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s
utilizando
deflectómetro
de
impacto
Resumen
.-Para
este
estudio
se
realizó
un
análisis
a
ocho
(8)
vías
de
la
localidad
quinta
(5)
de
Usme
en
la
ciudad
de
B
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-
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s
granulares)
y
otras
que
se
intervinieron
con
materiales
reciclados
–
RAP.
Se
ha
optado
últimamente
por
realizar
t
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s
pavimentos
mediante
la
interpretación
de
las
deflexiones
producidas
bajo
cargas
dinámicas
que
simulan
el
efecto
del
tránsito
para
luego
realizar
retro
cálculos
que
se
evalúan
a
través
de
indicadores
para
la
obtención
de
módulos
y
números
estructurales.
Palabras
clave
:
RAP,
Retrocálculo,
Módulo
resiliente,
Deflectometría,
Pavimento.
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
Abstract.-
For
this
study,
an
analysis
was
carried
out
on
eight
(8)
roads
of
the
fifth
(5)
town
of
Usme
in
the
city
of
Bogotá,
which
were
built
with
conventional
pavement
structures
(granular
bases
and
granular
sub-bases)
and
others
that
were
intervened
with
recycled
materials
-
RAP.
Lately
it
has
been
chosen
to
carry
out
techniques
for
high
performance
tests,
known
as
non-destructive
tests,
Among
these
tests,
the
use
of
the
FWD
impact
deflectometer
stands
out,
whose
function
is
to
analyze
the
structural
condition
of
the
pavements
by
interpreting
the
deflections
produced
under
dynamic
loads
that
simulate
the
effect
of
traffic
and
then
perform
retro
calculations
that
are
evaluated
at
through
indicators
to
obtain
modules
and
structural
numbers.
Keywords:.
RAP,
Back
calculation,
Resilient
modulus,
Deflectometry,
Pavement.
Structural
evaluation
of
flexible
pavements
using
impact
deflectometer
133
Recibido
(19/03/2022),
Aceptado
(03/05/2022)
https://doi.org/10.47460/uct.v26i114.598
0003-3238-9201
Freddy Arturo Ocaña Ortiz
https://orcid.org/0000-0003-3384-7569
freddyarturo28@gmail.com /
focanaortiz@uniminuto.edu.co
Corporación Universitaria Minuto de Dios
UNIMINUTO
Zipaquirá-Colombia
Oscar Fabricio Cruz Rubio
https://orcid.org/0000-00033-3238-9201
oscar_cr19@hotmail.com
Universidad Santo Tomás
Bogotá-Colombia
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de
vías
secundarias,
materiales
alternativos
y/o
reciclados
tales
como
asfaltos
reciclados
(RAP),
losas
de
concreto
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buscó
realizar
una
comparación
en
tres
tipos
de
vías
de
pavimento
flexible
rehabilitadas
con
las
mismas
condiciones
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hizo
realizando
un
ensayo
in
situ
no
destructivo
FWD
(FALLING
WEIGHT
DEFLECTOMETER),
en
donde
se
determinó
el
comportamiento
de
las
estructuras
hallando
los
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resilientes
de
cada
pavimento
y
números
estructurales
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Para
la
determinación
de
los
módulos
resilientes
(Mr)
y
números
estructurales
(Sn)
fue
necesario
la
utilización
de
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métodos
AASHTO,
YONAPAVE
Y
LUKANEN
de
forma
analítica
y
mediante
el
programa
de
retrocálculo
BAKFFA
de
U.S.
DEPARTAMENT
OF
TRANSPORTATION
/
FEDERAL
AVIATION
ADMINSTRATION,
los
cuales
se
compararon
con
módulos
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Se
seleccionaron
ocho
vías
ubicadas
en
Bogotá
exactamente
en
la
localidad
de
Usme,
identificadas
cada
una
con
un
C
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diseñados
con
material
de
RAP
(PR1,
PR2
y
PR3)
y
tres
CIV
diseñados
con
base
y
sub-base
granular
con
un
mejoramiento
de
rajón
(PGr1,
PGr2
y
PGr3);
en
estas
vías
se
analizaron
las
deflexiones
obtenidas
realizando
los
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metro
cuadrado
(m²)
de
los
tres
tipos
de
estructuras.
Con
lo
anterior,
se
determinó
la
viabilidad
de
utilizar
materiales
reciclados
con
menores
espesores
en
las
estructuras
de
pavimentos,
los
cuales
influyen
de
manera
concluyente
en
el
comportamiento
estructural
e
implementación
para
su
uso
en
la
rehabilitación
y
construcción
de
vías
secundarias
en
Bogotá.
II.Metodología
Este
trabajo
contempló
el
estudio
de
dos
tipos
de
estructuras
de
pavimentos,
estructuras
de
pavimentos
flexibles
convencionales
a
base
de
materiales
granulares
y
estructuras
de
pavimentos
flexibles
a
base
de
RAP
estabilizado,
los
cuales
se
analizaron
mediante
ensayo
IN
SITU
no
destructivo
FWD,
se
dividió
en
cuatro
etapas;
la
primera
la
recopilación
de
información
de
trabajos
de
medición
de
deflexiones
para
pavimentos
reciclados
y
convencionales
a
nivel
mundial
y
nacional
utilizando
el
FWD,
la
segunda
etapa
se
efectuó
el
trabajo
de
campo
haciendo
el
ensayo
IN
SITU
de
deflectometría
FWD
para
ocho
tramos
viales
de
la
localidad
de
Usme,
la
tercera
etapa
se
realizó
obtenciones
de
módulos
y
números
estructurales
por
medio
de
Retrocálculo
y
en
la
última
etapa
se
realiza
el
análisis
de
los
datos,
y
se
efectúa
una
comparación
de
costos
para
cada
estructura
de
pavimento.
134
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
A.
Recopilación
de
la
información
S
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evaluados
las
cuales
fueron
proporcionadas
por
la
Unidad
Administrativa
Especial
De
Rehabilitacion
Y
Mantenimiento
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B.Selección
de
vías
a
estudiar
Para
esta
investigación
se
identificaron
ocho
segmentos
viales
con
una
longitud
total
de
aproximadamente
635
metros.
Estos
tramos
se
dividen
en
dos
categorías,
pavimentos
flexibles
convencionales
y
pavimentos
flexibles
reciclados
de
acuerdo
a
su
estructura.
Su
clasificación
se
realizó
dependiendo
las
hojas
de
vida
suministradas
por
la
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El
retrocálculo
de
los
pavimentos
se
realizó
mediante
las
metodologías
AASHTO,
YONAPAVE
y
LUKANEN.
La
metodología
AASHTO
considera
como
variable
principal
el
cálculo
del
módulo
resiliente
de
la
estructura
del
pavimento
“
E
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l
a
capa
multigranular.
En
este
método
se
calcula
el
parámetro
AREA
que
corresponde
a
la
interfaz
que
se
desarrolla
por
d
e
b
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j
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d
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l
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a
que
forma
el
cuenco.
A
partir
de
esto
se
precisa
el
número
estructural
efectivo
y
el
módulo
resiliente
por
retrocálculo.
Finalmente,
el
método
LUKANEN
también
se
basa
en
el
modelo
de
Hogg.
Aquí
se
calcula
el
“R50”
que
corresponde
a
la
distancia
horizontal
desde
DO
donde
la
deflexión
es
la
mitad
de
la
deflexión
principal;
también,
como
en
el
método
YONAPAVE
se
evalúa
la
longitud
característica
y
con
ello
se
determina
el
número
estructural
efectivo
y
el
módulo
resiliente
por
retrocálculo.
D.Análisis
de
datos
El
análisis
de
datos
se
realizó
haciendo
comparaciones
de
los
cálculos
obtenidos
en
cada
método,
además,
como
elemento
adicional
se
hizo
el
cálculo
de
módulos
y
números
estructurales
teóricos
con
parámetros
asumidos.
Como
herramienta
tecnológica
se
utilizó
el
software
BAKFAA
para
obtener
módulos
de
las
capas
del
pavimento
y
de
la
subrasante.
Entre
los
análisis
realizados
se
encuentra
la
comparación
de
módulos
y
números
estructurales
tanto
por
método
de
retrocálculo
como
por
tipo
de
estructura
(granulares,
granulares
con
rajon
y
rap).
Con
lo
anterior
se
trató
de
identificar
que
estructura
se
comportó
mejor
durante
el
periodo
en
uso
y
que
falencias
tiene
a
nivel
de
materiales
utilizados
y
subrasante.
Conjuntamente
se
estudiaron
las
deflexiones
obtenidas
ya
que
entre
mayor
sean
las
mismas
peor
condición
tiene
el
pavimento
y
de
esto
dependerá
la
conformación
del
cuenco
tanto
de
cada
punto
tomado
como
de
cada
CIV
estudiado.
135
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
I
I
I
.
R
E
S
U
L
T
A
D
O
S
Una
vez
realizado
el
estudio
es
posible
mostrar
los
siguientes
resultados:
Las
deflexiones
centrales
D0
presentadas
en
la
mayoría
de
las
estructuras,
muestran
una
condición
de
alarma
debido
a
que
estas
varían
en
rangos
superiores
a
los
500µm,
lo
que
indica
que
la
subrasante
está
absorbiendo
una
gran
c
a
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t
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d
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d
d
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[
1
3
]
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(
T
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l
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1
)
.
Tabla
1.
Evaluación
de
parámetros
D0,
SCI,
BDI
y
BCI.
Fuente:
Elaboración
propia
El
índice
de
curvatura
de
la
superficie
SCI,
indicó
un
mejor
comportamiento
de
los
pavimentos
con
materiales
reciclados
en
la
capa
superior
de
rodadura,
en
comparación
de
los
pavimentos
con
materiales
convencionales,
en
donde
PR1
y
PR3
presentan
un
comportamiento
estructural
bueno
con
deflexiones
menores
200
µm,
mientras
que
los
pavimentos
con
materiales
convencionales
PGr1,
PGr2,
PGr3,
PG1
y
PG2
se
encuentran
en
una
condición
estructural
de
alarma
presentando
deflexiones
mayores
250µm
(Tabla
2).
Tabla
2.
Selección
de
estructuras
para
evaluación
de
parámetro
AREA.
Fuente:
Elaboración
propia
136
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
L
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de
alarma,
ya
que
los
módulos
hallados
por
retrocálculo
por
los
métodos
AASHTO
y
LUKANEN
presentan
una
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construcción
(Fig.
1a
y
1b).
L
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)
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a
los
números
estructurales
calculaos
NScal
de
diseño,
lo
que
indica
que
estos
pavimentos
necesitan
de
una
intervención
inmediata,
mientras
que
los
pavimentos
granulares
y
reciclados,
presentan
números
estructurales
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Fig.
2.
Comparación
de
Números
Estructurales
NSefe
vs
NScal
Fuente:
Elaboración
propia
Se
realizó
la
comparación
de
costos
de
los
tres
tipos
de
estructuras
evaluadas
en
este
estudio,
donde
se
establece
que
la
construcción
de
los
pavimentos
con
materiales
reciclados
es
más
económica
en
un
38%
que
las
estructura
con
materiales
convencionales
y
mejoradas
con
geo
textil,
y
en
un
34%
que
las
estructuras
con
materiales
granulares
con
mejoramiento
con
piedra
rajón
(fig.3).
137
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
Fig.3.
Comparación
costos
estructuras
evaluadas.
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:
E
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Conclusiones
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aproximadamente
un
25%
mayor.
No
obstante,
al
comparar
los
módulos
estimados
mediante
retrocálculo
con
el
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el
de
los
materiales
granulares
y
en
el
peor
de
los
casos
del
doble
como
mínimo.
2.
El
RAP
estabilizado
constituye
una
alternativa
económicamente
viable
cuyo
impacto
no
es
sólo
reducir
espesores
de
intervención
sino
además
tener
un
mejor
apoyo
para
las
capas
de
concreto
asfáltico
de
rodadura
a
la
vez
que
se
recicla
eficientemente
un
material
de
residuo.
3.
La
implementación
de
materiales
reciclados
en
la
construcción
de
pavimentos
es
importante
con
el
fin
de
minimizar
los
impactos
ambientales
en
la
explotación
de
agregados
pétreos,
haciendo
un
gran
aporte
en
términos
de
sostenibilidad
en
la
ejecución
de
los
proyectos
de
ingeniería.
4.
Resulta
importante
realizar
la
comparación
de
estructuras
de
pavimento
construidas
con
diferentes
tipos
de
materiales
con
el
fin
de
verificar
el
comportamiento
de
los
mismos
y
con
ello
determinar
la
viabilidad
y
continuidad
en
la
colocación
de
capas
de
base
con
materiales
reciclados
como
el
RAP.
138
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
R
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[2]
J.
Sulewskaa,
B.
Grzegorz
B.
Application
of
the
Light
Falling
Weight
Deflectometer
(LFWD)
to
Test
Aggregate
Layers
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[3]
M.
Vânia,
F.
Simona,
A.
de
Lurdes,
S.
Mercedes.
Evaluation
of
a
highway
pavement
using
non-destructive
tests:
F
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[4]
A.
El
Ayadi,
B.
Picoux
,
G.
Lefeuve-Mesgouez,
A.
Mesgouez,
C.
Petit.
An
improved
dynamic
model
for
the
study
of
a
flexible
pavement.
Francia,
2011
[
5
]
P
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C
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t
i
c
a
l
g
o
r
i
t
h
m
s
f
o
r
assessing
recycled
pavements.
Grecia,
2016.
[
6
]
A
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M
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,
G
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Italia,
2012
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data.
Taylandia,
2017
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New
Mexico.
Estados
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2017
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S.
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Nondestructive
Deflection
Testing
based
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Empirical
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Thickness
Design
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for
Low
Volume
Roads:
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A
Direct
Method
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the
Structural
Needs
of
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of
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with
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parameter
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O.
Gomez.
Criterios
de
optimización
del
diseño
de
sobrecarpetas
asfálticas
para
Bogotá,
basados
en
ensayos
no
destructivos.
Bogotá,
Colombia,
2009
139
Ocaña et al.
Evaluación estructural de pavimentos flexibles utilizando deflectómetro de impacto
Los
autores:
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freddyarturo28@gmail.com
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focanaortiz@uniminuto.edu.co
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Oscar
Fabricio
Cruz
Rubio
140
https://orcid.org/0000-0003-3238-9201
oscar_cr19@hotmail.com
Universidad Santo Tomás, Colombia