Nueva Generación de

Deflectógrafos de Medición Contínua

Gerardo W. Flintsch, Ph.D. Samer Katicha, Ph.D.James Bryce Edgar de León Izeppi, Ph.D.

Virginia Tech Transportation Institute, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia

Contenido

•Generalidades del Programa SHRP2 R06(F)

•Descripción de las Tecnologías Disponibles

•Posibles Aplicaciones

3

IntroducciónPor qué medimos las deflexiones del pavimento?

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Desempeño Estructural vs. Funcional

La condición Functional se refiere a los daños visibles y aquellos que se detectan por medio de la rugosidad del pavimentoEl desempeño funcional es una medida relacionada al tiempo.

La condicion estructural se relaciona más con la habilidad del pavimento para soportar las cargas de diseño dentro de un nivel de servicio por un determinado tiempo.

La condición estructural afecta el desempeño funcional

Co

nd

itio

n

Time

Expected Deterioration

Structural condition greater than required

Structurally Inadequate Pavement

5

Métodos Destructivos Testigos, calicatas, ensayo materiales, etc. Consumen tiempo, costosos, y degradan el

pavimento

Métodos No-Destructivos (NDE) Equipo de medición de deflexiones Ground Penetrating Radar Termografía Infraroja …

Evaluación de la Capacidad estructural

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El FWD solo permite la medición en puntos discretos a lo largo de secciones del pavimento de forma estacionaria Interrumpe el trafico y requiere

control

Se limita la productividad

La medición de las deflexiones con equipo continuo permite una mayor cobertura En algunos casos se puede operar a

la velocidad del tráfico

Menor Impacto a la mobilidad

Por que estamos considerando el uso de equpos para la medición continua de deflecciones?

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“deflection measuring device constantly moving that can collect data at intervals of approximately 300 mm (1 ft) or smaller using load levels typical of truck loading (i.e. 40-50 kN (9-11 kips) per wheel or load assembly)”

La solución ideal no requiere control del trafico para su operación

Intervalos de recolección de datos vs. reportados El intervalo de recolección es muchas veces mayor que los de los

datos reportados debido al alto nivel de ruido generados durante la recolección.

El promediar una sección “optimizando” la reducción del ruido es considerablemente mejor si se mantienen los puntos de deflexión que se generan como respuesta a las cargas

Definición de un equipo de medición continua de las deflexiones

8

Descripción de Tecnologías DisponiblesRWD y TSD

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RWD

480 km por día

Mide la distancia al pavimento: Metodo coincidente para determinar la

deflexión

Datos recolectados a 2 kHz (cada 11 mm a 88 km/h)

Deflexión del Pavimento cada 160 m (promedio de las mediciones)

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TSD

450 km por día Mide la pendiente de la

deflexión: Mide la velocidad de la deflexión Divide la velocidad del pavimento

por la velocidad del equipo para obtener la pendiente de la deflexión

Recolecta Datos a 1 kHz (cada 20 mm a 70 km/h)

Las medidas generalmente se promedian cada 10 m

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Ejemplo de pendiente de deflexión del TSD

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Defl

ecti

on S

lope

[mm

/m]

Chainage [m]

10m averages

100m averages

12

Enfocado a la medición a nivel de red

Determinado basados en entrevistas con los administradores del pavimento:

1. Ayuda a identificar los puntos debiles en la red (o structuralmetne deficientes) que luego se pueden investigar a nivel de proyecto

2. Diferenciación de secciones que pueden ser objeto de preservación de aquellas que requieren tratamientos correctivos o rehabilitacion en su mantenimiento

3. Provee de datos a nivel de red para desarrollar un índice de “salud-estructural” del pavimento para que sea incorporado como herramienta en un PMS

Aplicaciones ideales para un equipo de medición de deflexion continua

13

Medición de Indíces Estructuralesy comparación con el FWD

14

Comparación de medidas del TSD y el FWD

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 22000

1000

2000

3000

4000

5000

Distance (m)

TSD

P10

0 (

m/m

)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 22000

400

800

1200

1600

2000

FWD

d0 (

m)

TSD MeasurementsFWD Measurements

15

Comparación de medidas del TSD y el FWD

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

100

200

300

400

500

600

700

Distance (km)

Def

lect

ions

( m

)

RWDFWD

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Deformación de las capas de Asfalto

→ Pavimento Full depth:

→ Pavimentos con base de Agregados:

Where:

εAC = strain at the bottom of the asphalt layer

HAC = thickness (mm) of the asphalt layer

SCI = Surface Curvature Index (mm)

BDI = Base Distress Index (mm).

Índice de salud estructural con un TSD

3057.3)(*9977.0)( BDILogLog AC

7353.10017.0

)(7812.0)(3850.0)(5492.0)(

AC

ACAC

H

HLogBDILogSCILogLog

(Xu et al., 2002, Thyagarajan et al., 2011

SCIaDbDdxxsb

a

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SCI (Comparación entre TSD and FWD)

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BDI (Comparación entre TSD and FWD)

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Deformación en la parte inferior de la capa HMA

Can be related to Remaining Service Life

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ConclusiónQue tan buenos son estos equipos?

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Los equipos de medición continua de deflexiones

1. Pueden ayudar a identificar areas “debiles” (o estructuralmente deficientes) que se pueden investigar más a nivel de proyecto

2. Diferenciar secciones que puedan ser buenos candidatos para preservación comparados con aquellos que pueden requerir un tratamiento correctivo o de rehabilitación

3. Proveer de datos a nivel de red para calcular un índice de salud estructural del pavimento para su incorporación a un sistema de administración del pavimento (PMS)

Conclusión

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Blacksburg, VA

23

Gracias,