SIMULADOR DE VEHÍCULOS PESADOS –HVS MARK VI – PARA PRUEBAS EN

PAVIMENTOS A ESCALA REAL

M.I. Roberto Hernández Domínguez,

Dr. Paul Garnica Anguas

Instituto Mexicano del Transporte

APT (Accelerated PavementTesting)

• Aplicación controlada de una rueda tipo, dentro o sobre su limite de carga, en un pavimento real estructurado en sistema multicapas, con el fin de determinar las respuestas y desempeño del mismo bajo una acumulación de daño controlado y acelerado, en un corto periodo de tiempo. (Melcalf, 1996)

Relación entre ensayos en pavimentos y nivel de conocimiento adquirido

HVS, Mark I (Años 60´s)

Mark II

HVS Mark VI A (Airfield)

Costa Rica

Heavy Vehicle Simulator, Mark VI

Características

• Longitud: 30 m

• Peso: 48.8 Ton

• Carga máxima aplicada = 200 kN

• Velocidad máxima = 20 km/h

• Operación: 440 voltios o motor diesel – eléctrico

• Capacidad de trabajo 24/7

Carga

Rueda de Aeronave

Deflexión por carga

Deflectómetro

Perfilómetro Laser

Perfilómetro láser

MDD (Multi-depth deflectometer)

MDD (Multi-depth Deflectometer)

CAM (Crack Activity Meter)

Medición de deflexión en juntas(JDMD)

Diseño Factorial del Experimento

• Variables

Carga Resistencia de la base Espesor C.A. Condición de la Subrasante

Baja Débil Delgada Seca

Alta Resistente Espesa Saturada

Diseño experimental (FDOT)

Variables relacionadas al HVS• Carga

o Constanteo Variable ( X kN de carga por Y repeticiones)o Dinámica (sinusoidal ± 20% variación)

• Neumáticoo Presión (baja, normal, sobre inflada)o Tipo de llanta (dual, aeronave, super sencilla, sencilla)

• Patrón de repetición de cargao Canalizadoo Con “vagueo” (ancho, patrón con distribución normal o incremental)o Uni-direccional o Bi-direccional.

Recolección de datos• Materiales:

• Antes de la construcción (núcleos, granulometrías, diseños volumétricos, etc)

• Capacidad estructural - FWD• Evaluación Post Mortem

• Instrumentación:

• Perfiles

• Deflexiones

• Sensores (Strain Gauges, JDMD, etc)

• MDD

Cámara de temperatura controlada

SIM (Stresses in motion)

Alcances (1) • Identificar y resaltar las deficiencias en prácticas

constructivas actuales.

• Evaluar nuevos materiales de construcción, aditivos y mejoradores de desempeño en materiales de pavimentación.

• Determinación de capas débiles en una sección de pavimento y su modo de falla.

• Pruebas comparativas modificando una sola variable en dos secciones de prueba idénticas, con condiciones controladas

• Evaluación de la influencia ambiental en el desempeño. Ya sea temperatura o humedad.

Alcances (2)• Revisar especificaciones y normas de construcción antes de

una implementación a gran escala.

• Calibrar y validar modelos de deterioro para el diseño estructural.

• Vincular pruebas de laboratorio con los resultados observados en campo

• Evaluar el impacto de nuevas ruedas, límites de carga, presiones de inflado, etc.

• Evaluación de vida remanente en pavimentos en operación.

• Etc.

Futuros Tramos

Cal-ME

IMT PAVE 2.0

Ejemplo: Análisis de mezclas asfálticas

Red HVSIAALIANZA INTERNACIONAL DE SIMULADORES DE VEHÍCULOS

PESADOS (HVSIA)

HVSIAMÉXICO

IMT

CRRELU.S.CorpEngineers

USA

INDIA

CRRI

GAUTENG

SOUTH

AFRICA

SANRAL

FDOT

FLORIDA

USA

FAAUSA

CHINA

CSIR

South-

Africa(2)

TEXASUniversity

USA

KOREA

WESU.S.Corp

Engineers

USA

ARABIA SAUDITA

COSTA

RICACentral

America

WEST

VIRGINIAUniversity

USA

NORDIC

FINLAND

Sweden

CAL

TRANSUSA

(2)

Conclusiones

• El HVS es una herramienta ideal para conocer mejor el comportamiento de un pavimento en un periodo de tiempo relativamente corto.

• Es efectiva para predecir el desempeño de cualquier combinación de capas bajo las cargas reales del tránsito con un alto grado de confiabilidad.

• A través del este tipo de ensayos se acorta el tiempo para poder implementar algún proyecto o concepto técnico a la infraestructura vial.

• Se pueden desarrollar modelos de comportamiento para diseño de pavimentos y mezclas asfálticas.

• …

La historia apenas empieza…