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

Introducción Por qué medimos las deflexiones del pavimento?

Desempeño Estructural vs. Funcional La condición Functional se refiere a los daños visibles y aquellos que se detectan por medio de la rugosidad del pavimento El 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 Condition Time Structural condition greater than required Expected Deterioration Structurally Inadequate Pavement

Evaluación de la Capacidad estructural 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 … Add pictures

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

Definición de un equipo de medición continua de las deflexiones “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

Descripción de Tecnologías Disponibles RWD y TSD Can e enhance this section?

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)

TSD 450 km por día Recolecta Datos a 1 kHz (cada 20 mm a 70 km/h) 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

Ejemplo de pendiente de deflexión del TSD

Aplicaciones ideales para un equipo de medición de deflexion continua Enfocado a la medición a nivel de red Determinado basados en entrevistas con los administradores del pavimento: Ayuda a identificar los puntos debiles en la red (o structuralmetne deficientes) que luego se pueden investigar a nivel de proyecto Diferenciación de secciones que pueden ser objeto de preservación de aquellas que requieren tratamientos correctivos o rehabilitacion en su mantenimiento 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

Medición de Indíces Estructurales y comparación con el FWD

Comparación de medidas del TSD y el FWD The slide shows how the two measures vary simultaneously

Comparación de medidas del TSD y el FWD

Índice de salud estructural con un TSD 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). SCI is defined as d0 – d300 for the FWD (i.e the deflection under the applied load minus the deflection 300 mm away from the applied load). For the TSD, this can be obtained by integrating the deflection slope between 0 and 300 mm. Practically, this integration is done numerically using the trapezoidal method (basically assuming the deflection slope between varies linearly between two different measurements). The BDI is basically the same but taking d300-d600 (Xu et al., 2002, Thyagarajan et al., 2011

SCI (Comparación entre TSD and FWD) Need some background

BDI (Comparación entre TSD and FWD) Need some background

Deformación en la parte inferior de la capa HMA The strain at the bottom of the HMA layer is one of the controlling factors of fatigue cracking. Therefore it can be related to remaining service life by calculating how many load cycles the pavement will sustain before experiencing significant fatigue cracking Can be related to Remaining Service Life

Conclusión Que tan buenos son estos equipos?

Conclusión Los equipos de medición continua de deflexiones Pueden ayudar a identificar areas “debiles” (o estructuralmente deficientes) que se pueden investigar más a nivel de proyecto Diferenciar secciones que puedan ser buenos candidatos para preservación comparados con aquellos que pueden requerir un tratamiento correctivo o de rehabilitación 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)

Blacksburg, VA

Gracias,