIMACIÓN DE IRI
Interpretación de resultados según MERLIN hoy
(para aceptación de nuevos pavimentos)
Autopista Regional del Centro
Resultados de medición del IRI y Factores de Pago
Tramo Palo Negro-La Encrucijada
Pista Sur
Sentido Maracay-Caracas
Canal Rápido
Tramo IRI PSI Factor de Pago
108+940 - 108+740 2.23 3.33 0.90
108+740 - 108+540 1.92 3.53 0.98
108+540 - 108+340 1.65 3.70 1.00
108+340 - 108+140 2.09 3.42 0.98
108+140 - 107+940 1.73 3.65 1.00
107+940 - 107+740 1.94 3.51 0.98
107+740 - 107+540 1.83 3.59 0.98
107+540 - 107+340 1.64 3.71 1.00
105+420 - 105+270 1.48 3.82 1.00
Promedio 1.84 3.58 0.98
Obra 1. Canal 1. Sentido E-W. Valores de IRI
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
Progresiva
Valor
IRI
(m
/km
)
2.13 (valor promedio)
Interpretación de resultados según MERLIN hoy
(para aceptación de nuevos pavimentos)
% de valores de IRI
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
<2 >2>2.2 >2.2>2.4 >2.4>2.6 >2.6>2.7 >2.7
Rango valores
%
valores
FP=1
FP=0.9
FP=0.8
FP=0.7
FP=0.5
FP=0
% de valores con valor de IRI
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
<1.8 >1.8>2.2 >2.2>2.5 >2.5>2.7 >2.7>3.0 >3
Rango valores
%
valores
FP=1
FP=0.98
FP=0.9
FP=0.85
FP=0.8
FP=0
FPtotal = 0.826 FPtotal = 0.943
Interpretación de resultados según MERLIN hoy
(para aceptación de nuevos pavimentos)
Criterio 1 Criterio 2 (INVEAS)
INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
14
Av.
El
Dorado
Puente
Aereo
Av.
Ciudad
de
Cali
Av.
El
Dorado
Hospital
Pol.N
Trs
71
C
Dig.
4
Av.
El
Dorado
Hemeroteca
N.
Av.
El
Dorado
Embaja
USA
Av.
Esperanza
Occ-Ori
ferrea
Av.
Esperanza
Ori-Occ
ferrea
Av.
Rojas
U.
Libre
Trav.
71D
calle
3
Calle
59
Cra
46
UBICACIÓN (PISTAS)
IRI
m/Km
PERFILOGRAFO
IRI MIRA Y NIVEL
IRI MERLIN
CALIBRACIÓN DEL BI UTILIZANDO EL MÉTODO
DEL MERLIN
CORRELACIONES
y = 0.0184x + 0.7882
R2
= 0.9875
y = 3.0366Ln(x) - 11.055
R2
= 0.9211
y = 0.0889x0.7438
R2
= 0.9674
y = 1.6593e0.0044x
R2
= 0.9747
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
0 100 200 300 400 500
Bump Integrator (Conteos/km)
IRI
(m/km)
IRI vs BI
Lineal (IRI vs BI)
Logarítmica(IRI vs BI)
Potencial(IRI vs BI)
Exponencial (IRI vs BI)
CALIBRACIÓN DEL BI UTILIZANDO EL MÉTODO
DEL MERLIN
IRI = 0.0184BI + 0.7882
R2
= 0.9875
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
0 100 200 300 400 500
Bump Integrator (Conteos/km)
IRI
(m/km)
http://www.camineros.com/
Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI
Viga móvil de 3 metros (México y Nicaragua)
http://www.humboldtmfg.com/
Precio = 3.200 US $
Viga móvil de 3 metros (México y Nicaragua)
Referencia: Instituto Mexicano del Transporte
ÍNDICE INTERNACIONAL DE RUGOSIDAD EN LA RED CARRETERA DE MÉXICO
Mario C. Arriaga Patiño, Paul Garnica Anguas, Alfonso Rico Rodríguez
Publicación Técnica No.108
Sanfandila, Qro., 1998
Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI
CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM
Costo equipo = 30.000 US $
Referencias:
SURFACE SYSTEMS & INSTRUMENTS, LLC
http://www.smoothroad.com/
CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM
Muy empleado en Nicaragua
CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM
CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM
Parámetros de entrada en tramo a evaluar
CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM
Display en el Panel de la computadora
CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM
Ejemplo de pantalla con data recolectada
Dipstick
Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI
• Sistema de medida en caja dotada de dos patas de apoyo
con una distancia de 0,25 m entre ellas.
• Calculadora programable Radio Shack TRS-80, para toma
de datos y almacenamiento de los mismos.
• Baterías de alimentación.
• Bastón de manejo.
• Rendimiento: 200 m/día.
PERFILÓMETRO PIVOTANTE
Dipstick (Digital Incremental Profiler):
equipo electrónico de alta precisión para la evaluación de la
regularidad superficial de los pavimentos (IRI)
Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI
Perfilómetro Dipstick
http://www.dipstick.com/
Precio = 11.500 US $
Otros equipos de mayor rendimiento para medición del IRI, especialmente
en evaluación de estado de redes viales
Rugosímetro de California
APL
Rugosimetro RSP
Romdas
(ROAD MEASUREMENT DATA ACQUISITION SYSTEM)
ROMDAS
ROMDAS Bump Integrator
ROMDAS BI
Instalado en el vehículo
Instalación del BI
Cable to
ROMDAS
Wire to Axle
Cover to
Protect BI
Holes in
plate for
mounting to
floor
Fasters for
Protection
Cover
Bump Integrator
Axle
Centreline
Vehicle
Centreline
Fixing
Point
ROMDAS Hardware Interface
Pantalla de identificación
Pantalla de trabajo
Odómetro
Otros equipos para medición del IRI Rugosímetro Laser
CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO:
15 cámaras láser de 16 kHz para medida de la regularidad.
Cámara láser de 64 kHz para medida de la textura.
Unidad inercial compuesta por dos giróscopos y tres acelerómetros.
Sistema de posicionamiento G.P.S.
Aplicaciones:
Medida y registro del perfil longitudinal.
Medida y registro de perfiles transversales.
Cálculo de índices de regularidad superficial (IRI;PSI).
Medida y registro de la textura de los pavimentos.
Fuente imagen: www.cedex.es
Otros equipos para medición del IRI
Rugosímetro Laser
Otros equipos para medición del IRI
Rugosímetro Laser
Rugosímetro
Laser
Rugosímetro Laser
CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO:
Velocidad de ensayo de 22; 55 ó 90 km/h.
Lecturas a cada 25 cm.
Proceso de captación de datos basado en un microprocesador que trabaja en tiempo real.
El equipo es capaz de medir las ondulaciones correspondientes a longitudes de onda entre 0,6
y 30 m.
Amplitud máxima de los movimientos relativos medibles del brazo: ± 10 cm.
Aplicación:
El equipo permite la obtención del Índice de Regularidad Internacional (IRI).
Fuente imagen: www.cedex.es
EQUIPO: Analizador de Regularidad Superficial (ARS)
• Referencias técnicas a los FP:
 Reunión de la NAPA, Enero, 1990
 “The effect of increased Pavement smoothness
on long term pavement performance and annual
pavement maintenace cost”. M. S. Janoff
Correlación del IRI con el PSR (PSI):
Correlación presentada en el año1986 por Paterson, para un
Estudio del Banco Mundial (Ecuación 1*):
PSR = Calificación de Servicapacidad Presente
IRI = Índice Internacional de Rugosidad
PSR = 5*e-0.182*(IRI)
* Ecuación mas recomendada
Correlación del IRI con el PSR (PSI):
Correlación presentada en el año1986 por Paterson, para un
Estudio del Banco Mundial (Ecuación 1*):
PSR = Calificación de Servicapacidad Presente
IRI = Índice Internacional de Rugosidad
IRI = 5.5*ln(5/PSR)
* Ecuación mas recomendada
Correlación del IRI con el PSR (PSI):
Correlación presentada en el año1992 por Al Omaire y
Darter,en Illinois (Ecuación 2):
PSR = Calificación de Servicapacidad Presente
IRI = Índice Internacional de Rugosidad
PSR = 5*e-0.26*(IRI)
Correlación del IRI con el PSR (PSI):
Correlación presentada en el año1992 por Al Omaire y
Darter,en Illinois (Ecuación 2):
PSR = Calificación de Servicapacidad Presente
IRI = Índice Internacional de Rugosidad
IRI = 3,85*ln(5/PSR)
Comparación de PSI según
ecuación de correlación empleada
Valor de
IRI
PSR según
Ecuación 1
PSR = 5*e-0.182*(IRI)
PSR según
Ecuación 2
PSR = 5*e-0.26*(IRI)
0 5.00 5.00
1 4.17 3.85
2 3.47 2.97
3 2.90 2.29
4 2.41 1.77
5 2.01 1.36
6 1.70 1.05
7 1.40 0.81
8 1.17 0.63
Otras correlaciones del IRI:
Medición de la calidad de acabado (planitud)
en obras nuevas, a efectos de aceptación o rechazo
de un nuevo pavimento, o de la Rugosidad del
pavimento en obras en servicio, a los fines de
determinar acciones de rehabilitación
Gustavo Corredor M.
Mayo 2008

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Medición IRI Diseño de Pavimentos Maestria en Vias Terrestres

  • 1. Maestría en Vías Terrestres Módulo III Diseño de Pavimentos I Evaluación de Pavimentos UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN PROGRAMA DE CAPACITACIÓN ACADÉMICA Managua, Nicaragua Agosto 2010 Expositores Ing. Gustavo Corredor M. Ing. Maylin Corros B. Sección para Delegados del Ministerio de Transporte e Infraestructura
  • 2. Maestría en Vías Terrestres Módulo III Diseño de Pavimentos I Evaluación de Pavimentos UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN PROGRAMA DE CAPACITACIÓN ACADÉMICA Sección para Delegados de La Cámara de la Construcción Managua, Nicaragua Agosto 2010 Expositores Ing. Gustavo Corredor M. Ing. Maylin Corros B.
  • 3. Medición de la calidad de acabado (planitud) en obras nuevas, a efectos de aceptación o rechazo de un nuevo pavimento, o de la Rugosidad del pavimento en obras en servicio, a los fines de determinar acciones de rehabilitación Gustavo Corredor M. Mayo 2008
  • 4. El concepto de “servicapacidad” introducido en el MÉTODO DE LA AASHTO para medir la “condición de servicio” Present Serviceability Rating (PSR)
  • 5. Ecuación de la condición de servicio “PSI” Present Serviceability Index (PSI)
  • 6. Ecuación de la condición de servicio “PSI” PSI = 5.03 – 1.91 log(1+SV) – 1.38 RD2 – 0.01 (C+P)0.5 En donde: • SV = varianza de las deformaciones de la pendiente longitudinal • RD = promedio aritmético de las deformaciones transversales • C = área de grietas por cada 1.000 pie cuadrados del pavimento • P = área reparada en el pavimento por cada 1.000 pie cuadrados
  • 8. Definición del IRI : IRI = RARS80 RARS80 = Reference Average Rectified Slope a 80 km/h IRI = RARS80 = u - v L
  • 9. La media de la pendiente rectificada del perfil filtrado por el modelo de cuarto de coche GOLDEN QUARTER CAR para una velocidad de referencia de 80 km/h, en la longitud de análisis.
  • 10. Modelo del cuarto de coche
  • 11. Definición :  EL IRI ES EL DESPLAZAMIENTO VERTICAL ACUMULADO (por el conductor sentado) DURANTE LA DISTANCIA RECORRIDA
  • 12.
  • 13.  El IRI fue aceptado como estándar de medida de regularidad superficial en las carreteras por el Banco Mundial en 1986, a partir del experimento de armonización y comparación de los equipos que median el índice de regularidad superficial
  • 14. Para qué sirve el IRI  Como Especificación de Construcción (aceptación o rechazo de nuevos pavimentos)  Como herramienta para evaluación de pavimentos en servicio  Valoración del perfil longitudinal en los vehiculos y en los usuarios  Dinámica de sistemas en movimiento.  Interacción del sistema Hombre – Vehículo – Carretera.
  • 17.
  • 18.
  • 19. Valores de IRI según estudio en Uruguay: Referencia: Instituto Mexicano del Transporte ÍNDICE INTERNACIONAL DE RUGOSIDAD EN LA RED CARRETERA DE MÉXICO Mario C. Arriaga Patiño, Paul Garnica Anguas, Alfonso Rico Rodríguez Publicación Técnica No.108 Sanfandila, Qro., 1998
  • 20. Criterio final propuesto por INVEAS para ser discutido por Fondonorma para el FPP
  • 21. ¿Cómo se aplican los FP? FACTOR DE PAGO INTEGRAL Y FACTOR DE PAGO FINAL SEGÚN EL TIPO DE CAPA Y EL TIPO DE VÍA Capa y Tipo vía según su tránsito Factor de Pago Integral (FPI) Factor de Pago Final (FPF) CAPA DE RODAMIENTO EN VÍAS DE TRÁNSITO ALTO FPG * FCA * FPC * FPP FPF = [ 1 – (1- FPI) ] 1,5 CAPAS DISTINTAS A RODAMIENTO EN VÍAS DE TRÁNSITO ALTO Y CUALQUIER CAPA EN VÍAS DE TRÁNSITO MEDIO FPG * FCA * FPC FPF = [ 1 – (1- FPI) ] 1,8 CUALQUIER CAPA EN VÍAS DE TRÁNSITO BAJO FCA * FPC FPF = [ 1 – (1- FPI) ] 2,2 Nota: el valor de FPF debe ser calculado con tres (3) cifras decimales Las cantidades de obra determinadas en cada lote, de acuerdo a lo indicado en los Artículos 12- 10-81 y siguientes, se multiplicarán por un Factor de Pago Final (FPF), el cual se obtendrá, a su vez, al aplicar la fórmula indicada en la Tabla 1, es decir: Cantidades de obra a cancelar = (cantidades de obra medidas en el lote) * FPF
  • 22. TABLA 1 PAÍS CLASIFICACIÓN SEGÚN VALORES DEL IRI (m/Km.) BUENO REGULAR MAL NIVEL DE RECHAZO NIVEL DE RECEPCIÓN U.S.A <2.4 2.4-4.7 >4.7 ESPAÑA >2.5 <1.85 CHILE 0-3 3-4 >4 >2.5 <2.5 HONDURAS <3.5 3.5-6 >6 URUGUAY <3.9 4-4.6 >4.6 VENEZUELA (1) <1.8 1.8-2.5 2.5-3.0 >3.00 <3.00 (con escala de Pago) FUENTE: REFERENCIA 1: URBÁEZ, E.; CORREDOR, G.; JUGO, A. ESTIMACIÓN DEL ÍNDICE DE RUGUSIDAD INTERNACIONAL (IRI) EN VÍAS RECIÉN PAVIMENTADAS A TRAVÉS DEL EQUIPO MERLÍN. 2º SIMPOSIO VENEZOLANO DEL ASFALTO. MÉRIDA-VENEZUELA (2002). (1): CLASIFICACIÓN SUGERIDA POR AUTORES DE LA REFERENCIA 1. Criterios de Aceptación o Rechazo de la Regularidad Superficial. Referencias Internacionales Países como Estados Unidos, España, Chile, Honduras y Uruguay, han establecido valores del IRI para clasificar el grado de confort de los caminos pavimentados, así como valores para recepción de obras y para nivel de rechazo, la tabla 1 incluye éstos valores en cada uno de los países mencionados.
  • 23. Especificación de Construcción IRI < 1,5 mm/m IRI < 2,0 mm/m IRI < 2,5 mm/m 50 80 100 % HECTÓMETROS DELTRAMO CON VALOR DE ESPECIFICACIÓN Recepción de obras nuevas IRI mm/m Calificación 0 - 1,5 Excelente 1,5 - 2,5 Aceptable 2,5 - 4,0 Regular > 4,0 No deseable Conservación de red de Carreteras
  • 24. IRI mm/m Calificación 2,0 - 3,5 Muy bueno 3,5 - 4,5 Bueno 4,5 - 6,5 Regular 6,5 -12,0 Malo Conservación de carreteras concesionadas IRI mm/m Calificación 2,0 - 3,0 Muy bueno 3,1 - 4,0 Bueno 4,1 - 6,0 Regular 6,1 -10,0 Malo Doble calzada Buga - Tulua - La Paila La experiencia Colombiana:
  • 25. Tipos de equipos  Topográficos.  Tipo perfilométrico  Medida integral  Tipo respuesta
  • 26. Determinación del IRI por topografía clásica ASTM E-1364 (2005)
  • 27. Determinación del IRI por topografía clásica ASTM E-1364 (2005)
  • 28. Medición de la planitud de un pavimento mediante el “Equipo MERLIN*”. * Machine for Evaluating Roughness using Low-Cost Instrumentation • Desarrollado por el TRRL (Inglaterra) a inicios de los ’90 • Diseñado para ser empleado para medir IRI en pavimentos deteriorados en países en desarrollo • Introducido en Suramérica (Perú) en 1993, especialmente en lo referente a aceptación de nuevos pavimentos • Introducido en Venezuela en el 2001 en la medición de la calidad de acabado en los trabajos de rehabilitación de la autopista Francisco Fajardo • Incluido en la Norma INVEAS como parte de los “Factores de Pago”, lo cual pasaría a ser parte de la “Nueva Norma COVENIN”
  • 29.
  • 30. Medición de la planitud de un pavimento mediante el “Equipo MERLIN*”.
  • 31. Medición de la planitud de un pavimento mediante el “Equipo MERLIN*”.
  • 32. Medición de la planitud de un pavimento mediante el “Equipo MERLIN*”. Costo equipo = 3.000 US $
  • 33. Medición de la planitud de un pavimento mediante el “Equipo MERLIN*”.
  • 34. Factor de Pago por Planitud • El proceso y criterio de Medición INVEAS, ha sido tomado del propuesto por el Dr. A. Jugo(1), empleando los FP del INVEAS: – Medición corrida a lo largo del tramo. – La distancia de medición entre dos puntos sucesivos es igual al perimetro de la rueda MERLIN. – Cálculo de valores de IRI en segmentos de 100 ml. – Obtención del promedio del IRI para los 10 segmentos de un (1) km. – Obtención del FP para cada km, en funcion del IRI promedio para el km. (1) Proyecto de rehabilitación de la Autopista Caracas-Mampote, Fontur, 2005.
  • 37.
  • 39. Planilla recolección de datos según MERLIN Procedimiento de campo
  • 40. Planilla recolección de datos según MERLIN (Venezuela) Procedimiento de campo El resultado de las mediciones de campo por MERLIN se denomina “Valor D” y de él se obtiene el IRO
  • 41. El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del MERLIN: IRI = 0.593 + 0.0471 * D (IRI en metros por km) Esta ecuación fue desarrollada para pavimentos “en servicio” por correlación en 27 secciones, 8 de las cuales eran en pavimentos asfálticas y las restantes en superficies de granzón.
  • 43. Calibración inicial del equipo MERLIN Procedimiento de campo
  • 44. Calibración inicial del equipo MERLIN Procedimiento de campo
  • 45. Interpretación de los datos según MERLIN inicial
  • 46. Análisis del histograma: En extremo inferior se eliminan los intervalos con las desviaciones 1 (1 dato), 2 (3 datos), 3 (5 datos) y 4 (1 dato de 12) En extremo superior se eliminan los intervalos con las desviaciones 13 (4 datos), 12 (2 datos) y 11 (4 datos de 7) Quedan los siguientes intervalos: * 11/12 = 0.92 del intervalo 4 * 1 del intervalo 5 * 1 del intervalo 6 * 1 del intervalo 7 * 1 del intervalo 8 * 1 del intervalo 9 * 1 del intervalo 10 * 3/7 = 0.43 del intervalo 11 Intervalos a considerar = 0.92 + (1 * 6) + 0.43 = 7.35
  • 47. (a) El número de unidades (intervalos) a considerar se multiplica por “5” que es el valor de cada unidad en milímetros (mm), y se obtiene el “Valor MERLIN”, que es llamado “D”. En este ejemplo D = 7.35 * 5 = 36.75 Cálculo del IRI (b) El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del MERLIN: IRI = 0.593 + 0.0471 * D (IRI en metros por km) (c) En nuestro ejemplo: IRI = 0.593 + 0.0471 * 36.75 = 2.324 m/km
  • 48. Ejemplo mediciones MERLIN Vía: Autopista Francisco Fajardo Tramo: Distribuidor Universidad Metropolitana-Dist. Chacao Progresiva: 0+020 a 0+420 Rango desviación Número de desviaciones 0 30 1 49 2 40 3 35 4 20 5 15 6 5 7 3 8 2 9 0 10 0 11 1 Total 200
  • 49. Ejemplo mediciones MERLIN Vía: Autopista Francisco Fajardo Tramo: Distribuidor Universidad Metropolitana-Dist. Chacao Progresiva: 0+020 a 0+420 Rango desviación Número de desviaciones Datos eliminados 0 30 10 1 49 2 40 3 35 4 20 5 15 6 5 4 7 3 3 8 2 2 9 0 10 0 11 1 1 Total 200
  • 50. Ejemplo mediciones MERLIN Vía: Autopista Francisco Fajardo Tramo: Distribuidor Universidad Metropolitana-Dist. Chacao Progresiva: 0+020 a 0+420 Rango desviación Número de desviaciones Datos eliminados Intervalos en cálculo 0 30 10 20/30= 0.67 1 49 1 2 40 1 3 35 1 4 20 1 5 15 1 6 5 4 1/5 = 0.20 7 3 3 8 2 2 9 0 10 0 11 1 1 Total 200 Total = 5.87
  • 51. Cálculo del IRI (a) El número de unidades (intervalos) a considerar se multiplica por “5” que es el valor de cada unidad en milímetros (mm), y se obtiene el “Valor MERLIN”, que es llamado “D”. En este ejemplo D = 5.87 * 5 = 29.35 (b) El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del MERLIN: IRI = 0.593 + 0.0471 * D (IRI en metros por km) (c) En nuestro ejemplo: IRI = 0.593 + 0.0471 * 29.35 = 1.975 m/km
  • 52. Ejemplo mediciones MERLIN Vía: Carretera Local 01 Tramo: La Luz-Empalme Local 02 (Estado Barinas) Progresiva: 16+700 a 17+100. Sentido Norte-Sur Rango desviación Número de desviaciones 0 11 1 36 2 21 3 26 4 22 5 15 6 18 7 9 8 9 9 4 10 1 11 4 12 5 13 2 14 2 15 2 16 2 17 0 18 1 19 1 20 0 21 2 22 0 23 1 24 0 25 6 Total 200 Ejemplo 1: Cálculo del valor MERLIN e IRI
  • 53. Ejemplo 2: Cálculo del valor MERLIN e IRI Valores Leídos en Campo: 1 11 12 13 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 35 37 40 41 44 50 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 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 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 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 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 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 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 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 D
  • 54. INTERVALOS A CONSIDERAR: INTERVALO 4 =2/3= 0,67 D = 18,47 x 5,00 = 92,3 INTERVALO 5 = 1,00 INTERVALO 6 = 1,00 IRI = 4,942 INTERVALO 7 = 1,00 INTERVALO 8 = 1,00 INTERVALO 9 = 1,00 INTERVALO 10 = 1,00 INTERVALO 11 = 1,00 INTERVALO 12 = 1,00 INTERVALO 13 = 1,00 INTERVALO 14 = 1,00 INTERVALO 15 = 1,00 INTERVALO 16 = 1,00 INTERVALO 17 = 1,00 INTERVALO 18 = 1,00 INTERVALO 19 = 1,00 INTERVALO 20 = 1,00 INTERVALO 21 = 1,00 INTERVALO 22 =4/5= 0,80 Nº INTERVALOS = 18,47 Nº INTERVALOS x 5 mm. = 0,593 + 0,0471 D = 4,94 IRI = Ejemplo 2: Cálculo del valor MERLIN e IRI Procedimiento manual y engorroso
  • 55. Aportes del Ing. Pablo del Aguila en medición MERLIN (a) Desarrolla un procedimiento mecanizado para calcular el IRI, pero el programa corre solo cuando se realizan 200 lecturas
  • 56. Aportes del Ing. Pablo del Aguila en medición MERLIN (a) Propone una ecuación para el caso de aceptación o rechazo de “Nuevos pavimentos”, por correlación de mediciones topográficas -vs- mediciones MERLIN en 60 secciones recién pavimentadas en el Perú: IRI = 0.0485 * D
  • 57. Cálculo del IRI en ejemplo anterior de la Autopista Fco. Fajardo: (a) El número de unidades (intervalos) a considerar se multiplica por “5” que es el valor de cada unidad en milímetros (mm), y se obtiene el “Valor MERLIN”, que es llamado “D”. En este ejemplo D = 5.87 * 5 = 29.35 (b) El valor “D” se lleva a la “Ecuación IRI” del MERLIN: IRI = 0.0485* D (IRI en metros por km) (c) En nuestro ejemplo: IRI = 0.0485 * 29.35 = 1.423 m/km Recordar que este tramo, empleando la Ecuación del TRRL, arrojó un valor de 1.975 m/km
  • 58. La ecuación de correlación IRI en Venezuela, para el caso de “nuevos pavimentos” Hay la posibilidad, en resumen, de aplicar una de dos ecuaciones de correlación: IRI = 0.0485 * D (Ecuación de Pablo del Aguila) En Venezuela, como consecuencia de las primeras mediciones del IRI en nuevos pavimentos, con aplicación de la ecuación del TRRL, se reunió un “Grupo de Expertos” y acordó una ecuación que integrase tanto los valores del TRLL como los del Perú IRI = 0.593 + 0.0471 * D (Ecuación del TRRL)
  • 59. • Con el valor de “D” se obtiene el International Rouhgnes Index (IRI), de acuerdo a la siguiente ecuación Gráfico de correlación "D" -vs- IRI y = 3E-07x 3 - 0.0001x 2 + 0.067x - 0.3568 R 2 = 0.9933 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 0 50 100 150 200 250 300 350 Medición Merlin (mm) Valor IRI (m/km) (Data total Perú y TRRL) IRI= 3x10-7D3 - 1.34x10-4D2 + 6.69x10-2D - 0.3568 Esta ecuación es aplicable tanto a nuevos pavimentos como a “Pavimentos en servicio”
  • 60. INTERVALOS A CONSIDERAR: INTERVALO 4 =2/3= 0,67 D = 18,47 x 5,00 = 92,3 INTERVALO 5 = 1,00 INTERVALO 6 = 1,00 IRI = 4,942 INTERVALO 7 = 1,00 INTERVALO 8 = 1,00 INTERVALO 9 = 1,00 INTERVALO 10 = 1,00 INTERVALO 11 = 1,00 INTERVALO 12 = 1,00 INTERVALO 13 = 1,00 INTERVALO 14 = 1,00 INTERVALO 15 = 1,00 INTERVALO 16 = 1,00 INTERVALO 17 = 1,00 INTERVALO 18 = 1,00 INTERVALO 19 = 1,00 INTERVALO 20 = 1,00 INTERVALO 21 = 1,00 INTERVALO 22 =4/5= 0,80 Nº INTERVALOS = 18,47 Nº INTERVALOS x 5 mm. = 0,593 + 0,0471 D = 4,94 IRI = Ejemplo 2: Cálculo del valor MERLIN e IRI Por ecuación del Perú: IRI = 0.0485 * D = 0.485 * 92.3 = 4.48 m/km (Aplicación de la ecuación del TRRL) Por ecuación acordada en Venezuela: IRI = 2.7*10-7*D3-1.34*10-4*D2+0.69*10-2*D-0.3568 = 4.89 m/km
  • 61. ING. (PhD)-IRI SO VZLA SI 79 99 1,00 F. PAGO / INVEAS 99 1,00 0,98 1,00 58 1,00 79 1,00 96 94 1,00 03 1,02 87 1,00 00 1,00 84 1,00 AUTOPISTA REGIONAL DEL CENTRO TRAMO: ENCRUCIJADA CAGUA-PALO NEGRO-TAPATAPA SENTIDO CARACAS-MARACAY / CANAL LENTO 102+600-109+800: 13 SECCIONES DE 400 m. (200 LECTURAS) c/u 0+000: ORIGEN NACIONAL (FUERTE TIUNA) DATOS: DICIEMBRE-2006 A MAYO-2007 2,25 1,99 1,99 1,80 1,83 1,78 1,77 1,73 1,90 1,77 1,93 1,80 1,89 1,70 1,44 1,44 1,25 1,27 1,22 1,22 1,17 1,34 1,21 1,38 1,25 1,34 1,84 1,52 1,52 1,28 1,31 1,25 1,24 1,18 1,40 1,23 1,45 1,28 1,40 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30 2,40 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 34,0 35,0 36,0 37,0 38,0 39,0 40,0 D (mm.) IRI (mm/Km) TRRL PERÚ CONSENSO ESPECIALISTAS-2004 IRI (m/km)
  • 62. Cálculo del IRI por procedimiento estadístico Simplificación del proceso de cálculo (Aporte del Dr. A. Jugo)
  • 63. Vía: Carretera Local 01, Estado Barinas PSI Tramo: La Luz-Empalme Local 02 IRI(1) = 2.19 Progresiva: 12+000 a 12+400 IRI(2) = Sentido: Norte-Sur Fecha: 14-6-03 n = 200 max = 25 Si = 5.07 Prom = 23.8 min = 0 D = 83.8 n valor i valor i valor i valor i valor i 1 16 9 20 5 20 5 16 9 30 5 2 23 2 23 2 16 9 12 13 23 2 3 28 3 25 0 27 2 23 2 26 1 4 28 3 41 16 30 5 24 1 0 25 5 31 6 22 3 18 7 21 4 0 25 6 25 0 21 4 31 6 30 5 27 2 7 28 3 32 7 21 4 26 1 19 6 8 30 5 20 5 19 6 18 7 28 3 9 12 13 25 0 20 5 27 2 21 4 10 11 14 32 7 18 7 28 3 31 6 11 17 8 14 11 28 3 23 2 23 2 12 17 8 19 6 31 6 25 0 20 5 13 28 3 28 3 13 12 28 3 18 7 14 17 8 19 6 25 0 28 3 30 5 15 28 3 23 2 23 2 50 25 28 3 16 28 3 27 2 23 2 24 1 21 4 17 22 3 20 5 22 3 24 1 27 2 18 27 2 22 3 28 3 25 0 27 2 19 23 2 26 1 17 8 24 1 19 6 20 26 1 22 3 16 9 22 3 22 3 21 20 5 20 5 26 1 26 1 30 5 22 27 2 25 0 20 5 25 0 30 5 23 11 14 23 2 44 19 21 4 0 25 24 22 3 24 1 29 4 20 5 13 12 25 24 1 20 5 22 3 23 2 30 5 26 23 2 28 3 18 7 22 3 40 15 27 27 2 22 3 22 3 30 5 13 12 28 23 2 27 2 27 2 21 4 19 6 29 22 3 21 4 22 3 28 3 20 5 30 27 2 21 4 28 3 30 5 27 2 31 22 3 23 2 24 1 37 12 19 6 32 21 4 17 8 21 4 24 1 24 1 33 22 3 32 7 25 0 22 3 24 1 34 24 1 27 2 22 3 21 4 20 5 35 22 3 24 1 24 1 23 2 31 6 36 29 4 30 5 20 5 24 1 22 3 37 25 0 24 1 50 25 22 3 18 7 38 32 7 21 4 0 25 21 4 37 12 39 35 10 12 13 32 7 25 0 20 5 40 50 25 20 5 28 3 23 2 23 2 IRI(1) determinado según Ecuación del TRRL: IRI = 0.593+0.0741*D IRI(2) determinado según Ecuación acordada en Venezuela: IRI= Medición de campo realizada por: Interpretación de datos realizada por Técnico José Quintero Ing. G. Corredor M. ANÁLISIS DE VALORES DE MEDICIÓN MERLIN PARA ESTIMACIÓN DE IRI 4.54 Interpretación de resultados según MERLIN hoy (para evaluación de Pavimentos en servicio)
  • 64. Cálculo del IRI por procedimiento estadístico • El procedimiento sugiere la ejecución de 200 lecturas, a partir de las cuales se obtiene el “Valor MERLIN –D-”, de acuerdo a la ecuación: D = 16,54 * s Siendo D= valor “D” en mm s = desviación estándar del número de mediciones (normalmente 200 por unidad de medición)
  • 65. ANÁLISIS DE VALORES DE MEDICIÓN MERLIN PARA ESTIMACIÓN DE IRI Vía:Carretera Local 01, Estado Barinas Tramo:La Luz-Empalme Local 02 Progresiv a:21+400 a 21+800 Sentido:Norte-Sur Resumen de valores IRI y PSI Progresivas Valor "D" IRI(1) IRI(2) PSI(1) PSI(2) 0+000 a 0+400 47.5 2.83 2.63 2.99 3.10 0+900 a 1+300 64.3 3.62 3.62 2.59 2.59 1+800 a 2+200 52.1 3.05 2.90 2.87 2.95 3+400 a 3+800 66.7 3.73 3.76 2.54 2.53 4+600 a 5+000 31.4 2.07 1.66 3.43 3.70 7+600 a 8+000 63.6 3.59 3.58 2.60 2.61 10+000 a 10+400 49.2 2.91 2.74 2.94 3.04 12+000 a 12+400 83.8 4.54 4.73 2.19 2.11 14+300 a 14+700 35.1 2.25 1.88 3.32 3.55 16+700 a 17+100 91.4 4.90 5.16 2.05 1.96 19+800 a 20+200 82.9 4.50 4.68 2.21 2.13 21+400 a 21+800 37.3 2.35 2.02 3.26 3.47 Promedio 58.8 3.36 3.28 2.75 2.81 Interpretación de resultados según MERLIN hoy (para evaluación de Pavimentos en servicio)
  • 66. Vía: Carretera Local 01, Estado Barinas Tramo: La Luz-Empalme Local 02 Progresiva: 21+400 a 21+800 Sentido: Norte-Sur ANÁLISIS DE VALORES DE MEDICIÓN MERLIN PARA ESTIMACIÓN DE IRI
  • 67. Interpretación de resultados según MERLIN hoy (para aceptación de nuevos pavimentos)
  • 68. Autopista Regional del Centro Resultados de medición del IRI y Factores de Pago Tramo Palo Negro-La Encrucijada Pista Sur Sentido Maracay-Caracas Canal Rápido Tramo IRI PSI Factor de Pago 108+940 - 108+740 2.23 3.33 0.90 108+740 - 108+540 1.92 3.53 0.98 108+540 - 108+340 1.65 3.70 1.00 108+340 - 108+140 2.09 3.42 0.98 108+140 - 107+940 1.73 3.65 1.00 107+940 - 107+740 1.94 3.51 0.98 107+740 - 107+540 1.83 3.59 0.98 107+540 - 107+340 1.64 3.71 1.00 105+420 - 105+270 1.48 3.82 1.00 Promedio 1.84 3.58 0.98
  • 69.
  • 70.
  • 71.
  • 72. Obra 1. Canal 1. Sentido E-W. Valores de IRI 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 Progresiva Valor IRI (m /km ) 2.13 (valor promedio) Interpretación de resultados según MERLIN hoy (para aceptación de nuevos pavimentos)
  • 73. % de valores de IRI 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% <2 >2>2.2 >2.2>2.4 >2.4>2.6 >2.6>2.7 >2.7 Rango valores % valores FP=1 FP=0.9 FP=0.8 FP=0.7 FP=0.5 FP=0 % de valores con valor de IRI 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% <1.8 >1.8>2.2 >2.2>2.5 >2.5>2.7 >2.7>3.0 >3 Rango valores % valores FP=1 FP=0.98 FP=0.9 FP=0.85 FP=0.8 FP=0 FPtotal = 0.826 FPtotal = 0.943 Interpretación de resultados según MERLIN hoy (para aceptación de nuevos pavimentos) Criterio 1 Criterio 2 (INVEAS)
  • 74. INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 Av. El Dorado Puente Aereo Av. Ciudad de Cali Av. El Dorado Hospital Pol.N Trs 71 C Dig. 4 Av. El Dorado Hemeroteca N. Av. El Dorado Embaja USA Av. Esperanza Occ-Ori ferrea Av. Esperanza Ori-Occ ferrea Av. Rojas U. Libre Trav. 71D calle 3 Calle 59 Cra 46 UBICACIÓN (PISTAS) IRI m/Km PERFILOGRAFO IRI MIRA Y NIVEL IRI MERLIN
  • 75. CALIBRACIÓN DEL BI UTILIZANDO EL MÉTODO DEL MERLIN CORRELACIONES y = 0.0184x + 0.7882 R2 = 0.9875 y = 3.0366Ln(x) - 11.055 R2 = 0.9211 y = 0.0889x0.7438 R2 = 0.9674 y = 1.6593e0.0044x R2 = 0.9747 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 0 100 200 300 400 500 Bump Integrator (Conteos/km) IRI (m/km) IRI vs BI Lineal (IRI vs BI) Logarítmica(IRI vs BI) Potencial(IRI vs BI) Exponencial (IRI vs BI)
  • 76. CALIBRACIÓN DEL BI UTILIZANDO EL MÉTODO DEL MERLIN IRI = 0.0184BI + 0.7882 R2 = 0.9875 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 0 100 200 300 400 500 Bump Integrator (Conteos/km) IRI (m/km)
  • 78. Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI Viga móvil de 3 metros (México y Nicaragua) http://www.humboldtmfg.com/ Precio = 3.200 US $
  • 79. Viga móvil de 3 metros (México y Nicaragua) Referencia: Instituto Mexicano del Transporte ÍNDICE INTERNACIONAL DE RUGOSIDAD EN LA RED CARRETERA DE MÉXICO Mario C. Arriaga Patiño, Paul Garnica Anguas, Alfonso Rico Rodríguez Publicación Técnica No.108 Sanfandila, Qro., 1998
  • 80. Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM Costo equipo = 30.000 US $ Referencias: SURFACE SYSTEMS & INSTRUMENTS, LLC http://www.smoothroad.com/
  • 81. CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM Muy empleado en Nicaragua
  • 83. CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM Parámetros de entrada en tramo a evaluar
  • 84. CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM Display en el Panel de la computadora
  • 85. CS8800 SURFACE PROFILING SYSTEM Ejemplo de pantalla con data recolectada
  • 86. Dipstick Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI
  • 87. • Sistema de medida en caja dotada de dos patas de apoyo con una distancia de 0,25 m entre ellas. • Calculadora programable Radio Shack TRS-80, para toma de datos y almacenamiento de los mismos. • Baterías de alimentación. • Bastón de manejo. • Rendimiento: 200 m/día. PERFILÓMETRO PIVOTANTE Dipstick (Digital Incremental Profiler): equipo electrónico de alta precisión para la evaluación de la regularidad superficial de los pavimentos (IRI)
  • 88. Otros equipos de bajo rendimiento para medición del IRI Perfilómetro Dipstick http://www.dipstick.com/ Precio = 11.500 US $
  • 89. Otros equipos de mayor rendimiento para medición del IRI, especialmente en evaluación de estado de redes viales Rugosímetro de California
  • 90. APL
  • 92. Romdas (ROAD MEASUREMENT DATA ACQUISITION SYSTEM)
  • 95. ROMDAS BI Instalado en el vehículo
  • 96. Instalación del BI Cable to ROMDAS Wire to Axle Cover to Protect BI Holes in plate for mounting to floor Fasters for Protection Cover Bump Integrator Axle Centreline Vehicle Centreline Fixing Point
  • 101. Otros equipos para medición del IRI Rugosímetro Laser CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO: 15 cámaras láser de 16 kHz para medida de la regularidad. Cámara láser de 64 kHz para medida de la textura. Unidad inercial compuesta por dos giróscopos y tres acelerómetros. Sistema de posicionamiento G.P.S. Aplicaciones: Medida y registro del perfil longitudinal. Medida y registro de perfiles transversales. Cálculo de índices de regularidad superficial (IRI;PSI). Medida y registro de la textura de los pavimentos. Fuente imagen: www.cedex.es
  • 102. Otros equipos para medición del IRI Rugosímetro Laser
  • 103. Otros equipos para medición del IRI Rugosímetro Laser
  • 106. CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO: Velocidad de ensayo de 22; 55 ó 90 km/h. Lecturas a cada 25 cm. Proceso de captación de datos basado en un microprocesador que trabaja en tiempo real. El equipo es capaz de medir las ondulaciones correspondientes a longitudes de onda entre 0,6 y 30 m. Amplitud máxima de los movimientos relativos medibles del brazo: ± 10 cm. Aplicación: El equipo permite la obtención del Índice de Regularidad Internacional (IRI). Fuente imagen: www.cedex.es EQUIPO: Analizador de Regularidad Superficial (ARS)
  • 107. • Referencias técnicas a los FP:  Reunión de la NAPA, Enero, 1990  “The effect of increased Pavement smoothness on long term pavement performance and annual pavement maintenace cost”. M. S. Janoff
  • 108. Correlación del IRI con el PSR (PSI): Correlación presentada en el año1986 por Paterson, para un Estudio del Banco Mundial (Ecuación 1*): PSR = Calificación de Servicapacidad Presente IRI = Índice Internacional de Rugosidad PSR = 5*e-0.182*(IRI) * Ecuación mas recomendada
  • 109. Correlación del IRI con el PSR (PSI): Correlación presentada en el año1986 por Paterson, para un Estudio del Banco Mundial (Ecuación 1*): PSR = Calificación de Servicapacidad Presente IRI = Índice Internacional de Rugosidad IRI = 5.5*ln(5/PSR) * Ecuación mas recomendada
  • 110. Correlación del IRI con el PSR (PSI): Correlación presentada en el año1992 por Al Omaire y Darter,en Illinois (Ecuación 2): PSR = Calificación de Servicapacidad Presente IRI = Índice Internacional de Rugosidad PSR = 5*e-0.26*(IRI)
  • 111. Correlación del IRI con el PSR (PSI): Correlación presentada en el año1992 por Al Omaire y Darter,en Illinois (Ecuación 2): PSR = Calificación de Servicapacidad Presente IRI = Índice Internacional de Rugosidad IRI = 3,85*ln(5/PSR)
  • 112. Comparación de PSI según ecuación de correlación empleada Valor de IRI PSR según Ecuación 1 PSR = 5*e-0.182*(IRI) PSR según Ecuación 2 PSR = 5*e-0.26*(IRI) 0 5.00 5.00 1 4.17 3.85 2 3.47 2.97 3 2.90 2.29 4 2.41 1.77 5 2.01 1.36 6 1.70 1.05 7 1.40 0.81 8 1.17 0.63
  • 114. Medición de la calidad de acabado (planitud) en obras nuevas, a efectos de aceptación o rechazo de un nuevo pavimento, o de la Rugosidad del pavimento en obras en servicio, a los fines de determinar acciones de rehabilitación Gustavo Corredor M. Mayo 2008