Memoria Final

UNIVERSIDAD DE CONCEPCIN Profesor Patrocinante

Facultad de Ingeniera Toms Echaveguren N.

Departamento de Ingeniera Civil

EVALUACION DE LA CONDICION DE PAVIMENTOS URBANOS UTILIZANDO

ACELERACIONES VERTICALES

Braulio Edwards Salas Calvo

Informe de Memoria de Ttulo

Para Optar al Ttulo de

Ingeniero Civil

Mayo 2015

RESUMEN

AGRADECIMIENTOS

Agradezco en primer lugar a Dios porque me ha acompaado y ayudado en cada momento, a mis

padres, Mariela Calvo y Jos Salas, por haber apoyado incondicionalmente mi formacin

educacional y entregarme todos los valores que fueron fundamentales para poder lograr esta meta

en mi vida.

A Ornella Reyes, la cual ha sido una compaera en cada uno de los momentos transcurridos en

este camino.

Y finalmente un sincero agradecimiento a todos los profesores que a lo largo de los aos han

aportado en mi formacin, en especial a mi profesor patrocinante, Toms Echaveguren, por todo

su disponibilidad, apoyo y enseanzas durante este periodo.

ndice de contenidos i

NDICE DE CONTENIDOS

NDICE DE TABLAS ......................................................................................................................... iii

NDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................... iv

CAPTULO 1 INTRODUCCIN........................................................................................................ 1

1.1 Motivacin ............................................................................................................................... 1

1.2 Objetivos .................................................................................................................................. 2

1.2 Metodologa de trabajo ............................................................................................................ 2

1.4 Principales resultados y conclusiones ....................................................................................... 4

1.5 Organizacin de la memoria ..................................................................................................... 4

CAPTULO 2 LOS PAVIMENTOS URBANOS............................................................................... 5

2.1 Introduccin ............................................................................................................................. 5

2.2 Definicin de Pavimento Urbano .............................................................................................. 5

2.3 Evaluacin de Pavimentos Urbanos .......................................................................................... 7

2.4 Conclusiones ............................................................................................................................ 8

CAPITULO 3 EVALUACION DE CONFORT DURANTE EL VIAJE ......................................... 9

3.1 Introduccin ............................................................................................................................. 9

3.2 Norma ISO para evaluar la exposicin a vibraciones ................................................................. 9

3.3 ndice de rugosidad internacional ........................................................................................... 12

3.4 Vibraciones, confort y evaluacin de pavimentos ................................................................... 15

3.5 Conclusiones .......................................................................................................................... 16

CAPTULO 4 LEVANTAMIENTO DE DATOS EN TERRENO ................................................. 18

4.1 Introduccin ........................................................................................................................... 18

4.2 Pavimentos Urbanos de Concepcin ....................................................................................... 18

4.3 Equipo de Medicin................................................................................................................ 22

4.4 Proceso de medicin .............................................................................................................. 23

4.5 Conclusiones .......................................................................................................................... 25

CAPTULO 5 PROCEDIMIENTO PARA EL ANALISIS DE ACELERACIONES Y

CALCULO DE INDICES .................................................................................................................. 26

5.1 Introduccin ........................................................................................................................... 26

5.2 Extraccin de datos ................................................................................................................ 26

5.3 Procesamiento de datos .......................................................................................................... 29

5.4 Clculo de RMS, VDV, FC e IRI............................................................................................ 39

ndice de contenidos ii

5.5 Niveles de aceleracin vertical e IRI ....................................................................................... 40

5.6 Anlisis de resultados ............................................................................................................. 43

5.7 Conclusiones .......................................................................................................................... 44

CAPITULO 6 ANALISIS DE INDICADORES .............................................................................. 46

6.1 Introduccin ........................................................................................................................... 46

6.2 Comparacin IRI calculado versus mediciones previas ........................................................... 46

6.3 Anlisis de repetibilidad IRI ................................................................................................... 48

6.4 Anlisis de resultados para mediciones sin control .................................................................. 51

6.5 Conclusiones ......................................................................................................................... 56

CAPTULO 7 CONCLUSIONES...................................................................................................... 57

REFERENCIAS .................................................................................................................................. 58

ANEXOS ............................................................................................................................................. 61

ANEXO 4.1 CALLES PARA DEFINICION DE ESPACIO PARA TOMA DE DATOS ........... 61

ANEXO 5.2 FUNDAMENTOS IDENTIFICACION DE SINGULARIDADES .......................... 62

ANEXO 5.3 FUNDAMENTOS ELIMINACION DE SINGULARIDADES ................................ 67

ANEXO 5.4 FUNDAMENTO EQUIVALENCIA DE TRAMOS DE ANALISIS ....................... 78

ANEXO 5.5 FUNDAMENTOS DEL ANLISIS DE VARIANZA .............................................. 82

ANEXO 5.6 RESULTADOS DE MINITAB .................................................................................... 85

ANEXO 5.7 CLCULO DE NDICES DE CICLOVAS............................................................... 86

ndice de tablas iii

NDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Caractersticas metodologa MANVU SIMP actualizada 2008........................................... 8

Tabla 2.2 Caractersticas metodologa Palomino (2014) .................................................................... 8

Tabla 3.1 Criterios para la evaluacin de la exposicin de las vibraciones sobre el confort y

percepcin (ISO, 1997) .................................................................................................................. 12

Tabla 3.2 Parmetros modelo Cuarto de carro, segn Lu Sun (2001) ............................................... 14

Tabla 4.1 Pavimentos seleccionados para la medicin en el Gran Concepcin................................. 19

Tabla 4.2 Longitud de calles por comuna ........................................................................................ 22

Tabla 4.4 Periodizacin en comunas del Gran Concepcin, segn SECTRA (2013) ........................... 24

Tabla 5.1 Sentidos de calles medidas .............................................................................................. 27

Tabla 5.2 Calles descartadas por trayectoria errtica ....................................................................... 28

Tabla 5.3 Mediciones repetibles segn anlisis ANOVA ................................................................ 35

Tabla 5.6 Valores de RMS, VDV, FC e IRI en calles Talcahuano ................................................... 39

Tabla 5.8 Valores de RMS para los distintos niveles de aceleraciones ............................................. 41

Tabla 5.9 Valores de IRI para los distintos niveles de desplazamiento vertical ................................. 41

Tabla 6.3 Comparacin resultados ANOVA, mediciones repetibles previamente en velocidad vertical

versus IRI....................................................................................................................................... 48

Tabla 6.4 Comparacin resultados ANOVA, mediciones no repetibles previamente en velocidad

vertical versus IRI .......................................................................................................................... 49

Tabla 6.5 Zonas equivalentes de mediciones en y sin control .......................................................... 52

ndice de figuras iv

NDICE DE FIGURAS

Figura 3.1 Ejes de medicin de aceleraciones (Normas Tcnicas de prevencin 784) .................. 10

Figura 4.1 Esquema automvil-GPS .................................................................................................. 23

Figura 5.1 Singularidad discontinuidad pavimento .......................................................................... 27

Figura 5.4 Esquema de tramos de repeticiones efectivamente analizados (Montoya 2014) .......... 32

Figura 5.5 Resultados del anlisis de varianza usando Minitab, Calle 605..................................... 33

Figura 5.6 Resultados del anlisis de la varianza usando Minitab, Calle 605 Repeticin 2 y 3 .... 34

Figura 5.7 Tramificacin para repetibilidades calle 606 .................................................................. 35

Figura 6.1 Perfil desplazamiento vertical .......................................................................................... 50

Figura 6.2 Perfil IRI cada 25 m .......................................................................................................... 51

Captulo 1: Introduccin 1

CAPTULO 1 INTRODUCCIN

1.1 Motivacin

Los vehculos motorizados hoy en da son el medio de transporte ms utilizado en la ciudad de

Concepcin, producto del crecimiento de la cuidad esta se expande y resulta necesario la

inversin de mayores recursos en la construccin de pavimentos para permitir la conectividad e

impulsar el desarrollo.

Los pavimentos urbanos como cualquier otra obra de ingeniera, son diseados para tener una

vida til y un nivel de servicio que disminuye producto de las solicitaciones del trnsito y

condiciones ambientales, esto hace necesario su conservacin, mantenimiento o reconstruccin.

El estado en el que se encuentren los pavimentos urbanos repercute directamente en los costos

que percibe el usuario, cuya inversin en rehabilitacin aumenta a medida que se permite la

cada en la condicin de la estructura de pavimento.

En Concepcin actualmente para conocer el estado que se encuentra un pavimento urbano, es

utilizada la metodologa de auscultacin visual Manvu simplificada, la cual es una forma de

trabajo de muy baja productividad, que no permite poseer una data a nivel de red a bajo costo y a

corto plazo. Por otro lado el uso de instrumentos de medicin especializados como perfilmetros

laser, a pesar de su alta productividad se encuentra fuera del alcance de la realidad urbana

producto de las restricciones presupuestarias existentes.

Dentro de los beneficios de realizar una evaluacin de las vas urbanas y poseer una base de datos

de la condicin real del pavimento, se encuentra conocer el estado actual de la infraestructura,

identificando aquellos lugares que estn en peores condiciones y que necesitan ser atendidos con

mayor urgencia. Cuando la evaluacin se mantiene en el tiempo es posible conocer el

comportamiento de las vas en relacin a sus deterioros. As mismo, es factible evaluar la

efectividad de las obras de mantencin realizadas en etapas previas, es decir, tomar decisiones

fundadas y acertadas.


El conocimiento del estado de los pavimentos y su continuo monitoreo permite la generacin de

umbrales permitidos para las condiciones de uso, generando una mejor distribucin de los

recursos destinados a esta temtica dentro de las instituciones locales, junto con ello mejorar las

condiciones de serviciabilidad de los usuarios, generando una mayor conectividad dentro de la

ciudad, impulsando el crecimiento econmico y el patrimonio de nuestro pas.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo general

Desarrollar un procedimiento de evaluacin del estado de los pavimentos urbanos, mediante el

anlisis de aceleraciones verticales obtenidas con GPS.

1.2.2 Objetivos especficos

I. Determinar un procedimiento de medicin para el estado de vas urbanas para registrar

datos consistentes

II. Establecer un procedimiento para procesar y analizar la informacin obtenida de las

mediciones realizadas.

III. Obtener indicadores del estado del pavimento

IV. Analizar resultados y generar recomendaciones para lneas de trabajo futuro

1.2 Metodologa de trabajo

Inicialmente se desarroll una revisin bibliogrfica recopilando la informacin relevante de

acuerdo a lo planteado en la motivacin y objetivos. En esta etapa se obtuvo informacin sobre

los pavimentos urbanos de Concepcin y las tcnicas que existen para su evaluacin. Se investig


especficamente sobre el potencial que tienen las aceleraciones verticales para realizar una

evaluacin de los pavimentos, hacienda nfasis en la norma ISO 2631 para la evaluacin de

vibraciones de cuerpo completo y los trabajos existentes para conocer el estado de los pavimentos

mediante el usos de dispositivos equipados con acelermetros y sus registros.

De forma paralela a la revisin bibliogrfica se comenz a reconocer los pavimentos urbanos del

Gran Concepcin para la definicin de la zona de trabajo. Se obtuvo informacin sobre la

jerarqua, uso por tipo vehicular, sentidos, nmero de pistas y distancias de las calles del gran

Concepcin.

A continuacin se realiz la medicin de los pavimentos definidos dentro del espacio muestral de

trabajo. Los datos se tomaron con la ayuda de un GPS de 10 Hz implementado en un automvil

Toyota Yaris. Se seleccionaron 160 calles para la medicin y realizaron tres repeticiones en el

sentido de avance del trnsito. De las mediciones realizadas se obtuvo la informacin sobre la

velocidad longitudinal, tiempo de toma de datos, adems de la distancia y velocidad vertical. Esta

ltima medicin fue utilizada para el clculo de las aceleraciones verticales e IRI para realizar

evaluacin de los pavimentos.

Completadas las mediciones se procedi a la extraccin de informacin desde el equipo GPS y a

la depuracin de datos. Para esto fue necesario eliminar informacin de detenciones durante la

medicin, eliminar informacin obtenida en singularidades como lomos de toro y acoplar las

distintas repeticiones por distancia. Esto permiti tener una sntesis de todo el registro con datos

trabajables. Se realiz un anlisis visual mediante Google Earth y un anlisis de varianza para

determinar la repetitividad en las mediciones y eliminar aquellas mediciones poco confiables y no

equivalentes respectivamente.

Con las mediciones que resultaron ser repetibles se realizaron clculos en base a lo recomendado

por la norma ISO 2631 y clculo de IRI mediante Software Proval y se determinaron niveles

segn la magnitud de ambos ndices. Con estos resultados se realiz la evaluacin de los

pavimentos urbanos detectando el nivel de aceleracin y valor del IRI de cada va estudiada,

adems de la determinacin del efecto en los ndices producto del uso de un vehculo distinto y

condiciones de medicin no controladas.


1.4 Principales resultados y conclusiones

1.5 Organizacin de la memoria

La memoria se organiz en seis captulos ms anexos. El Captulo 2 describe las vas urbanas, su

concepto y las tcnicas actuales para evaluar pavimentos urbanos.

El Captulo 3 se describe la norma ISO 2631 para evaluar vibraciones, el concepto de IRI y su

clculo basado en registros de velocidades verticales. Adems se presenta el uso de tcnicas

actuales de bajo costo para conocer la condicin de los pavimentos utilizando dispositivos

equipados con acelermetros.

En el Captulo 4 se describe el proceso de medicin realizado en el Gran Concepcin destacando

el equipo utilizado y las vas medidas. El Captulo 5 muestra el procesamiento de datos, anlisis

estadstico y la obtencin de ndices para la evaluacin de pavimentos urbanos.

En el Captulo 6 detalla anlisis de los resultados comparndolos con mediciones sin control,

mediciones previas utilizando otras metodologas de evaluacin de pavimentos y el

comportamiento de estos ndices en un anlisis estadstico.

En el Captulo 7 se exponen las conclusiones del trabajo realizado y las futuras lneas de

investigacin. Finalmente se encuentran los Anexos con los clculos e informacin utilizada para

realizar el trabajo.

Captulo 2: Los pavimentos Urbanos 5

CAPTULO 2 LOS PAVIMENTOS URBANOS

2.1 Introduccin

En este captulo se describe el concepto de pavimento urbano. Adems se muestran las tcnicas

actuales utilizadas en el mbito urbano para la evaluacin aplicada en nuestro pas.

2.2 Definicin de Pavimento Urbano

Las Obras de Pavimentacin Urbana, son aquellas que se ejecutan dentro del radio urbano de

todas las Comunas del pas (con excepcin de la Comuna de Santiago), en todos los casos en que,

de acuerdo a la legislacin vigente, estn sometidas a la Supervisin de los Servicios de Vivienda

y Urbanizacin (SERVIU), (Cdigo de Normas y Especificaciones Tcnicas 2008).

La principal funcin de un pavimento urbano es permitir el desplazamiento vehicular dentro de la

cuidad, otorgando un cierto nivel de comodidad y serviciabilidad al usuario, a travs de la

estructura de pavimento formada por materialidades como el hormign, asfalto o adoquines.

En el caso de Gran Concepcin el lmite urbano est definido por el Plan regulador metropolitano

de Concepcin, en la Figura 2.1 se ilustra el lmite urbano vigente definido en el ao 2002 fecha

de la ltima modificacin del plano.


Figura 2.1 limite urbano Ciudad de Concepcin, segn Plan Regulados Metropolitano

Concepcin (2003)


2.3 Evaluacin de Pavimentos Urbanos

Al igual que cualquier otra obra de ingeniera, los pavimentos urbanos se disean para tener una

vida til y proporcionar un determinado nivel de servicio durante el perodo proyectado. Con el

paso del tiempo, los pavimentos sufren deterioros o fallas provocadas por el trfico o por el

medio ambiente, que hacen necesaria su conservacin, mantenimiento o reconstruccin

(Kraemer, 2003).

Es por esto que la evaluacin del estado en que se encuentra un pavimento urbano permite

caracterizar las variables que determinan la condicin funcional y estructural de un pavimento.

En Chile actualmente se utilizan tcnicas de auscultacin visual de pavimentos para poder

conocer la condicin en la que se encuentran dichas estructuras.

La auscultacin visual se define como un proceso de dos fases que permite, mediante un proceso

sistemtico, tomar datos del estado de un pavimento y sintetizarlos en indicadores o ndices

objetivos. Se clasifica en auscultacin estructural y funcional (Solminihac, 2001).

La metodologa utilizada actualmente para evaluar la condicin que presenta un pavimento

urbano es aquella desarrollada por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU) actualizada

el ao 2008, denominada Metodologa MANVU Simplificada, este procedimiento permite llevar

un registro de los deterioros principales en pavimentos por medio de fichas de control y un

software que sugiere acciones de rehabilitacin en el pavimento estudiado.

En detalle la metodologa aplicada se estructura como se ilustra en la Tabla 2.1, donde queda de

manifiesto que la conformacin del mtodo est diseado para ser muy simple y con la finalidad

de poder recabar la mayor cantidad de informacin en el menor tiempo posible. Pese a esto

Palomino (2014) logro determinar luego de la modificacin en la configuracin del mtodo

original, tanto en los deterioros muestreados y la distancia del balizado (Tabla 2.2) para lograr el

mximo rendimiento, que la productividad en terreno es de 4,2 cuadras promedio/h, rendimiento

muy por debajo del alcanzado por instrumentos especializados que logran tomar datos a 30

cuadras promedio/h.


Tabla 2.1 Caractersticas metodologa MANVU SIMP actualizada 2008

Metodologa MANVU Simplificado

Material Intervalo/Frecuencia Unidad Muestreo Deterioros

Hormign Tramo definido 100 % tramo

definido

Cantidad total de grieta y fisuras (sin distincin),

sello de juntas y grietas

Asfalto Tramo definido 100 % tramo

definido

Baches (hoyos y deformaciones), grietas (todo tipo),

desprendimiento superficial

Tabla 2.2 Caractersticas metodologa Palomino (2014)

Metodologa Palomino 2014

Material Intervalo/Frecuencia

Unidad

Muestreo Deterioros

Hormign Funcin largo cuadra Losa Grieta esquina, transversal, longitudinal, mltiples, parches

Desgaste Superficial, baches y escalonamiento juntas

Asfalto Funcin largo cuadra 6 metros

Grieta cocodrilo, longitudinal, transversal y mltiple,

deformaciones

parches, baches y desgaste superficial

2.4 Conclusiones

Los pavimentos urbanos es la estructura destinada a permitir el desplazamiento del parque

automotriz dentro de la cuidad, generando un cierto nivel de comodidad y serviciabilidad en el

viaje.

Estos forman parte de una gran categora de la infraestructura vial del pas la cual se diferencia

del resto de los pavimentos por estar bajo la supervisin del SERVIU y dentro del lmite urbano

definido para cada comuna.

Actualmente la tcnica utilizada para conocer su estado es el mtodo MANVU SIMPLIFICADO,

auscultacin visual de pavimentos de muy baja productividad (Palomino 2014), comparada con

los instrumentos especializados actualmente en el mercado como perfilmetros laser, cuya alta

productividad se ve opacada debido al alto costo que conllevan las mediciones.

Captulo 3: Evaluacin de confort durante el viaje 9

CAPITULO 3 EVALUACION DE CONFORT DURANTE EL VIAJE

3.1 Introduccin

En este captulo se hace nfasis en como la medicin de aceleraciones son utilizadas para evaluar

vibraciones, y como las estas pueden ser utilizadas para una evaluacin del confort durante el

viaje en vehculos. Adems, se muestran ejemplos en donde distintos autores han estudiado el

comportamiento de las vibraciones a travs de la medicin de aceleraciones, para el desarrollo de

tcnicas de bajo costo y alta productividad para conocer y evaluar el estado de un pavimento

urbano.

Finalmente se entregan los fundamentos del ndice internacional utilizado para la evaluacin de la

regularidad superficial de un pavimento, su origen, clculo y desventajas en el mbito urbano.

3.2 Norma ISO para evaluar la exposicin a vibraciones

La norma ISO 2631-1 establece criterios y mtodos de cuantificacin para la evaluacin de

vibraciones. Se hace un especial nfasis en el efecto de las vibraciones sobre la percepcin,

confort y salud de las personas expuestas, ya sea durante periodos prolongados o transitorios

(ISO, 1997).

La norma para la cuantificacin de las vibraciones que percibe el usuario producto de la

realizacin de sus actividades es a travs de las aceleraciones verticales expresada en m/s2.

Basados en un sistema de referencia de ejes basicntricos originado por el punto por donde entrar

las vibraciones en el cuerpo, tal como ilustra la Figura 3.1.


Figura 3.1 Ejes de medicin de aceleraciones (Normas Tcnicas de prevencin 784)

Los ejes de medicin son eje X a travs del pecho posterior - anterior, eje Y derecha-izquierda y

eje Z de la cabeza a los pies. Los ejes X e Y son los ejes transversales y el eje Z es el

longitudinal.

Para caracterizar la forma en que el usuario percibe las vibraciones y valorar los riegos derivados

en la exposicin a las vibraciones, se utilizan filtros de ponderacin de frecuencia de la vibracin

para cada eje, cuya funcin es atenuar los niveles de aceleracin en diferentes frecuencias.

Adems se suma el uso de un factor K, que refleja el grado de molestia cuando las vibraciones

ocurren en los ejes X e Y.

Para realizar la evaluacin de las vibraciones experimentadas por el usuario, la norma ISO 2631-

1, utiliza el valor de la aceleracin eficaz de vibracin RMS expresada en m/s2, el que se define

en la Ecuacin 3.1.

( )

, (3.1)

Donde , es la aceleracin vertical ponderada en frecuencia y T es la duracin de la medida, en

segundos.(ISO 2631-1, 1997).


Para casos de mediciones en que se identifiquen picos de alta amplitud, el mtodo bsico de

evaluacin mediante RMS puede subestimar la magnitud y el efecto sobre el usuario, es por ello

que se define dos ndices extras para la evaluacin.

( )

, (3.2)

Y el valor de dosis de vibracin (VDV, en m/s1,75

)

( )

, (3.3)

Donde , es la aceleracin vertical ponderada en frecuencia y T es la duracin de la medida, en

segundos. (ISO 2631-1, 1997).

El factor de cresta es el mdulo de la relacin entre el valor pico instantneo mximo de la seal

de aceleracin ponderada en frecuencia a su valor de RMS. (ISO 2631-1, 1997). Mientras que el

valor de dosis de vibracin entrega una medida de la exposicin total a las vibraciones, teniendo

en cuenta la magnitud, frecuencia y duracin de la exposicin.

La norma ISO 2631-1, establece criterios para la evaluacin del confort y percepcin de la

vibracin por parte del usuario. En primer lugar para el confort recomienda el uso de la Ecuacin

3.4 y para casos en que existan choques ocasionales y cuyo factor de cresta es superior a 9 aplicar

el valor de la dosis de vibracin a la cuarta potencia. Mientras que para la percepcin utilizar el

valor eficaz de vibracin sobre la superficie que soporta el cuerpo, seleccionando el valor de

vibracin mayor entre los tres ejes.

Finalmente la norma propone un rango de valores lmite mostrado en las Tablas 3.1 para el

confort y percepcin respectivamente calculado a travs del procedimiento anteriormente

mencionado.

( ) (3.4)


Donde Kx, Ky y Kz son los factores de multiplicacin que dependen de la frecuencia ponderada

seleccionada, su valor suele ser la unidad y aw son las aceleraciones RMS ponderadas con

respecto a los ejes ortogonales x, y, z, (transnacionales o de rotacin) respectivamente sobre la

superficie que soporta a la persona. (ISO 2631-1:1997).

Tabla 3.1 Criterios para la evaluacin de la exposicin de las vibraciones sobre el confort y

percepcin (ISO, 1997)

Evaluacin de los efectos debido a la exposicin a

vibraciones

Valores aw (ISO 2631-

1:1997)

Confort (0,5 - 80 Hz)

aw< 0,315 m/s2

no molesto

0,315


Con la finalidad de utilizar una nica medida para caracterizar la rugosidad superficial en el ao

1982 el banco mundial acuerda la utilizacin de un ndice llamado International Roughness Index

o ndice de rugosidad internacional (IRI).

El modelo terico para la determinacin de IRI, basa su fundamento en un modelo denominado

Cuarto de carro o Quarter car, que simula la cuarta parte de la masa de un automvil,

donde un conjunto de masas se mueven en forma vertical al avanzar por el camino producto de

sus irregularidades al transitar a 80 km/h (ver Figura 3.2). Los valores de las constantes de

muelles, masas y amortiguadores son estndar y se muestran en la Tabla 3.2

Figura 3.2 Modelo cuarto de carro

Dnde:

v Velocidad longitudinal

mu Masa inferior o amortiguada

ms Masa superior o suspendida

Ku

Constante de rigidez de la suspensin primaria (entre el pavimento y la masa

inferior), es decir del neumtico

Ks

Constante de rigidez de la suspensin secundaria (entre la masa inferior y la masa

superior) es decir la suspensin del vehculo

Cu Constante de amortiguacin de la suspensin primaria

Cs Constante de amortiguacin de la suspensin secundaria


Tabla 3.2 Parmetros modelo Cuarto de carro, segn Lu Sun (2001)

v 80 km/h

mu/ms 0.15

ks/ms 63.3s2

CS/mS 6s1

kU/mS 653s2

CU/mS 0s1

El modelo matemtico que caracteriza el movimiento relativo entre la masa suspendida y

amortiguada con respecto a la distancia recorrida en un tiempo T se ilustra en la Ecuacin 3.4,

donde el IRI se define como el promedio absoluto de ( ) en el tiempo .

( )

, (3.4)

Donde ( ) derivada con respeto al tiempo de zs(t) y zs(t) = ysyt, es el desplazamientos

absolutos de masa suspendida y la masa no suspendida, respectivamente.

Asociado al modelo se crea una escala del IRI para caminos pavimentados que va de 0 a 12

m/km. Donde 0 corresponde a una superficie perfectamente uniforme y 12 a un camino

intransitable.

En Chile, se considera un valor del IRI entre 0 y 3 m/km. como un camino bueno, entre 3 y 4

como uno regular y para un IRI mayor que 4 m/Km. como un camino malo.

La limitacin de esta escala es que est pensada y calculada para carreteras asociado a las

condiciones del experimento original, es decir, una velocidad de 80 km/h.

Para zonas urbanas existen condiciones totalmente distintas tanto en la geometra, velocidad de

circulacin y tipo de pavimento de las calles en los que se realiz el experimento original

desarrollado por el banco mundial, que hace que los niveles planteados no sean aplicables como

estndares directos de evaluacin, ya que se esperan mucho ms altos para zonas urbanas.


3.4 Vibraciones, confort y evaluacin de pavimentos

Durante un viaje se producen vibraciones al transmitir las irregularidades del camino al cuerpo en

movimiento. La respuesta humana a las vibraciones es de carcter negativo, siendo un factor que

disminuye el confort durante el viaje y llegando en algunos casos a generar alteraciones en la

salud dependiendo del nivel experimentado.

Cuando el confort de viaje se evala en una magnitud fsica se utilizan ndices en funcin de la

aceleracin, al respecto se han realizado muchas investigaciones en la ltima dcada para evaluar

el nivel de vibracin durante los viajes en vehculos motorizados, as como tambin el potencial

del uso de acelermetros y GPS para toma de datos y evaluar el estado de los pavimentos.

Paddan y Griffin (2002) realizaron medidas y evaluacin en 100 vehculos distintos

categorizados en 14 niveles, registrando a travs de las aceleraciones verticales los niveles de

vibraciones que experimentan en cada tipo de vehculo los conductores y usuarios basados en los

fundamentos de la Norma ISO 2631 y BS 6841.

Encontrando que existen diferencias en los niveles de vibracin experimentado entre y dentro de

las categoras definidas.

Por otro lado uso de estos dos estndares les permiti reconocer diferencias en la forma de

evaluacin, por un lado la norma ISO 2631 solo utiliza el eje ms desfavorable para evaluar,

mientras que la BS 6841 recomienda medir en distintos ejes y combinarlos para la evaluacin.

El efecto de estas diferencias en la forma de abordar el clculo para determinar el nivel de

vibracin, hace que los resultados obtenidos por la Norma ISO 2631 suelan ser menores. Aunque

ambas normativas concluyen que la magnitud de aceleracin en el eje vertical es la ms

significativa

El Sayed et al. (2013) en un estudio similar en el El Cairo sobre las vibraciones que experimentan

los pasajeros del transporte pblico de la cuidad, lo que incluye viajes en metro, automvil y

autobs, lograron concluir mediante el uso de la norma ISO 2631,a la cual se le reconoce como el

estndar de mayor aceptacin para estos casos, que para distintos medios de transporte existe una

alta variabilidad en los niveles de vibracin para cada vehculo en particular, siendo en muchas


veces excedido el nivel de exposicin a vibraciones aceptado en la norma ISO 2631, adems

concluyeron que el eje vertical es el que muestra las mayores magnitudes de aceleracin.

En otra investigacion Chenet al. (2013) desarrollaron una forma de conocer el estado del

pavimento y la cantidad de baches mediante el uso de la tcnica de Crowdsourcing, es decir,

externalizar la tarea de tomas de datos que tradicionalmente realizada una persona o contratista, a

un nmero mayor de personas, en este caso la flota de taxis en la regin urbana de Shenzhen, en

China. La metodologa incorpora un GPS (acelermetro) en cada vehculo de la flota conectado a

un servidor central, permitiendo conocer el estado del pavimento con una precisin de 90%

ajustando una distribucin normal a los datos registrados y un costo muy bajo.

Finalmente Roadroid (2011) ha desarrollado una aplicacin para telfonos Smartphones, que

hace uso del acelermetro equipados en estos celulares para recabar datos y calcular el valor del

IRI. La aplicacin permite conocer el IRI a una velocidad de 60 a 90 km/h, recogiendo datos a

un nivel de Clase entre 2 y 3 es decir, mtodo de perfilometria y clculo de IRI por correlacin

(basados en clasificacin del Banco Mundial). Resulta una herramienta muy fcil de utilizar, muy

rentable, altamente objetiva y portable. Transformndose en un poderoso y eficaz sistema de

recoleccin de datos que pueden ser utilizados por HDM-4 (Software para mantenimiento vial),

para generar acciones de mantenimiento en el pavimento.

3.5 Conclusiones

La evaluacin del estado de un pavimento urbano es vital ya que su condicin repercute

directamente en la sensacin de confort que percibe el usuario. El contar con datos objetivos

permite llegar a las conclusiones correctas de cmo se encuentra un pavimento, es por esto que

actualmente se han desarrollado tcnicas de toma de datos y evaluaciones mediante la utilizacin

de instrumentos que posean acelermetros, ya que permiten generar una base de datos valindose

de las irregularidades superficiales a bajo costo, en poco tiempo y sin perder la precisin.


La norma ISO 2631 es el estndar internacional ms aceptado y utilizado al momento de evaluar

las vibraciones. Para valorar las vibraciones la norma recomienda medir las aceleraciones en 3

ejes distintos. Con el registro de aceleraciones se obtienen valores como el RMS, FC y VDV los

cuales entregan una visin clara de la magnitud de las vibraciones medidas.

La norma BS 6841 es otra herramienta para evaluar la vibracin experimentada en los usuarios de

vehculos motorizados. La principal diferencia encontrada es que la norma BS 6841 combina los

ejes de medicin para realizar la evaluacin, mientras que la norma ISO 2631 slo utiliza el eje

ms desfavorable. Es por esto que la norma ISO 2631 resulta ser la ms acertada, debido a que

utiliza el efecto de la magnitud del eje mayor de vibracin, el cual se ha demostrado

empricamente que resulta ser el eje vertical con una magnitud significativamente mayor al eje x

e y.

Finalmente el ndice de rugosidad internacional, es el parmetro mundial definido para la

evaluacin de la regularidad superficial de los pavimentos, el cual basa calculo en el

desplazamiento vertical absoluto acumulado del vehculo, simulado por un modelo de la cuarta

parte de la masa de este. A pesar de la adaptacin global del ndice en la realidad urbana los

niveles IRI definidos para caracterizar el estado del pavimento no son aplicables debido a las

condiciones de las calles en las ciudades, con diferencias notorias en comparacin a las definidas

en el experimento original.

Captulo 4: Levantamiento de datos en terreno 18

CAPTULO 4 LEVANTAMIENTO DE DATOS EN TERRENO

4.1 Introduccin

En este captulo se muestran las calles del Gran Concepcin elegidas para realizar la toma de

datos, basados en caractersticas como jerarqua (primaria o secundaria), uso de lneas del

transporte pblico y mediciones previas realizadas.

Se detallan el GPS y automvil utilizado para las mediciones de las velocidades vertical en los

pavimentos. Finalmente se describe el procedimiento utilizado, mencionando las condiciones

adoptadas para realizar la medicin de las velocidades verticales.

4.2 Pavimentos Urbanos de Concepcin

El gran concepcin cuenta aproximadamente con 450 km de vas pavimentadas que cumplen con

la clasificacin de vas primarias y secundarias (Gesitran Biobo 2014).

Se consideran dentro de la categora de vas primarias aquellas calles esencialmente destinadas a

la movilidad, que permiten recorren tramos largos a una velocidad relativamente alta, con

prioridad de paso respecto a las calles que las cruzan, por lo general con alta densidad. En

segundo lugar las vas secundarias son aquellas de movilidad y accesibilidad moderadas, con

caractersticas geomtricas ms reducidas que las arterias primarias. Sentido nico o doble

pudiendo tener un trnsito intenso en un corto recorrido.

De la totalidad de pavimentos urbanos existentes categorizados por jerarquizacin vial, se

decidi tomar una zona de trabajo menor con la finalidad de probar y desarrollar un

procedimiento de medicin y evaluacin de estos.

El juicio de seleccin est basado en 3 criterios, dejando como base la jerarqua de las calles

(GESITRAN BIOBIO), esto debido a la conectividad que permiten y al enorme nmero de

vehculos que diariamente transitan por estas. En segundo lugar la ruta utilizada por las lneas del

transporte pblico tanto licitadas como no licitas, producto del potencial deterioro que podran


poseer, originado por el aporte de aproximadamente .. ejes equivalentes al pavimento por cada

bus que transita.

Finalmente mediciones previas realizadas, utilizando VBOX mini en un proceso sin control en

comunas del Gran Concepcin, auscultaciones visuales de pavimentos (Palomino, 2014) y

clculo de IRI mediante uso de Merlin en la red cntrica de Concepcin, con la finalidad de

poseer datos de comparacin de los resultados logrados, realizar anlisis y comparaciones de las

variaciones entre medidas.

El detalle de cada uno de las calles que componen cada criterio se detalla en el Anexo 4.1

En la Tabla 4.1, se detallan el nombre, jerarqua, longitud y sentido de las calles seleccionadas

dentro de las comunas del Gran Concepcin, mientras que en la Tabla 4.2 se resumen los

porcentajes y metrajes por comuna.

La codificacin asignada a las calles sigue un formato XYY, donde X corresponde al nmero de

la zona o comuna donde est ubicado el pavimento. Por otra parte, YY corresponde al nmero

otorgado a la calle en particular. De esta forma la calle 101 corresponde a la calle 01 de la zona 1

(Comuna de Penco).

Tabla 4.1 Pavimentos seleccionados para la medicin en el Gran Concepcin

Cdigo Nombre Jerarqua Longitud (km) Sentido

101 Ruta 150 Primarias 8,6 B

102 Las Heras Secundarias 1,1 U

103 Freire Secundarias 2,2 U

104 Jorge Ross Secundarias 2,2 B

105 Camino Viejo - Ren Mendoza Secundarias 2,6 B

201 Camino a Tom Primarias 11,0 B

202 Enrique Molina Primarias 2,5 B

203 Egaa Secundarias 1,7 B

204 Portales Secundarias 2,1 U

205 Almirante Latorre Primarias 1,8 B

301 Interportuaria Talcahuano Primarias 11,0 B

302 Blanco Encalada Primarias 2,5 B

303 Coln Primarias 8,1 B

304 Valdivia Primarias 1,7 B



305 Juan Antonio Ros Primarias 1,9 B

306 Bajada Tumbes Secundarias 2,2 B

307 Bilbao Secundarias 0,7 B

308 La Marina Secundarias 1,6 B

309 Almirante Latorre Secundarias 1,4 B

310 Malaquas Concha Secundarias 0,9 B

311 Desiderio Garca Secundarias 0,7 B

312 Alto Horno Secundarias 2,3 B

313 Los Araucanos Secundarias 2,5 B

314 Michimalonco Secundarias 4,6 B

315 Camino a Tumbes Secundarias 5,5 B

401 Costanera Norte Primarias 17,3 B

402 Las Golondrinas Primarias 3,8 B

403 Gran Bretaa Secundarias 3,5 B

404 Grecia - La Reconquista Secundarias 2,7 B

405 Postdam Secundarias 3,2 B

406 Arteaga Alemparte Primarias 6,1 B

407 Autopista Primarias 5,0 B

408 Coln Primarias 5,1 B

501 Interportuaria Alessandri Primarias 3,4 B

502 Alonso de Ribera Primarias 3,2 B

503 General Bonilla Primarias 4,4 B

504 Pedro de Valdivia Primarias 2,3 B

505 Avenida Prat Primarias 1,6 U

506 Avenida Carrera Primarias 4,2 B

507 Paicav Primarias 3,4 B

508 Chacabuco - Irarrazabal Primarias 3,4 B

509 Collao Primarias 3,4 U

510 General Novoa Primarias 1,6 U

511 Avenida Rodrguez Secundarias 2,0 B

512 Camilo Henrquez Primarias 2,6 B

513 Vctor Lamas Secundarias 1,7 U

514 Ejrcito Secundarias 2,6 U

515 Avenida Andalin Secundarias 3,2 B

516 Edmundo Larenas Secundarias 1,2 B

517 Camino Nongun Secundarias 3,4 B

518 Ongolmo Secundarias 1,2 U

519 Las Heras Secundarias 1,6 U



520 Juan de Dios Rivera Secundarias 1,6 U

521 Anbal Pinto Secundarias 2,5 B

522 Lincoyan Secundarias 1,9 U

523 San Martn Secundarias 2,1 U

524 OHiggins Secundarias 2,2 B

525 Rengo Secundarias 1,9 U

526 Lientur Secundarias 1,2 B

601 8 Oriente Primarias 3,0 B

602 Manuel Rodrguez Primarias 4,8 B

603 Camino Chiguayante Primarias 4,4 B

604 OHiggins Secundarias 7,2 B

605 Cochrane Secundarias 1,0 B

606 12 Octubre Secundarias 10,0 B

607 Calle 4 Secundarias 1,3 B

701 La Araucana Primarias 5,5 B

702 Patricio Lynch Secundarias 4,0 B

703 Ramn Freire Secundarias 1,1 U

704 Manuel Bulnes Secundarias 2,4 U

705 La Concepcin Secundarias 1,1 U

706 Camino a Hualqui Primarias 5,6 B

707 El guila Secundarias 1,6 B

801 Pedro Aguirre Cerda Primarias 4,5 B

802 Enrique Soro - Las Torres - Venus Secundarias 2,8 B

803 Avenida Diagonal Biobo Secundarias 1,3 B

804 Los Canelos Secundarias 1,8 B

805 Las Garzas Secundarias 1,2 B

806 Las Violetas Secundarias 1,3 B

807 Las Margaritas Secundarias 1,2 B

808 Daniel Belmar Secundarias 1,9 B

809 Michaihue Secundarias 1,8 B

810 Victoria Secundarias 1,8 B

811 Calle 2 Secundarias 1,4 B

812 Avenida Las Torres Secundarias 1,6 B

813 Avenida Michimalonco Primarias 4,2 B

814 Puente Llacoln Primarias 2,2 B

815 Alessandri - Puente JP II Primarias 8,2 B

901 Ruta 160 Primarias 15,6 B

902 Corredor Coronel Primarias 8,6 B



903 Hroes de la Concepcin Secundarias 2,3 B

904 Carlos Prat - Costanera Secundarias 5,3 B

905 Pedro Aguirre Cerda Secundarias 2,2 U

906 Los Carrera Secundarias 1,2 B

1001 Ruta 160, Camino a Lota Primarias 11,1 B

1002 Carlos Cousio Secundarias 3,1 B

Tabla 4.2 Longitud de calles por comuna

Cdigo Comuna Longitud total (km) Porcentaje %

1 Penco 16,7 5

2 Tom 19,2 6

3 Talcahuano 47,7 14

4 Hualpen 46,9 14

5 Concepcin 63,8 19

6 Chiguayante 31,8 10

7 Hualqui 21,2 6

8 San Pedro 37,0 11

9 Coronel 35,2 11

10 Lota 14,2 4

Longitud total de calles (km) 333,6

4.3 Equipo de Medicin

El registro de los datos se realiz con el equipo VBOX mini, el cual utiliza el sistema de

posicionamiento global GPS (Global Position System) de 10 HZ, con tecnologa RTK, la sigla

RTK proviene del ingls Real Time Kinematico navegacin cintica satelital en tiempo real, que

corresponde a una tecnologa utilizada para la topografa y navegacin marina basada en el uso

de medidas de fase para navegadores con seales GPS, GLONASS y/o de Galileo. Una sola


estacin de referencia proporciona correcciones en tiempo real, obteniendo una exactitud sub-

mtrica (Fonseca, 2012).

El equipo permite obtener un registro variado de informacin, como por ejemplo:

posicionamiento, velocidad longitudinal y velocidad vertical. Toda esta informacin se registra

en una tarjeta SD para posteriormente ser visualizada fcilmente con el software VBOX tolos.

4.4 Proceso de medicin

Para realizar las mediciones de velocidades verticales se implement el equipo VBOX mini

adosado en el parabrisas de un automvil modelo Toyota Yaris, tal como se ilustra en la Figura

4.1.

Figura 4.1 Esquema automvil-GPS

Se tomaron datos del 72 % del total de kilmetros de vas seleccionadas. Considerado la

velocidad tpica del trnsito de cada una segn lo estipulado por las normas de trnsito actuales

para el muestreo, es decir un promedio de entre 40 a 50 km/h en zonas urbanas y registrndose

datos cada 0.1 segundos mediante el Gps, es decir aproximadamente 800 datos en un kilmetro,

lo que puede variar segn la velocidad empleada durante la medicin.


Las mediciones se tomaron con un mnimo de 3 repeticiones por sentido, con el fin de obtener

una base de datos suficientemente amplia que permita realizar los posteriores anlisis

estadsticos.

Se adoptaron las siguientes condiciones de medicin para reducir la variabilidad:

El recorrido de las vas urbanas se realiz en el mismo automvil,

La posicin del instrumento fue la misma durante el proceso de medicin,

El mismo conductor realiz todas las mediciones,

La posicin del conductor fue la ms natural posible durante todo el recorrido, es decir,

sentado con manos en el volante,

El recorrido se realiz solo por una pista, es decir, no se realizaron cambios de pistas,

Se intent transitar en todas las repeticiones por la zona normal de trnsito (huella),

Se evit medir con condiciones climticas adversas para los resultados, como lo son das

de lluvia o de alta nubosidad,

La velocidad de medicin se mantuvo en rangos acordes a los que se alcanza en un viaje

normal de automvil dentro de la cuidad, lo que flucta tpicamente entre 40 y 50 km/h, y

La medicin se realiz solo cuando el trfico era expedito, evitando los momentos de

mucha circulacin de trnsito y peatones, prefiriendo horarios afuera del horario punta por

comuna, extrapolando la informacin entregada en la Tabla 4.1 al resto de las comunas

seleccionadas para el horario de toma de datos.

Tabla 4.4 Periodizacin en comunas del Gran Concepcin, segn SECTRA (2013)

Periodo Chiguayante Concepcin Hualpen San Pedro Talcahuano

Punta Maana 7:15 - 8:15 7:45 - 8:45 7:30 - 8:30 7:30 - 8:30 7:30 - 8:30

Punta Medio Da 12.45 - 13.45 13:00 - 14.00 12:45 - 13:45 13:30 - 14:30 14:30 - 15:30

Punta Tarde 18:15 - 19:15 18:15 - 19:15 17:15 - 18:15 18:00 - 19:00 17:45 - 18:45

Durante el proceso de medicin se observaron condiciones que dificultaron la obtencin de

informacin. Dentro de estas condiciones se encuentran:


Prdidas de seal de satlite en pasos bajo nivel, por ejemplo paso bajo nivel calle Los

Carrera.

Estacionamiento y detenciones dentro de la calzada, lo cual imposibilita la medicin cien

por ciento homognea, impidiendo realizar algunas condiciones impuestas para reducir la

variabilidad.

4.5 Conclusiones

El gran Concepcin, cuenta con aproximadamente 450 km de calles catalogadas como va

primaria o secundaria. Las comunas de Penco, Tom, Talcahuano, Hualpen, Concepcin,

Chiguayante, Hualqui, San Pedro, Coronel y Lota fueron elegidas como zona de trabajo para

toma de datos basados en 4 criterios de seleccin, representado un 72% del total de vas

catalogadas como primarias o secundarias.

Un GPS instalado en un automvil fue el equipo utilizado obtener los datos de velocidades

verticales de los pavimentos del Gran Concepcin. Con un mnimo de 3 repeticiones por sentido

del trnsito y condiciones controladas para la toma de datos.

Durante el proceso de medicin se registraron condiciones dificultosas para lograr la menor

variabilidad al momento de la toma de datos, esto principalmente a la gran diversidad de

conductores y a las decisiones que toman al momento de transitar por las zonas de trabajo, por

otro lado cadas de satlites en zonas pobladas de edificios o paso bajo nivel y finalmente la

existencia de singularidades en los recorridos definidos, tales como cambio de materialidad en la

calzada y discontinuidades.

Captulo 5: Procedimiento para el anlisis y clculo de indices 26

CAPTULO 5 PROCEDIMIENTO PARA EL ANALISIS DE ACELERACIONES Y

CALCULO DE INDICES

5.1 Introduccin

En este captulo se explica el procedimiento utilizado para extraer la informacin obtenida de las

mediciones detalladas en el Captulo 4. Se describe el procesamiento necesario para llegar a una

base de datos sintetizada con la cual calcular los ndices de estado del pavimento, lo que incluye

el anlisis de repetibilidad, la identificacin de outliers y la segmentacin. Se muestran los

resultados obtenidos del clculo de ndices, y tambin se desarrolla un anlisis y evaluacin de la

condicin de los pavimentos elegidos.

5.2 Extraccin de datos

Tras llevar a cabo el proceso de medicin descrito en el Captulo 4 se generaron los archivos con

la informacin necesaria para la realizar la evaluacin de los pavimentos seleccionados. Desde la

tarjeta SD del equipo VBOX mini se extrajeron los archivos para analizarlos con el software

VBOX tools. El software permite observar en forma grfica la informacin obtenida de las

mediciones, como se muestra en la Figura 5.1 (velocidad, tiempo, distancia y velocidad vertical).

Tambin se obtiene una planilla electrnica con la informacin generada cada 1 m y un archivo

en formato kml (keyhole markup language) para visualizar la trayectoria de la medicin.

Al culminar este procesamiento existen tres archivos por cada repeticin de medicin realizada;

estos archivos se encuentran en el Anexo 5.1.

Las repeticiones se realizaron para cada sentido que presentaban las calles seleccionas,

denominados sentido A y B, siguiendo un cdigo secuencial segn el sentido como ejemplifica la

Tabla 5.1 para la comuna de Penco adems de su delimitacin desde el punto inicio y fin.

El detalle de cada calle medida se encuentra en el Anexo 5.2


Figura 5.1 Singularidad discontinuidad pavimento

Tabla 5.1 Sentidos de calles medidas

Cdigo Nombre Sentido Desde Hacia Repeticiones

101 Ruta 150 A Collao Bernardo O'higgins 1A 2A 3A

B Bernardo O'higgins Collao 1B 2B 3B

102 Las Heras A San Vicente Alcazar 1A 2A 3A

103 Freire A Maipu San Vicente 1A 2A 3A

104 El Maiten A Ruben Hurtado Penco 1A 2A 3A

B Penco Ruben Hurtado 1B 2B 3B

105 Cochrane A Cementerio Maipu 1A 2A 3A


Se realiz un primer anlisis de las mediciones con la visualizacin de los recorridos en el

software Google Earth,. Se observ que algunas calles mostraban trayectorias errticas como

ejemplifica la Figura 5.2, lo que llev a catalogarlas como poco confiables bajo el anlisis

desarrollado en el Anexo XX, descartndolas para posteriores anlisis. Los principales

inconvenientes estn relacionados con problemas de satlite y vas poco expeditas para realizar

las mediciones. Las calles descartadas por este fenmeno se muestran en la Tabla 5.2.

Figura 5.1 Visualizacin en Google Earth de trayectoria en calle 301

Tabla 5.2 Calles descartadas por trayectoria errtica

Cdigo Calle

301 Bajada Tumbes


5.3 Procesamiento de datos

5.3.1 Aceleraciones verticales

De las mediciones realizadas se obtuvo informacin de velocidad longitudinal, tiempo, distancia

y velocidad vertical.

Para realizar la evaluacin es necesario obtener aceleraciones verticales. Esta se calcul de

forma indirecta como la variacin de velocidades verticales, para el paso de tiempo que el

instrumento asocia cada un metro de avance longitudinal. Es as como finalmente se obtiene el

registro de aceleraciones verticales mediante la Ecuacin 5.1.

( )

donde a corresponde a la aceleracin vertical en , v1 y t1 son la velocidad y tiempo

para un instante, en m/s y s respectivamente, y v2 y t2 son la velocidad y tiempo despus de

un desplazamiento de 1 metro.

Es importante destacar que para la evaluacin slo se utiliz las aceleraciones verticales, lo que

en un comienzo difiere con la indicacin de evaluar los tres ejes que plantea la norma ISO 2631.

Sin embargo, Paddan y Griffin (2002) y El Sayed et al. (2013) sugieren que el eje vertical es el

que sufre las mayores magnitudes de aceleraciones, siendo en definitiva el eje de mayor

importancia a la hora de analizar las aceleraciones.

5.3.2 IRI

Por otro lado para el clculo del IRI, es necesario calcular el desplazamiento vertical. Los

desplazamientos se obtienen de forma indirecta como la variacin de velocidades verticales, por

cada intervalo de tiempo asociado a un desplazamiento horizontal de un metro (Ecuacin 5.2).

( ) ( ) ( )


donde d corresponde a la desplazamiento vertical en m, v1 y t1 son la velocidad y tiempo

para un instante, en m/s y s respectivamente, y v2 y t2 son la velocidad y tiempo despus de

un desplazamiento de 1 metro.

5.3.3 Depuracin de datos y acoplamiento de repeticiones

El registro de datos contiene informacin que dificulta el anlisis. Esto se produce por dos casos

en particular: el primero es el caso de informacin tomada durante detenciones obligadas en las

mediciones debido al trnsito, o sealtica (semforos, ceda el paso o discos pare), y el segundo

son los datos tomados en tramos donde la calle presenta un lomo de toro.

La Figura 5.2 muestra un ejemplo donde se puede apreciar un tramo de detencin gracias a que la

velocidad longitudinal se hace cero.

Figura 5.2 Visualizacin en VBOX tools de detencin durante la medicin

El software VBOX tools, gracias a sus herramientas grficas, permite visualizar los tramos en

que se producen estos casos, identificando los tiempos donde comienzan y terminan, para

posteriormente eliminarlos. Para eliminar estos tramos se consider como tiempo de inicio y fin

el momento en que la velocidad desciende o asciende hasta aproximadamente 15 km/h.


Para el segundo tipo de datos que alteran el anlisis de informacin, es decir, lomos de toro, se

hizo uso de la visualizacin de VBOX tools de velocidad horizontal junto con la ayuda de Street

View, para verificar si las variaciones de velocidad expresadas en el registro corresponden a este

tipo de singularidades, como se observa en la figura 5.3.

Para eliminar estos tramos se consider como tiempo de inicio y fin, el momento correspondiente

a 10 metros desde el punto de menor velocidad horizontal.

Figura 5.3 Visualizacin en VBOX tools de lomo de toro durante la medicin

El detalle del anlisis que fundamenta el proceder anterior se encuentra en el Anexo 5.2 y 5.3.

Antes de realizar los anlisis estadsticos, es necesario que cada una de las repeticiones de los

respectivos sentidos de las calles muestreadas, contengan informacin sobre exactamente el

mismo tramo. Debido a imprecisiones durante la medicin existen diferencias en la distancia total

de las repeticiones de una misma calle. Esto se produjo porque los puntos de inicio y fin de las

mediciones no siempre coinciden espacialmente. Como solucin se utiliz nuevamente las

herramientas grficas del software VBOX tools en conjunto con los archivos kml para visualizar

los tramos en Google earth y Street View.

De esta manera se encontraron puntos comunes de inicio y fin para cada una de las repeticiones

en las distintas calles, tales como discos pare, semforos, lomos de toro y curvas (mediante


visualizacin de azimut en VBOX tool). La Figura 5.4 esquematiza el trabajo realizado para

encontrar los tramos segn las necesidades planteadas.

Figura 5.4 Esquema de tramos de repeticiones efectivamente analizados (Montoya 2014)

En la Figura 5.4 se observa como el tramo analizado debe coincidir en distancia para las tres

repeticiones. Para lograr el acoplamiento es necesario descartar datos obtenidos al comienzo y al

final, en el caso de la figura se deben eliminar los datos iniciales en las repeticiones 1 y 2,

mientras que para las repeticiones 1 y 3 los finales.

La base de datos con el procesamiento detallado se encuentra en el Anexo 5.3.

5.3.4 Anlisis de repetibilidad

En todo proceso de medicin existen fuentes de variabilidad, es por esto que es necesario realizar

un anlisis estadstico para poder discriminar aquellas que explican de mejor manera el estado en

el que se encuentra el pavimento.


Un sistema de medicin es repetible si mltiples mediciones realizadas exactamente en el mismo

lugar, con el mismo procedimiento y bajo las mismas condiciones resultan estadsticamente

equivalentes (Arbelez et al, 2007).

La herramienta utilizada para evaluar la repetibilidad es el anlisis de varianza o ANOVA

(fundamentada en el ANEXO 5.5).

La Figura 5.5 ilustra una salida del anlisis de la varianza realizado utilizando el software

Minitab (herramienta utilizada para este anlisis).

R-cuad. = 6,65%

Nivel N Media Desv.Est.

V. VERT 1A (m/s) 710 -0,2323 0,1289 V. VERT 2A (m/s) 710 -0,3116 0,1251

V. VERT 3A (m/s) 710 -0,3069 0,1529

Nivel ---------+---------+---------+---------+

V. VERT 1A (m/s) (---*---)

V. VERT 2A (m/s) (---*---) V. VERT 3A (m/s) (---*---)

---------+---------+---------+---------+

-0,300 -0,275 -0,250 -0,225

Figura 5.5 Resultados del anlisis de varianza usando Minitab, Calle 605

De la Figura 5.5 se puede concluir que la primera pasada es distinta a las dems debido a que la

media de la velocidad vertical es estadsticamente diferente a las medias de las otras dos pasadas.

Adems si el valor de R2 es igual a 0, se concluye que no existe una relacin entre mediciones,

por lo que las mediciones son repetibles.

Cuando ocurre lo mostrado en la Figura 5.5 con la pasada 1, se elimina y se repite el anlisis con

las dos pasadas restantes como muestra la Figura 5.6 y as sucesivamente hasta que el valor de

R2 sea 0.


R-cuad. = 0,03%

Nivel N Media Desv.Est.

V. VERT 2A (m/s) 710 -0,3116 0,1251 V. VERT 3A (m/s) 710 -0,3069 0,1529

Nivel +---------+---------+---------+--------- V. VERT 2A (m/s) (--------------*-------------)

V. VERT 3A (m/s) (--------------*-------------)

+---------+---------+---------+--------- -0,3220 -0,3150 -0,3080 -0,3010

Figura 5.6 Resultados del anlisis de la varianza usando Minitab, Calle 605 Repeticin 2 y 3

Con la finalidad de poder aumentar las zonas de trabajo para los anlisis posteriores, se realizaron

tramificaciones dentro de las calles, a travs de un anlisis visual mediante la velocidad vertical

para las 3 repeticiones en forma simultnea en VBOX tools.

Como ejemplifica la Figura 5.7, mediante el comportamiento de la medicin de velocidades

verticales, se logra estimar zonas que presentaran posible repetibilidad posterior (zona 2 y 4) y

aislando aquellas que presentan una alta variabilidad (zona 1, 3, 5).

Este anlisis permite para aquellas repeticiones que resultan no ser equivalentes estadsticamente

bajo el anlisis ANOVA en primera instancia, mediante la tramificacin propuesta pueda

realizarse un anlisis ms detallado y rescatar datos de las mediciones realizadas que son

repetibles.

El fundamento del proceso de tramificacion se precisa en el ANEXO 5.4.


Figura 5.7 Tramificacin para repetibilidades calle 606

Las graficas de velocidad verticales, fundamento para realizar las tramificaciones y los

resultados del anlisis de varianza realizadas en MINITAB se encuentran en el Anexo 5.6.

La Tabla 5.3 muestra el resultado de este proceso, donde se destacan con sombreado las

mediciones repetibles segn el anlisis, de las cuales una de ellas fue utilizada para el clculo de

ndices posteriormente.

Tabla 5.3 Mediciones repetibles segn anlisis ANOVA

Nombre Nombre Repetibilidad Largo (m)

Ruta 150 Ruta 150 1A 2A 3A 8735

1B 2B 3B 8730

Las Heras

Tramo 1 1A 2A 3A 249



Freire Tramo 1 1A 2A 3A 98


El Maiten

El Maiten 1A 2A 3A 1113

Tramo 2 1B 2B 3B 349


Cochrane Cochrane 1A 2A 3A 788



Camino a Tome Tramo 1 Tramo 2 1A 2A 3A 1002


Camino a Tome Tramo 2




Camino a Tome Tramo 3 Tramo 2 1A 2A 3A 503

Camino a Tom Tramo 4



Tramo 2 1B 2B 3B 2158

Enrique Molina Enrique Molina 1A 2A 3A 1466


Egaa Egaa 1A 2A 3A 1546

Almirante Latorre






Los Araucanos Tramo 2 1A 2A 3A 855

Tramo 2 1B 2B 3B 1058

Michimalonco




Arteaga Alemparte Tramo 1 Tramo 1 1B 2B 3B 119


Arteaga Alemparte Tramo 2 Tramo 1 1B 2B 3B 201

Arteaga Alemparte Tramo 3 Arteaga Alemparte Tramo 3 1A 2A 3A 1429

1B 2B 3B 1381

Pedro de Valdivia Tramo 1 1A 2A 3A 651


Avenida Carrera






Tramo 4 1B 2B 3B 1139



Chacabuco Tramo 1 1B 2B 3B 301


Avenida Collao Tramo 2 Tramo 1 1A 2A 3A 348


Avenida Rodriguez


Tramo 1 1B 2B 3B 86

Tramo 2 1B 2B 3B 4041



Camilo Henrquez Tramo 2 Tramo 1 1B 2B 3B 1019

Ejrcito Tramo 1




Avenida Andalin Tramo 1



Avenida Andalin 1B 2B 3B 1026

Avenida Andalin Tramo 2 Avenida Andalin 1A 2A 3A 1341

Ongolmo Tramo 2 1A 2A 3A 300


Las Heras Las Heras 1A 2A 3A 1166

Anibal Pinto Anibal Pinto 1A 2A 3A 2240

1B 2B 3B 2365

San Martin Tramo 1 1A 2A 3A 934

O'higgins O'higgins 1A 2A 3A 2243

Lientur Lientur 1A 2A 3A 1069

Tramo 2 1B 2B 3B 1025

Manuel Rodrguez Manuel Rodrguez 1B 2B 3B 4863

Camino Chiguayante Camino Chiguayante 1A 2A 3A 2955


Ohiggins




Cochrane Cochrane 1A 2A 3A 731

1B 2B 3B 725



La Araucana



La Araucana 1B 2B 3B 1185

Patricio Lynch

Patricio Lynch 1A 2A 3A 1160




O 60 Tramo 1 Tramo 3 1A 2A 3A 2729

Tramo 1 1B 2B 3B 2500

El Aguila Tramo 1 1B 2B 3B 238


Enrique Soro




Avenida Diagonal Biobo








Las Violetas Las Violetas 1A 2A 3A 1135

1B 2B 3B 1158

Puente llacolen Puente Llacoln 1B 2B 3B 2058

Pedro Aguirre Cerda




Manuel Montt Tramo 1 1A 2A 3A 101


Ruta 160, Camino a Lota Tramo 2 Tramo 1 1B 2B 3B 1575


Carlos Cousio Tramo 1 Carlos Cousio Tramo 1 1B 2B 3B 2070


5.4 Clculo de RMS, VDV, FC e IRI

El clculo de los ndices de confort en el viaje, es decir, valor de aceleracin eficaz (RMS, en

m/s2), valor dosis de vibracin (VDV, en m/s1,75) y factor cresta (FC, adimensional), adems del

clculo de IRI (m/km) a travs del software Proval (software de ingeniera que le permite

visualizar y analizar perfiles de pavimentos), se efectu para intervalos repetible del anlisis

ANOVA (Tabla 5.3) cada 125 metros, lo cual corresponde a 1 cuadra promedio en el Gran

Concepcin. Las Tablas 5.4 y 5.5 resumen los resultados de ambos anlisis para cada una de las

calles y su segmentacin respectiva.

Los clculos realizados en planilla electrnica y los resultados para todas las calles medidas se

encuentran en el Anexo 5.7.

Tabla 5.6 Valores de RMS, VDV, FC e IRI en calles Talcahuano

Calle Tramos Distancia

inicio (m)

Distancia

final (m)

IRI

(m/km) Fc RMS VDV

Michimalonco

A Tramo 4

0 125 4,1 15,736 0,091 4,088

125 250 2,3 14,064 0,062 0,162

250 375 2,9 10,900 0,103 0,386

375 500 2,1 32,871 0,041 0,129

500 625 1,8 32,961 0,019 0,018

625 750 1,7 22,593 0,017 0,011

750 875 2,5 32,291 0,031 0,069

875 917 3,1 29,368 0,011 0,019


Calle Tramos Distancia

inicio (m)

Distancia

final (m)

IRI

(m/km) Fc RMS VDV

Michimaloco

B Tramo 1

0 125 4,9 65,903 0,017 0,115

125 250 2,4 27,342 0,033 0,058

250 375 2,8 12,235 0,061 0,147

375 500 1,6 28,589 0,026 0,03

500 625 2,6 21,891 0,071 0,331

625 750 2,2 27,086 0,045 0,131

750 830 2,1 10,368 0,064 0,171

Michimaloco

B Tramo 3

0 125 5,9 53,795 0,037 1,213

125 250 2,1 52,202 0,034 0,208

250 339 5,4 4,834 0,31 3,519

5.5 Niveles de aceleracin vertical e IRI

Los valores de RMS e IRI obtenidos (Anexo 5.7) muestran cierta insensibilidad a los niveles que

establece la norma ISO 2631 para evaluar el confort (Tabla 3.1) y los niveles definidos para el

IRI en el experimento original.

Para encontrar nuevos niveles, que permitan identificar y diferenciar entre valores altos, medios y

bajos en los que se encuentran las calles analizadas, se realiz un anlisis de conglomerados para

toda la red medida, el cual se encuentra en el Anexo 5.8.

Esta tcnica estadstica multivariante permite agrupar los casos o variables de un archivo de datos

en funcin del parecido o similaridad existente entre ellos. Los valores que limitan los distintos

niveles se muestran en la Tabla 5.7 y 5.8 para cada uno de los dos anlisis realizados para las

calles.


Tabla 5.8 Valores de RMS para los distintos niveles de aceleraciones

Tabla 5.9 Valores de IRI para los distintos niveles de desplazamiento vertical


Los tramos con niveles bajos (B) representan los de mejor condicin y estado, mientras que los

niveles altos (A) son los que mayor incomodidad generan durante un viaje y un peor estado

presentan, es decir, mayor deterioro. Se observa como una calle puede presentar distintos niveles

de aceleracin vertical e IRI segn sea el tramo. Esto da cuenta de la variabilidad que se puede

encontrar en la condicin de las calles debido a los mltiples factores que acciona sobre estos.

Por un lado el transito que los frecuenta, fallas constructivas, sumado a las condiciones

medioambientales presentes, principalmente el efecto del agua al infiltrarse sobre las capas

inferiores que conforman el paquete estructural del pavimento como ilustra la Figura 5.8, que se

traducen en deterioros funcionales y estructurales.

Figura 5.8 Paquete estructural pavimento hormign


5.6 Anlisis de resultados

Al calcular los niveles de aceleracin vertical e IRI para las calles analizadas se obtiene una

visualizacin general de las calles medidas que resultaron ser repetibles.

La Figura 5.11 muestra el porcentaje de calles segn la calificacin de la Tabla 5.9 producto del

anlisis de conglomerado.

Figura 5.11 Porcentaje de niveles de aceleracin vertical en el total de las ciclovas medidas

Figura 5.15 Porcentaje de niveles de aceleracin vertical para Concepcin (a) y San Pedro (b)


5.7 Conclusiones

El registro de mediciones realizado mediante el instrumento VBOX mini, entrega una planilla

con datos cada 1 m, el cual dadas las condiciones al momento de la toma de datos presenta

dificultades para el anlisis, para lo cual se definieron criterios para realizar la equivalencia entre

mediciones y eliminacin de zonas con disminucin de la velocidad longitudinal.

Filtradas y acotadas las repeticiones en la misma zona de trabajo, se realiz un anlisis de

varianza para determinar las repeticiones en mediciones, para determinar la equivalencia entre

ellas, previo de una tramificacion en calles que presentaban un alto nivel de variacin por

intervalos, resultando un % de las mediciones realizadas repetibles.

Se calculan los ndices de confort en el viaje (RMS, VDV, FC) e IRI para el espacio muestral

definido por el anlisis de varianza.

Los valores obtenidos se escapaban de los establecidos originalmente en la Norma ISO 2631 y

experimento original para el IRI desarrollado por el Banco Mundial, por esto fue necesario

definir nuevos niveles para ambos tipos de caracterizacin realizada a los pavimentos a travs de

un anlisis de conglomerado.

As se define el nivel bajo a el nivel medio que va de , y el nivel alto para los valores

mayores para las aceleraciones verticales y nivel bajo a el nivel medio que va de

, y el nivel alto para los valores para IRI.

Los valores medios para la red global considerada es de , mientras que para las comunas de

Concepcion .., Penco .., Coronel Lota, San Pedro.., Chiguayante, Hualqui, Talcahunao

y Tome. Para los ndices aceleracin vertical e IRI respectivamente.

Captulo 6: Anlisis de indicadores 46

CAPITULO 6 ANALISIS DE INDICADORES

6.1 Introduccin

En este captulo analiza el comportamiento de los ndices clculos en comparacin a los

resultantes de mediciones bajo otras metodologas de evaluacin del estado del pavimento,

utilizacin de otro tipo de instrumento y mediciones sin control.

6.2 Comparacin IRI calculado versus mediciones previas

Para realizar una aproximacin de cuan cercano o alejado se encuentran los resultados logrados

del clculo de IRI mediante software Proval, a travs del proceso de medicin descrito en puntos

anteriores, es necesario realizar un comparacin con medidas realizadas con otro mecanismo o

metodologa en las mismas calles.

El trabajo realizado previamente por Palomino (2014) y mediciones mediante el instrumento

Merlin entrega la informacin para contrastar los resultados logrados.

En la Tabla 5.9.1 se visualizan los valores y las calles con mediciones mediante otra metodologa.

Tabla 6.1 Comparacin resultados mediciones auscultacin visual Palomino (2014) y clculo de

IRI mediante Proval

Calle Comienzo Termino

IRI

(m/km)

Estado Anlisis de

conglomerado

Estado

Palomino

Manuel

Rodriguez Serrano Paicavi

3,3 Bueno

1,6 Bueno

1,8 Bueno

2,0 Regular

1,3 Regular

2,4 Bueno

2,2 Regular

3,6 Bueno

3,1 Malo

2,5 Regular


Calle Comienzo Termino

IRI

(m/km)

Estado Anlisis de

conglomerado

Estado

Palomino

2,3 Regular

2,9 Regular

Las Heras Lientur Avenida Prat

2,1 Bueno

3,4 Bueno

2,3 Bueno

8,7 Bueno

San Martin Galvarino Colo Colo

2,0 Malo

3,2 Regular

1,3 Bueno

2,1 Bueno

3,6 Bueno

2,5 Bueno

4,1 Bueno

Tabla 6.2 Comparacin resultados mediciones Merlin y clculo de IRI mediante Proval

Calle Comienzo Termino IRI Proval

(m/km)

IRI Merlin

(m/km)

Estado Analisis

de

conglomerado

Estado

Merlin

O'higgins

Ainavillo Paicav 4,5 6,6

Regular

Paicav Colo Colo 3,1 5,1

Bueno

Colo Colo Angol 1,7 6,0

Regular

Las Heras

Juan Jos

Manzano Fresia 2,9 3,7

Bueno

Fresia Ainavillo 2,7 7,0

Regular

De la comparacin se logra ver que(agregar comparacin)

Cabe considerar que la precisin de las metodologas utilizadas para realizar la comparacin en

estricto rigor no es la mejor, dado por la subjetividad en el caso de la medicin realizada por el

trabajo de Palomino y por la potencial sobrevaloracin realizada por el instrumento Merlin, en

comparacin con instrumentos de precisin para determinar el perfil longitudinal de la zona de

estudio, como instrumentos de tipo perfilometro laser.


6.3 Anlisis de repetibilidad IRI

El clculo del parmetro del IRI permite poseer una medida del estado del pavimento a travs de

una medida del desplazamiento vertical absoluto acumulado en un intervalo de medicin definida

(generalmente 200 metros). Con el objetivo conocer cmo se comporta este parmetro en un

anlisis de varianza comparado con los resultados del mismo anlisis realizados a los valores de

velocidad vertical, se analizan 10 calles de las mediciones realizadas para dos casos.

En primer lugar mediciones repetibles en anlisis ANOVA de velocidades verticales y finalmente

mediciones no repetibles en anlisis ANOVA de velocidad vertical

Este grupo de mediciones con realizacin previa de los puntos 5.3 y 5.4 es ingresado al software

Proval para calcular el valor del IRI cada 25 metros.

A diferencia de lo realizado en el punto 1.3 donde se hizo cada 125 metros, la disminucin del

intervalo tiene como objetivo visualizar de mejor manera el efecto que ocurre, al aumentar el

tamao de los datos a analizar por replica.

Finalmente, mediante el software Minitab se lleva a cabo un anlisis de varianza o ANOVA tal y

como se hizo para el registro de velocidad vertical (punto 5.3.4).

Los resultados obtenidos por caso de anlisis se detallan en las Tablas 6.3 y 6.4

Tabla 6.3 Comparacin resultados ANOVA, mediciones repetibles previamente en velocidad

vertical versus IRI

Nombre Tramos Repetibilidad

V.vert (m/s)

Repetibilidad IRI

(m/km)

R^2

V.vert

R^2

IRI

Ruta 150 Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 2,78 1,01

Cochrane Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 1,43 0,81

Egaa Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 1,41 2,94

Alemparte

Tramo 3 Tramo 1 1B 2B 3B 1B 2B 3B

7,97 0,7

Las Heras Tramo 1 1B 2B 3B 1B 2B 3B 1,87 0,95

Anibal Pinto Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 41,35 1,52

Cochrane Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 6,65 0,96



V.vert (m/s)

Repetibilidad IRI

(m/km)

R^2

V.vert

R^2

IRI

Patricio Lynch Tramo 1 1B 2B 3B 1B 2B 3B 7,53 12,45

Las Violetas Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 0,29 0,31

Cousio Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 5,01 4,29

Tabla 6.4 Comparacin resultados ANOVA, mediciones no repetibles previamente en velocidad

vertical versus IRI


V.vert (m/s)

Repetibilidad IRI

(m/km)

R^2

V.vert

R^2

IRI

Camino a Tom

Tramo 1 Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A

21,47 1,7

Camino a Tom


39 8,45

Camino a Tom


29,05 0,56

Enrique Molina Tramo 1 1B 2B 3B 1B 2B 3B 7,01 2,52

Carlos Werner Tramo 1 1B 2B 3B 1B 2B 3B 21,36 1,88

Los Araucanos Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 1,61 5,32

Latorre Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 19,06 2,15

General Bonilla Tramo 1 1B 2B 3B 1B 2B 3B 19,49 2,14

Arteaga Alemparte


37,1 1,39

Ejercito Tramo 2 Tramo 1 1A 2A 3A 1A 2A 3A 67,03 0,63

Observando cada una de las tablas en cada caso, se puede determinar que en el anlisis del IRI se

logra una mejora en la repetibilidad de las mediciones.

Para el caso de las mediciones repetibles en velocidad vertical, se conservan aquellas que en un

primer anlisis resultaron equivalentes, pero se agregan aquellas que no lo fueron. Mientras que

para el caso de las no repetibles en velocidad vertical, ocurre un efecto an ms notorio, donde

mediciones no equivalentes en velocidad vertical, resultan ser repetibles en IRI, resultado


reforzado en ambos casos por un r-cuadrado (entre las 3 mediciones) tendiente an ms a cero en

comparacin al primer anlisis, en la mayora de los casos.

La ocurrencia de este efecto se deber en gran medida a un efecto que se produce en el clculo del

IRI.

Los datos de desplazamiento vertical presentan un comportamiento irregular conformado por

valores altos, bajos, positivos y negativos como se muestra en la Figura 6.1. Mientras que el IRI

es sensible a este tipo de datos, ya que para valores grandes tienden a aumentarlo mientras que

valores muy pequeos tienden a reducirlo.

Figura 6.1 Perfil desplazamiento vertical

Como los desplazamientos verticales son la base para el clculo del IRI ocurre el efecto que se

ilustra en las Figuras 6.2, es decir, una suavizacin de los datos quitando la dispersin

anteriormente mostrada.

Es por esto que al realizar un anlisis de repetibilidad bajo el anlisis del IRI se logra mayor

equivalencia entre las mediciones, tanto repetibles como no repetibles en un anlisis de velocidad

vertical.


Figura 6.2 Perfil IRI cada 25 m

6.4 Anlisis de resultados para mediciones sin control

Definido y detallado el proceso de medicin, anlisis y clculo de ndices para caracterizar el

estado del pavimento en las calles medidas.

Se genera una base de datos con la clasificacin del estado en el que se encuentran las calles

muestreadas bajo este proceso de toma de datos estandarizado.

Para conocer en qu medida se diferencian los resultados obtenidos al alterar los parmetros de

toma de datos, se hizo uso de un registro de medicin con el mismo instrumento VBOX mini en

la misma posicin en el parabrisas del automvil, pero en una medicin en condiciones sin

control, es decir, solo una rplica en la direccin de avance del trnsito, velocidad variable (segn

permita el transito) y viaje por la pista de mayor fluidez vehicular (si existen 2 pistas en la

direccin).

Esta base de datos generada anterior a este trabajo, posea una contraparte en la base de datos

obtenida de los anlisis anteriores en algunas calles o tramos de calles detallado en la Tabla 6.5.

Con el objetivo de conocer cul es el grado entre ambos casos de medicin, se realiz una

comparacin entre el valor obtenido de los ndices de confort en el viaje e IRI en las zonas

equivalentes de medicin.

En primer lugar a la medicin sin control tal y como se realiz en las mediciones controladas, se

le llevo a cabo un proceso de filtrado de datos bajo los mismo criterios del punto 5.3.


Eliminados los puntos problemticos se hacen equivalente con las mediciones correspondientes

que resultaron repetibles del anlisis ANOVA (mismo punto de inicio y trmino), para finalmente

calcular los ndices de confort en el viaje e IRI mediante ISO 2361 y Proval respectivamente.

Tabla 6.5 Zonas equivalentes de mediciones en y sin control

Calle Tramos Comienzo Termino

Chacabuco Tramo 1-2 Edmundo Larenas Lincoyan

Los Carrera B Tramo 1-2-3 Avenida Collao Castellon

Pedro de Valdivia B Tramo 1 Avenida Costanera Corina Vargas de Medina

Las Heras Tramo 1-2 San Vicente Penco

Tramo 4 El Roble Infante

Cochrane Cochrane Cementerio Maipu

Ruta 150 A Ruta 150 A Avenida Collao Bernardo O'higgins

Manuel Rodrguez B Manuel Rodrguez B 12 de Octubre Orozimbo Barboza

O'Higgins B Tramo 3 Alhambra Caupolican

La Arauc

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