Pavimentos

Evaluación estructural de pavimentos utilizando el deflectómetro de impacto HWD (Heavy Weight Deflectometer) | |
|José Antonio Gómez López, Alfonso Pérez Salazar, Paul Garnica Anguas |

Referencia
Introducción
La evaluación estructural de pavimentos consiste, básicamente, en la determinación de la capacidad portante delsistema pavimento – subrasante de una estructura carretera existente, en cualquier momento de su vida de servicio; lo anterior, con el fin de establecer y cuantificar las necesidades de rehabilitación, cuando el pavimento se acerca al fin de su vida de servicio o cuando el pavimento va a cambiar de función, ejemplo de ello es el caso en que cierto tránsito adicional se desvía hacia el pavimento enestudio.
Tradicionalmente, y con la finalidad de conocer las características estructurales, el ingeniero ha recurrido a sondeos de exploración directa, mediante los cuales obtiene muestras que posteriormente son ensayadas en el laboratorio para conocer sus propiedades mecánicas, y posteriormente incorporarlas en el modelo del pavimento, con lo cual deduce las características estructurales del mismo.Esta metodología es costosa, lenta y de carácter destructivo.
La alternativa que se presenta es una propuesta con ensayos no destructivos y considera las deflexiones que se generan en el pavimento al utilizar el deflectómetro de impacto, HWD (Heavy Weight Deflectometer) Figura 1.
En la actualidad, los métodos no destructivos han adquirido gran importancia en la evaluación de pavimentos; debido asu rapidez, son económicos y no afectan a la estructura del pavimento, dado que son ensayes no destructivos; de tal manera que es posible obtener la capacidad estructural del pavimento a través de la “cuenca” de deflexiones generada.
Aspectos generales del deflectómetro de impacto (HWD)
El deflectómetro de impactos es conocido generalmente como Falling Weight Deflectometer, el dispositivogenerador de impacto es del tipo de masa en caída libre con un sistema de guía. El sistema debe ser capaz de levantar masas determinadas y soltarlas en caída libre. La onda generada por el impacto es transmitida al pavimento. La onda debe tener aproximadamente la forma haversine y aplicarse con una amplitud de pico a pico de 50 kN. La duración del impulso de fuerza habrá de permanecer entre 20 y 60 mso un tiempo de incremento de la carga de 0 a 30 ms.
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Figura 1
Deflectómetro de Impacto HWD utilizado en la evaluación de carreteras
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Figura 2
Detalle donde se aprecian la barra con geófonos y la placa de carga
La placa de carga, en la parte inferior del sistema, debe ser capaz de distribuir uniformemente la carga sobre la superficie del pavimento. Los diámetros de las placascomúnmente son de 300 y 450 mm para mediciones en carreteras y aeropuertos respectivamente. Se cuenta con transductores de deflexión que miden el desplazamiento vertical máximo, para cada punto del pavimento evaluado. El número de geófonos o sensores y su espaciamiento depende del tipo de prueba que se realice y está en función del pavimento en estudio. El arreglo puede ser el siguiente: 0, 200, 300,450, 600, 900, 1200 y 1500 mm de distancia respecto a la placa de aplicación de carga. La celda de carga es la que permite la medición de las cargas y esfuerzos aplicados sobre la superficie y debe ser resistente al agua y a los impactos durante el desarrollo de los trabajos.
Los impactos que se aplican producen esfuerzos sobre el pavimento, que simulan a los que son transmitidos por el tránsito.Las metodologías de evaluación dependen de las condiciones específicas del pavimento y de la longitud por estudiar; por ejemplo, para fines de diseño de sobrecarpetas o de rehabilitación de tramos carreteros, pueden realizarse las mediciones a intervalos desde 50 hasta 200 m.
En la Figura 3, se presentan las “cuencas” de desplazamiento vertical (deflexión) obtenidas, donde se observa que los...