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TEMA: INFORME N° 07
VIGA BELKENMAN
NORMATIVA: AASHTO
CURSO: LABORATORIODE DISEÑODE PAVIMENTOS
TEMA: VIGA BENKELMAN
N° PRÁCTICA: # 07
GRUPO: 1
DOCENTE DE TEORIA: Ing. Wilfredo David Supo Pacori
DOCENTE DE LABORATORIO: Ing. Cesar Alfredo QuispeMolina
ALUMNA: Apaza Velasquez Gabriela Mayuni
SEMESTRE : VIII “A”
AÑO : 2017 - II
FECHA DE ENSAYO REALIZADO: 06/11/17
FECHA DE ENTREGA DE INFORME: 13/12/17
UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez
Carrera académico profesional de ingeniería civil
LABORATORIO DE PAVIMENTOS VIII - A
1
INTRODUCCION
Las deflexiones producidas en la superficie de un pavimento flexible, por acción
de cargas vehiculares, pueden ser determinadas haciendo uso de
deflectómetros tales como el denominado "Viga Benkelman". Llamado así en
honor al Ing. A.C. Benkelman, quién la desarrollo en 1953 como parte del
programa de ensayos viales de la ASSHO Road Test. Desde entonces su uso se
ha difundido ampliamente en proyectos de evaluación estructural de pavimentos
flexibles, tanto por su practicidad como por la naturaleza directa y objetiva de los
resultados que proporciona.
Este documento contiene el método utilizado para la evaluación del deterioro del
pavimento, mediante el ensayo no destructivo, con un aparato denominado Viga
Benkelman, y los resultados del mismo realizado al pavimento flexible de las
calles de la ciudad de Juliaca en la avenida Venezuela a la cual acudí con los
implementos de seguridad requeridos con mis utensilios personales para
recopilación de información, video y fotos. Para la elaboración del presente
informe, de la cual Salí conforme y habiendo adquirido conocimientos básicos de
práctica.

2
INDICE
INTRODUCCION……………………………………………………………………………….1
INDICE…………………………………………………………………………………………..2
1. OBJETIVOS……………………………………………………………………….......3.
1.1. OBJETIVOS GENERALES………………………………………………….3
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS…………………………………………….…..3
2. REFERENCIANORMATIVA………………………………………………………….3
3. MARCO TEORICO…………………………………………………………………….4
4. MATERIALES…………………………………………………………………………..5
5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS……………………………………………………....6
6. PROCEDIMIENTOS……………………………………………………………………7
7. PRESENTACION DE DATOS………………………………………………………..8
8. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS…………………………..10
9. CONCLUSIONES……………………………………………………………………..11
10. RECOMENDACIONES……………………………………………………………….11
11. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………..11
12. ANEXOS………………………………………………………………………………..12

3
1. OBJETIVOS
 OBJETIVOS GENERALES
 Conocerla metodologíaparael usode laVigaBenkelmanparacontrolardeflexiones
enpavimentos
 OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Los valores se deben expresar en SI
 Medir deflexiones en pavimentos.
 Estudiar los factores ambientales en la medición de deflexiones.
 Analizar la deflexión y radio de curvatura.
2. REFERENCIANORMATIVA
 INVNEN-795-07
 NLT 356/88
 AASHTOT 256-01
3. MARCO TEORICO
3.1. VIGA BENKELMAN
Instrumento mecánico de diseño simple utilizado para medir la deformación
elástica de un pavimento ante la aplicación de una carga estática o de lenta
aplicación.
La utilización de la Viga Benkelman sirve básicamente a la determinación:
 Determinar la vida útil remanente de un pavimento.
 Evaluar estructuralmente pavimentos, analizando todas las condiciones
localizadas, como drenaje, calidad de los materiales, espesores de diseño
anteriores etc.
 Evaluar los métodos de diseño de pavimentos y control de ejecución de
obras.
 Determinar la condición de un pavimento con miras a su conservación.
 En determinadas regiones, seleccionar la carga por rueda permitida en
periodos críticos (generalmente deshielo).

4
3.2. DEFLECTOMETRIA
Es el estudio de las deformaciones verticales de la superficie de un
pavimento, debido a la acción de una carga dinámica o estática, las cuales
provocan fallas estructurales que dependen de la magnitud y frecuencia de
las deformaciones recuperables y de la acumulación de las deformaciones
permanentes en la estructura.
Así que la deflexión de un pavimento es un indicador del comportamiento de
la estructura pavimento sub-rasante, frente a una determinada carga.
La determinación de la capacidad estructural por este método cumple en el
diseño de refuerzos un rol en cierta forma semejante a la determinación del
C.B.R. de suelos de sub-rasante en el diseño de estructuras nuevas.
3.3. EVALUACION ESTRUCTURAL
Consiste en obtener el estado actual en que se encuentra el sistema
pavimento sub-rasante en una estructura vial existente, para lo cual se
recurre a la ayuda de métodos destructivos y métodos no destructivos las
cuales pueden ser evaluados en su etapa constructiva para su mayor control
de la calidad del pavimento y así obtener su estado de servicio y aprovechar
su capacidad estructural hasta donde sea posible.
3.4. MEDICION DE DEFLEXIONES
Las deflexiones producidas en la superficie de un pavimento flexible, por
acción de cargas vehiculares, pueden ser determinadas haciendo uso de
deflectómetros tales como el denominado "Viga Benkelman". Llamado así en
honor a Daniel Benkelman, quien la desarrolló en el año 1952 como parte de
ensayos viales de la WASHO (WASHO Road Test). Desde entonces su uso
se ha difundido ampliamente en proyectos de evaluación estructural de
pavimentos flexibles, tanto por su practicidad como por la naturaleza directa y
objetiva de los resultados que proporciona.
3.5. VIGA BENKELMAN
El deflectómetro Benkelman funciona según el principio de la palanca. Es un
instrumento completamente mecánico y de diseño simple. Según se
esquematiza en la (figura 01.a) , la viga consta esencialmente de 2 partes :
(1) un cuerpo de sostén que se sitúa directamente sobre el terreno, mediante
3 apoyos (dos delanteros fijos "A" y uno trasero regulable "B") y (2) un brazo
regulable móvil acoplado al cuerpo fijo mediante una articulación de giro o
pivote "C", uno de los cuyos extremos apoya sobre el terreno (punto D) y el
otro se encuentra en contacto sensible con el vástago de un extensómetro de
movimiento vertical (punto E). Adicionalmente el equipo posee un vibrador
incorporado que al ser accionado, durante la realización de los ensayos, evita
que el dial se trabe y/o que cualquier interferencia exterior afecte las lecturas.

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El extremo "D" o Punta de la Viga es de espesor tal que pueda ser colocado
entre una de las llantas dobles del eje trasero de un camión cargado. Por el
peso aplicado se produce una deformación del pavimento, consecuencia de
lo cual la punta baja una cierta cantidad, con respecto al nivel descargado de
la superficie. Como efecto de dicha acción el brazo DE gira en torno al punto
"C", con respecto al cuerpo AB, determinado que el extremo "E" produzca un
movimiento vertical en el vástago del extensómetro apoyado en él,
generando así una lectura en el dial indicador. Si se retiran luego las llantas
cargadas, el punto "D" se recupera en lo que la deformación elástica se
refiere y por el mismo mecanismo anterior se genera otra lectura en el dial
del extensómetro.
La operación expuesta representa el "principio de medición" con la Viga
Benkelman. Lo que se hace después son solo cálculos en base a los datos
recogidos. Así, con las dos lecturas obtenidas es posible determinar cuánto
deflactó el pavimento en el lugar subyacente al punto "D" de la viga, durante
el procedimiento descrito. Es de anotar que en realidad lo que se mide es la
recuperación del punto "D" al remover la carga " Rebote elástico" y no la
deformación al colocar esta. Para calcular la deflexión deberá considerarse la
geometría de la viga, toda vez que los valores dados por el extensómetro
(EE') no están en escala real, sino que dependen de la relación de brazos
existente. (ver figura 01. b).
Figura 01. a: Esquematización de la viga Benkelman.
Figura 01. b: Principio de operación de la viga Benkelman.

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4. EQUIPOS O APARATOS
 VIGA BENKELMAN: Que está constituido por las siguientes partes.
 Tornillo de fijación
 Suspensión
 Puntos de apoyo
 Deformimetros
 Bastidor
 Punto de apoyo
 Palpador
 Palanca media
 DEFORMITRO: Aparato con limbo divido en 0.1mm y con un recorrido
o superior a 10mm.
5. EQUIPOS PESADO
 VEHICULO DE CARGA (VOLQUETE, CON CARGA).
Se debe configurarla carga del eje simple de rueda doble trasero a
80 KN – 8.2 TON – 18000 LIBRAS.
Las presiones del inflado será 80 psi
6. HERRAMIENTAS MENORES
 Decámetro (wincha).
 Guantes.
 Gafas de seguridad.
 Termómetro.
 Combo.
 Cincel.
 Glicerina.
7. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO:
Para medir las deflexiones en la superficie del pavimento, se usará el
deflectómetro conocido como la Viga Benkelman, el cual es un instrumento que
funciona según el principio de una palanca, uno de sus extremos se apoya en el
pavimento deformado ante la aplicación de una carga, mientras que el otro está
en contacto sensible con un flexómetro o deformimetro de precisión, con dial de
lecturas graduado en centésimas de mm. Dependiendo de la relación de brazos
del equipo y de la factibilidad que el dial proporcione la verdadera magnitud de
las medidas, en forma automática, se establece si es necesario corregir o no las
lecturas.
La carga de ensayos, del orden de 18,000 libras (8,200 kg), las proporciona el
eje posterior simple de llanta doble de un camión. La presión de inflado de las
llantas debe verificarse en 80 psi (5.6 kg/cm2). Eventualmente la carga usada en
los ensayos puede tener una variación en el orden de +/- 1%.

7
1) El punto del pavimento a ser ensayado, deberá ser marcado
convenientemente con una línea transversal al camino. Sobre dicha línea será
localizado el punto de ensayo a una distancia prefijada del borde. Se recomienda
utilizar las distancias indicadas en la siguiente tabla.
DISTANCIA DEL PUNTO DEL
ANCHO DEL CARRIL ENSAYO DESDE EL BORDE DEL
PAVIMENTO (m.)
2.70 m. 0.45
3.00 m. 0.60
3.30 m. 0.75
3.60 m. o más 0.90
2) La rueda dual externa deberá ser colocada sobre el punto seleccionado,
quedando éste ubicado entre ambas llantas. Para la correcta ubicación de la
misma es conveniente colocar en la parte trasera externa del camión una guía
vertical en correspondencia con el eje de carga; desplazando suavemente el
camión, se hace coincidir la guía vertical con la línea transversal indicada en 1),
de modo que simultáneamente el punto quede entre ambas llantas de la rueda
dual y que coincida aproximadamente con el eje vertical del centro de gravedad
del conjunto (Ver figura 02). Para toda esta operación es aceptable una
tolerancia en el rango de 3" alrededor del punto.
Figura 02: Viga coincide con el centro de las llantas
3) Se coloca la viga sobre el pavimento, detrás del camión, perpendicularmente
al eje de carga, de modo que la punta de prueba del brazo móvil (del primer
brazo de mayor longitud, el caso sea doble) coincida con el punto de ensayo y la
viga no roce contra las cubiertas de las llantas de la rueda dual. Dado que esto
último se dificulta por la inaccesibilidad tanto visual como manual, se realizará
previamente la siguiente operación: Se coloca la viga en la posición como

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estuviera entre las llantas, pero en la parte exterior de las mismas, haciendo
coincidir igualmente, haciendo uso de una plomada, el extremo del brazo móvil
con el eje vertical del centro de gravedad. Tomando como punto de referencia la
varilla vertical adosada a la parte trasera del camión (Ver figura 03), se efectúa
una marca en la viga de manera tal que, en adelante, basta con hacerlas
coincidir (la marca con la varilla vertical) para asegurarse que el extremo de la
viga coincide con el centro de las llantas, en el momento de iniciar las
mediciones.
Figura 03: Configuración geométrica del sistema de carga
De igual forma se puede efectuar, a partir de la primera, sucesivas marcas a
distancias elegidas a las cuales se desee medir deflexiones adicionales (puede
ser a 25, 50, 75 y 100 cm) o por lo menos 3 lecturas, pero se pueden obtener
más, con fines de verificación, lo cual es recomendable, o si es que se desea
obtener una idea gráfica del tipo de curva de deflexiones que se producen.
Como norma se realiza marca adicional a una distancia de 25 cm. para la
deflexión que servirá para el cálculo del radio de curvatura. Seguidamente se
realiza a los 50, 75 y 100 pudiendo variar estas últimas, los cuales ayudaran a
un mejor análisis.

9
4) Una vez instalada la viga en el punto de medición haciendo coincidir con la
guía vertical y la marca inicial (Ver Figura 04 a), se verificará que esta se
encuentre alineada longitudinalmente con la dirección del movimiento del
camión.
5) Se retira o liberan los seguros del o brazos móviles y se ajusta la base de la
viga por medio del tornillo trasero, de manera que el o los brazos móviles de
medición quede en contacto con el vástago del o diales.
6) Se ajusta el dial de modo que su vástago tenga un recorrido libre entre 4 y 6
mm (4 o 6 vueltas).
Se gira la esfera del dial del extensómetro, hasta que la aguja quede en cero y
se verificará la lectura golpeando suavemente con un lápiz y poniendo en
marcha el vibrador de la viga. Girar la esfera si es necesario y repetir la
operación hasta obtener la posición cero (0).
El ensayo comenzará cuando se compruebe que dicha lectura permanece
constante, asegurando el equilibrio del pavimento bajo carga. Se da por
estabilizada la deformación producida por la carga, cuando la lectura inicial varía
en 0.01 mm/ minuto o menos.
7) Establecida la lectura inicial en cero, se hace avanzar suave y lentamente el
camión procediéndose a tomar las lecturas conforme la varilla vertical vaya
coincidiendo con la primera, segunda y demás marcas adicionales (Ver Figura
04b), y una lectura final cuando el camión se haya alejado lo suficiente del punto
de ensayo hasta una distancia de 4 a 5 mts aproximadamente en que el
indicador del dial ya no tenga movimiento, registro que corresponde al punto de
referencia con deflexión cero.
a) Posición inicial (Do = Deflexión máxima)
b) Posición a 25 cm (D25)

10
c) Posición a 50 cm (D50)
d) Posición a 100 cm (D100)
e) Posición final (deflexión cero)
8) Con el fin de medir la temperatura del pavimento se practica un orificio (antes
de comenzar el ensayo y simultáneamente con el trazado de la línea) cuyas
dimensiones serán: 4 cm de profundidad y 10 mm de diámetro,
aproximadamente, emplazado sobre la línea demarcada entre el punto de
medición y el borde del pavimento (a no menos de 25 cm del mismo).
Se llena con (agua, glicerina, aceite o asfalto) el orificio y, una vez pasada el
tiempo prudencial para que el líquido adquiera la temperatura del pavimento (no
menos de 10 minutos), se inserta el termómetro y se lee la temperatura antes del
desplazamiento del camión.
El rango e temperaturas de trabajo, en el que se pueden llevar a cabo las
mediciones, queda definido en la siguiente forma:
Límite inferior: 5°C
Límite superior:
 Concreto asfáltico que presenta la superficie libre de deformaciones,
sellados, u otros tratamientos superficiales: 30°C
 Mezclas de baja estabilidad o no convencionales, o concretos
asfálticos no incluidos en el caso anterior: máxima temperatura para
la cual no se detecta deformación plástica entre ambas cubiertas de
la rueda dual, menor o igual a 30°C.
 Tratamientos superficiales bituminosos: 38°C.

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9) Para detectar deformación plástica entre los neumáticos de la rueda dual del
camión o verificación del descenso de las patas de la viga se procede según lo
dispuesto en la norma o especificación MTC E 1002-2000, el cual se adjunta en
los anexos.
Para la realización de esta rutina de medición en campo será necesario del
concurso de tres operadores: un técnico calificado que lea y dicte las lecturas, un
operador que anote las mediciones y un ayudante que coordine con el conductor
del camión y a la vez de aviso cuando las varillas adosada al camión vaya
coincidiendo con las marcas hechas en la viga.
Todo el trabajo será supervisado por un ingeniero de campo quien verificará los
valores que se hayan obtenido, así como tomará anotación de cualquier factor
que a su juicio pueda explicar los resultados (corte, relleno, tipo de material,
presencia de alcantarillas, napa freática, estado de pavimento, etc.).
7. PRESENTACION DEDATOS
 DATOS OBTENIDOS
 Partículas del agregado con una cara fracturada
TAMAÑO DEL AGREGADO
A (gr) B (gr)
PASA TAMIZ RETENIDO EN TAMIZ
1 1/2" 1" 35 0.00
1" 3/4" 113 25
3/4" 1/2" 1785 165
1/2" 3/8" 45 10
TOTAL
Dónde:
A: peso total de agregado retenido en el tamiz indicado
B: peso de las partículas con una o más caras fracturadas
 Partículas del agregado con dos caras fracturadas

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A (gr) B (gr)
1 1/2" 1" 35 35
1" 3/4" 1130 655
3/4" 1/2" 1785 985
1/2" 3/8" 45 35
TOTAL
 Partículas del agregado con canto rodado o partículas dudosas
A (gr) B (gr)
1 1/2" 1" 35 35
1" 3/4" 1130 655
3/4" 1/2" 1785 985
1/2" 3/8" 45 35
TOTAL
 En la columna C se representa el porcentaje del material con caras
fracturadas
 En la columna D se registra los valores granulométricos de la muestra
original
 Se calcula en la columna E= (C*D)/100
 El porcentaje de caras fracturadas se obtiene con la siguiente formula
% =
Σ𝐸
ΣD
8. ANALISIS E INTERPRETACIONDE RESULTADOS

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CON UNA CARA DE FRACTURA
A B C D E
2" 1/1/2"
1/1/2" 1" 35 0 0.000 1.169 0.000
1" 3/4" 1130 25 2.212 37.730 0.835
3/4" 1/2" 1785 165 9.244 59.599 5.509
1/2" 3/8" 45 10 22.222 1.503 0.334
2995 200 33.678 100.000 6.678
6.678
CON DOS CARAS DE FRACTURAS O MAS
A B C D E
2" 1/1/2"
1/1/2" 1" 35 35 100.000 1.169 1.169
1" 3/4" 1130 655 57.965 37.730 21.870
3/4" 1/2" 1785 985 55.182 59.599 32.888
1/2" 3/8" 45 35 77.778 1.503 1.169
2995 1710 290.924 100.000 57.095
57.10
63.773
CANTO RODADO O PARTICULAS DUDOSAS
A B C D E
2" 1/1/2"
1/1/2" 1" 35 0 0.000 1.17 0.000
1" 3/4" 1130 75 6.637 37.73 2.504
3/4" 1/2" 1785 35 1.961 59.60 1.169
1/2" 3/8" 45 0 0.000 1.50 0.000
2995 110 8.598 100.00 3.673
3.67
63.773
3.67
Particulas con una o mas caras de fractura
Canto rodado o particulas dudosas
( % ) (Peso A /
Sumatoria
total)*100
( C * D )/ 100
TOTAL
Porcentaje de particulas de Canto rodado o particulas dudosas {(Total E / Total D)100}
RESULTADOS
( C * D )/ 100
TOTAL
Porcentaje de particulas con dos o mas caras de fracturada {(Total E / Total D)*100}
Particulas con una o mas caras de fractura
Pasa Retenido
Peso Retenido
(g)
Peso
seleccionado
de caras
fracturadas
C={(B/A)*10
0}
( C * D )/ 100
TOTAL
Porcentaje de particulas con una cara fracturada {(Total E / Total D)*100}
Pasa Retenido
Peso Retenido
(g)
Peso
seleccionado
de caras
fracturadas
C={(B/A)*10
0}
( % ) (Peso A /
Sumatoria
total)*100
PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS MTC E 210 (ASTM D - 5821)
Pasa Retenido
Peso Retenido
(g)
Peso
seleccionado
de caras
fracturadas
C={(B/A)*10
0}
( % ) (Peso A /
Sumatoria
total)*100

14
9. CONCLUSIONES
 La medición de las deflexiones, como respuesta de un pavimento flexible
ante la aplicación de una carga sobre el pavimento, es la base para la
evaluación estructural.
 Las deflexiones en la superficie de un pavimento reflejan una respuesta
global del sistema pavimento sub-rasante (estructura del pavimento) bajo
una carga dada. Su medición es simple, rápida, económica y "no
destructiva", es decir no se alteran el equilibrio ni la integridad del sistema.
 La metodología con la viga benkelman tiene mayor uso o relevancia en los
trabajos a nivel de rehabilitación, mantenimiento y mejoramiento de
pavimentos por su bajo costo de aplicación.
 Para la evaluación estructural de pavimentos se utiliza la deflexión
característica.
10. RECOMENDACIONES
 Despertar el interés del alumnado de la facultad de ingeniería civil de la
universidad Alas Peruanas, en la aplicación de la deflectometría con la
utilización de la Viga Benkelman y su importancia en la deformación de
pavimentos.
 El sistema con la Viga Benkelman deberá adaptarse a un sistema digital
mediante el uso de una Laptop de tal manera de procesar la información
de campo en forma rápida para una oportuna toma de decisiones.

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11. BIBLIOGRAFIA
 Del Águila, Pablo, 1985 "La Medición de Deflexiones aplicada al
Diseño, Evaluación, Construcción y Control de Calidad de Pavimentos".
Lima-Perú.
 Ministerio de transportes y Comunicaciones, 2000 "Manual de Ensayo
de Materiales (EM-2000)". Pag. Web:
www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/EM-
2000/index.htm
 Ministerio de transportes y Comunicaciones, 2000 "Especificaciones
generales del MTC (EG-2000)". Pag. Web:
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual /EG-
2000/index.htm
12. ANEXOS
 TAMIZ
 Piedrachancada

16
 Análisisdel agregado

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