Auscultación estructural de firmes

Auscultación estructural de firmes

¿Conoces las distintas técnicas de auscultación de firmes de carretera? ¿Te gustaría saber más sobre mantenimiento de firmes? En el mantenimiento de firmes se analizan básicamente sus características superficiales y sus características estructurales. Hoy en nuestro Blog sobre Ingeniería de Carreteras vamos a centrarnos en este segundo grupo, y en concreto vamos a ver en detalle cuales son las distintas técnicas empleadas en la auscultación estructural de firmes.

La auscultación estructural de firmes se basa en la aplicación de una solicitación tipo, para a continuación medir la respuesta estructural del firme. Las técnicas que vamos a ver se aplican en firmes flexibles, midiendo la deformación vertical elástica recuperada (también conocido como deflexión). En el Anejo 3 de la Norma 6.3-IC “Rehabilitación de firmes” puedes encontrar una completa guía para el estudio de deflexiones en firmes de pavimento bituminoso). Recuerda que puedes descargar esta y otras normas de manera gratuita en nuestra sección de Normativa.

Entre los equipos que miden deflexiones de manera directa, los más empleados y conocidos son: la viga de Benkelman, el deflectógrafo de Locroix, el deflectómetro de impacto, y el curviámetro. Vamos a ver como funciona cada uno de ellos.

 

Viga de Benkelman

Se trata de un equipo con un brazo largo, cuyo extremo se coloca entre las dos ruedas gemelas de un camión de eje tipo de 13 toneladas. A continuación el vehículo avanza, de manera que el extremo del brazo detecta cual es la recuperación elástica que se da en el firme tras el paso de la carga.

Como siempre que hablamos de ensayos, qué mejor manera de entender los conceptos que viéndolo en un vídeo de los muchos que podemos encontrarnos de manera gratuita por Youtube.

 

Deflectógrafo Lacroix

El segundo de los métodos que vamos a ver para la auscultación estructural de firmes es el deflectógrafo de Lacroix. Este equipo consta de dos vigas montadas sobre camión que miden deflexiones automáticas cada 3-5 metros, en ambas ruedas.

Aunque permite medidas continuas a lo largo de una carretera, tiene el inconveniente de que la velocidad de circulación del vehículo es reducida (2-4 km/h), lo que puede interferir de un modo importante con el tráfico.

 

Deflectómetro de impacto

También conocido como FWD (Falling Waight Deflectometer), es el método más empleado por las administraciones más avanzadas en materia de carreteras, y siempre que sea posible, debe ser el método elegido. En este caso lo que se hace es medir la deflexión originada por el impacto de una carga sobre el pavimento. El equipo de ensayo dispone de una serie de sensores que están en contacto con el firme, y nos permite medir las deflexiones que se producen.

El ensayo consiste en la aplicación de una carga sobre una placa de ensayo de 30 ó 45 cm de diámetro y la medición de la deformación producida en su superficie por efecto de la misma. El rango de variación de dicha carga se encuentra comprendido entre 7 y 124 kN. La medida de las deflexiones se realiza mediante 7 sensores (geófonos) que se sitúan uno debajo de la placa de carga y los otros seis a distancias variables de hasta 2,9 metros del punto de impacto.

Son medidas que requiere que el vehículo esté parado (en estático), por lo que solo sirve para hacer mediciones puntuales sobre la carretera.

El coste de las labores de auscultación con un deflectómetro de impactos es elevado, peros es el más preciso si queremos conocer tanto el estado estructural del firme en su conjunto, como de cada una de sus capas.

 

Curviámetro

Este último método para la auscultación estructural de firmes es posiblemente el que podemos encontrar con más asiduidad en nuestras carreteras actualmente. Y es que permite la medida de deflexiones continuas a una velocidad de 20 km/h. Las mediciones se logran por medio de una serie de sensores (geófonos) montados sobre una oruga.

Es especialmente útil cuando queremos tener una idea global del estado estructural a nivel de red.

 

¿Y una vez que hemos medido las deflexiones en distintos puntos de la carretera, qué pasa? Pues es el momento de representar dichos valores en un gráfico denominado deflectograma. Con dicho gráfico, y un tratamiento estadístico de los datos, podemos diferenciar tramos homogéneos de tramos con características especiales, determinando la “deflexión característica” en cada tramo homogéneo.

Ejemplo de deflectograma

Ejemplo de deflectograma

 

En cualquier caso, la rehabilitación estructural de una carretera no debe ser fruto exclusivamente de los resultados obtenidos tras aplicar cualquiera de los métodos descritos anteriormente (ni tan siquiera cuando se dispongan de datos de FWD), sino que debe estudiarse de un modo global la forma y magnitud del cuenco de deflexión, utilizando las técnicas de ingeniería más adecuadas.

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José Raul Aldana
Ingeniero Civil
Profesor en Aulacarreteras.com