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• Carlos Diaz Huaraca

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME Nº 001

____________________________________________________________________________ Es grato dirigirme a Ud. Para expresarle mi más amable y caluroso saludo, así mismo para remitir el Informe de CONTROL DE RUGOSIDAD EN PAVIMENTOS, dando lugar a detalle: 

Objetivos



Objetivos Específicos



Evaluación de la Regularidad Superficial, Conceptos Generales



Métodos Utilizados en Perú y Valores Admisibles del IRI.



Conclusiones Con el más sincero agradecimiento, esperando su aprobación al presente; es

todo cuanto le notificamos. Atte.:

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1. OBJETIVO GENERAL. 

Conocer los tipos de ensayo que se aplicaran para la determinación del Índice de Regularidad Internacional (IRI), como control receptivo en los proyectos de infraestructura vial.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 

Realizar una investigación bibliográfica para determinar el concepto de Índice de Regularidad Internacional (IRI) y su normativa internacional.



Determinar los cuidados, detalles y características que deben considerarse para el cálculo del Índice de Regularidad Internacional (IRI).



Definir el procedimiento y el intervalo de evaluación que debe utilizarse para el cálculo del IRI, tanto para evaluación a nivel de red como control receptivo en los proyectos nuevos.

3. EVALUACIÓN DE LA REGULARIDAD SUPERFICIAL, CONCEPTOS GENERALES. 3.1. DEFINICIÓN DEL IRI. El Índice de Rugosidad Internacional (IRI), se define como la acumulación del movimiento vertical que sufre la suspensión de una rueda (un cuarto de carro) cuando este recorre la superficie a una velocidad de referencia de 80 km/h. En este sentido, es un índice de comodidad de rodadura, y constituye el parámetro de la vía que percibe el usuario.

3.2. MODELO MATEMÁTICO DEL IRI. La medición del IRI de un pavimento consiste esencialmente en cuatro 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.

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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.

d) El IRI (m/km) se calcula como el movimiento acumulado (m) de la suspensión del auto “ideal”, dividido por la longitud del perfil transitado (km). Según Sayers y Karamihas (1996) [4], el modelo matemático se representa en la Figura 1:

Donde: Ks: Constante del resorte de la suspensión Kr: Constante del resorte de la rueda Ms: Masa suspendida Mr: Masa no suspendida Cs: Amortiguador Por lo anterior, el valor del IRI está definido por Ec. (1):

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Donde: IRI es el Índice de Rugosidad Internacional en mm/m; L es la longitud del tramo; X es la distancia longitudinal en m; V es la velocidad del carro modelo (80km/h); X/V es el tiempo que tarda el modelo en recorrer cierta distancia X; dt es el incremento de tiempo; ZS es la velocidad vertical de la masa del vehículo; Zr es la velocidad vertical de la masa del eje.

3.3. LAS CONSIDERACIONES MÁS IMPORTANTES DEL IRI. 

El IRI se determina mediante un cálculo matemático realizado con las ordenadas o cotas de una línea de perfil longitudinal cuyo resultado es independiente de la técnica o equipo utilizado para obtener el perfil.



Para el cálculo del IRI es importante considerar la representatividad de las ordenadas que se introducen, es decir, la confiabilidad de la técnica o equipo con el que se obtiene el perfil y la frecuencia del muestreo utilizado.



La precisión de los equipos de medida de la irregularidad superficial es uno de los temas más complejos de decidir y valorar.



El cálculo matemático del IRI relaciona la acumulación de desplazamientos del sistema de suspensión de un vehículo modelo, dividida entre la distancia recorrida por el vehículo a una velocidad de 80 km/hr, y se expresa en mm/m o m/km. Para caminos pavimentados el rango de la escala del IRI es de 0 a 12 m/km, donde 0 representa una superficie perfectamente uniforme y 12 un camino intransitable; para vías no pavimentadas la escala se extiende hasta el valor de 20. A partir del estudio realizado por el Banco Mundial, se propuso una escala de medición de la regularidad superficial para diferentes tipos de vías (ver Figura 2).

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3.4. EVALUACIÓN DEL IRI CON DIFERENTES EQUIPOS. Uno de los aspectos más importantes en la medición del IRI en cualquier tipo de vía, incluso rural, es tener la seguridad de que los equipos y métodos usados para su evaluación cumplan con los requerimientos de calibración, y que la verificación de este aspecto sea objeto de aseguramiento contractual. Lo anterior reviste de más trascendencia aún, si se tiene en cuenta que existen diferentes tipos de equipos para la medición del IRI, por lo cual debería existir una especificación o requerimiento para la aceptación o rechazo del uso de determinado equipo. Las variaciones entre las rutas o huellas medidas por cada equipo, el cálculo del promedio de los datos del perfilómetro, los errores inherentes a los equipos, y los procedimientos para el cálculo del perfil son los que más contribuyen a las discrepancias en los resultados. No obstante, lo anterior, no presentan análisis comparativos entre los resultados de un equipo con otro, que conduzcan a proponer requisitos mínimos para el uso de los mismos.

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A partir de lo expuesto anteriormente, y con el fin de establecer una correlación entre los diferentes equipos con los que se mide el IRI, como: equipos estáticos (Rolling Dipstick, Topografía), Perfilómetros Láser, Merlín, equipos tipo respuesta como el Bump Integrator.

A

continuación, se resumen las principales características de los equipos utilizados para la medición de la regularidad superficial (ver Tabla 1).

4. MÉTODOS UTILIZADOS EN EL PERÚ. 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 Low - cost Instrumentation.

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Si bien en el Perú existen también equipos tipo respuesta (Bump Integrator), su uso ha sido bastante limitado; tanto en cantidad de proyectos, también de

en

exactitud

calidad de

de las

resultados,

como

debido fundamentalmente a la falta

calibraciones efectuadas para dichos equipos o a la

imposibilidad de mantener las condiciones con las inicialmente fueron calibrados, los 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. 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.

4.1. VALORES ADMISIBLES DEL IRI SEGÚN LA SECCIÓN SUELOS Y PAVIMENTOS MANUAL DE CARRETERAS DEL MTC.

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El IRI se encuentra asociada a la serviciabilidad del Manual de Carreteras Conservación Vial del MTC.

4.2. REQUERIMIENTOS DEL IRI SEGÚN LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL MTC EG 2013.

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Las normas vigentes sobre especificaciones técnicas para Proyectos y Obras Viales a la fecha de la presente investigación relacionadas a la calidad de los pavimentos flexibles y rígidos, señalan entre otros aspectos el de la rugosidad de la siguiente forma: 4.2.1.PAVIMENTOS FLEXIBLES. Sub sección 423.18.g (5): Regularidad de la superficie de rodadura o rugosidad La regularidad superficial de la superficie de rodadura será medida y aprobada por el Supervisor, para lo cual, por cuenta y cargo del Contratista, deberá determinarse la rugosidad en unidades IRI. Para la determinación de la rugosidad podrán utilizarse métodos topográficos, rugosímetros, perfilómetros tipo de alto rendimiento u otro método debidamente aprobado por el Supervisor. La medición de la rugosidad sobre la superficie de rodadura terminada, deberá efectuarse en toda su longitud y debe involucrar ambas huellas por tramos preestablecidos o aprobados por el Supervisor, en los cuales las obras estén concluidas, registrando mediciones en secciones cada 100 m. La rugosidad, en términos IRI, tendrá un valor máximo de 2,0 m/km. 4.2.2.PAVIMENTO RÍGIDO. Sub sección 438.26.d (4): Rugosidad La rugosidad superficial medida en unidades IRI no podrá ser mayor de 3,0 m/km.

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5. CONCLUSIONES. 

El IRI es independiente de la técnica o equipo utilizado para obtener el perfil. Depende únicamente de la calidad del perfil longitudinal.



Para indicar un valor adecuado del IRI es necesario indicar cuál es el intervalo o longitud de evaluación, ya que el IRI es el valor medio de los IRI unitarios.



Intervalos de longitud mayores ocultan niveles altos de regularidad superficial en los pavimentos, obteniendo valores de IRI satisfactorios.



La infraestructura vial en una economía genera una serie de efectos positivos para el desarrollo de las actividades privadas, al constituirse como activos públicos e influyen en las decisiones de producción y de consumo de las empresas y de los hogares, de allí la importancia de medir la satisfacción de los usuarios, la que se manifiesta, fundamentalmente por la calidad en que se encuentran los pavimentos o capas de rodadura y los elementos que constituyen la seguridad vial. En la actualidad se emplea el indicador de servicialidad que comprende aspectos sobre el deterioro funcional del pavimento, como de su capacidad estructural.