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Evaluación y Gestión de Pavimentos de Aeropuertos
ALACPA 2011 – Buenos Aires, Argentina
Erwin Kohler Managing Director, Dynatest Chile
July 2011
Dynatest International
Dynatest Chile
Dynatest Peru
Dynatest Florida
Dynatest California
Dynatest Michigan
Dynatest Texas
Dynatest Denmark
Dynatest Asia Pacific
OfficeItaly
OfficeNetherland
Dynatest UK
Dynatest Middle East
Dynatest New Zealand
El Grupo de Compañías
Empezó en Dinamarca en 1976, dedicada a la ingeniería de pavimentos.
– Sistemas de gestión de pavimentos, – Equipos de evaluación, y– Consultoría en ingeniería de pavimentos
Acerca de Dynatest Consultoría
• Evaluación, rehabilitación y diseño de soluciones para Vías, Aeropuertos, y Puertos.
• Especialistas en pavimentos con experiencia internacional.
• Predicción de vida remanente de pavimentos.
Gestión
• Sistemas evaluados y verificados internacionalmente basados en análisis mecanicista-empíricos de pavimentos.
• Atendiendo las necesidades de los ingenieros, administradores, y demás interesados.
Equipos
• Líderes mundiales en el desarrollo y fabricación de equipos para evaluar pavimentos y de software para análisis.
• Equipos diseñados y producidos por ingenieros y para ingenieros
• A disposición de la industria junto con ingeniería de software, para facilitar la preservación, el diseño, y la gestión de pavimentos
Metodología Dynatest
• Énfasis en las características estructurales y las condiciones funcionales de los pavimentos para predecir el comportamiento futuro.
• Integra los beneficios de sofisticados equipos de ensayos de pavimentos con el conocimiento especializado y la experiencia que está presente en nuestros productos y principios.
• Aeropuertos Internacionales Fiumicino y Ciampino (Italia 2011) Implementación de un Sistema de Administración de Pavimentos de Aeropuertos (APMS) mediantesoftware AIRPORTS PMS de Dynatest. La base de datos contiene resultados de evaluación no-destructiva y PCI basado en identificación visual automática de deterioros.
Ejemplos de proyectos
• Bintulu Airport (Malasia 2010) Evaluación estructural con deflectómetro parainvestigar la causa de los problemas encontrados en la losas de la plataforma.
Ejemplos de proyectos
• Kilimanjaro International Airport (Tanzania 2009)Investigación de agrietamiento severo ocurrido en lasplataformas de estacionamiento y las calles de rodaje. El proyecto se basó en evaluación visual de condición, extracción de testigos, y evaluaciónestructural.
Ejemplos de proyectos
• Copenhagen International Airport (Dinamarca 2010) • Berlin International Airport (Alemania 2009) • King Abdulaziz International Airport Jeddah (Arabia Saudita 2009)• Brussels International Airport (Bélgica 2008)• Bangalore International Airport (India 2008) • Phoenix Sky Harbor International Airport, Phoenix, AZ (EEUU 2008) • Kuwait International Airport (Kuwait 2007) • Queen Alia International Airport Amman (Jordania 2007)• Kotoka International Airport (Ghana 2007)• Lima International Airport (Perú 2005)
Más de 130 aeropuertos en los últimos 10 años!
Ejemplos de otros aeropuertos evaluados:
De la Superficie (funcional): • Fricción• Textura• Regularidad
Estructural:• Agrietamiento (PCI)• Deflexiones
Datos para la administración de pavimentos
Tipos de Evaluación de Pavimentos
Deflectómetro (Heavy Weight Deflectometer) Fricción(Runway Friction Tester)
Imágenes del pavimento y Rugosidad (Multi-function Vehicle)
Administración de Pavimentos – Sistemas visuales tradicionales?Esperan a que las fallas ocurranPermitiendo daño hasta la fundación:Ingreso de aguaCargas dinámicas aumentadas
Estos sistemas no siempre pueden diferenciar entre fallas funcionales y fallas estructurales
No pueden identificar la causa, ni seleccionar la estrategia óptima de rehabilitación
Opciones de mantenimiento general son siempre más costosas
Cambio en la Condición del Pavimento
BUENO
REGULAR
MALO
MUY MALOGRAVA
MUY BUENO
Sello1X /km
Rehabilitación 6X /kmReconstrucción18X /km
Tráfico y envejecimiento
Tráfico y envejecimiento
Tráfico y envejecimiento
Tráfico y envejecimiento
Tráfico y envejecimiento
Para qué hacer administración de pavimentos?
• Demostrar racionalmentela necesidad de fondospara el(los) aeropuerto(s)
• Claramente priorizarcómo y dónde usar los fondos
• Describir la efectividadcon que se gastaron los fondos
• Calidad es esencial para el éxito de un Pavement Management System (PMS)
• “Garbage In => Garbage Out”
• Errores se propagan y combinan su impacto.
QU
ALITY
QU
ALITY
Calidad es central
• Predecir el momento y el modo de los deterioros
• Cuantificar el impacto del tráfico, permitiendo escenarios paraevaluar cargas mayores/menores
• Evaluar objetivamente el efecto de estrategias de mantención de largo plazo
• Modelos de comportamiento se pueden ajustar para reflejar lascondiciones observadas
• Determinar presupuestos óptimos para mantener los pavimentosen diferentes niveles de condición
• Planificación financiera de largo plazo
Beneficios de la administración de pavimentos Airport Information Retrieval for PavementOptimization of Rehabilitation Treatments System
FAA April 99
•Posibilidad de usar análisis mecanicista incremental -recursivo
•Posibilidad de usar modelos puramente empíricos
•Posibilidad de calibrar modelos usando información histórica
Modelación de comportamiento APMS - Introducción
DCP/CoringDCP/Coring
GPR (Radar)
APMS - Introducción
DCP/CoringDCP/Coring
GPR (Radar)
Ground Penetrating Radar (GPR)Ground Penetrating Radar (GPR)
GPR Survey OutputGPR Survey OutputResultados de evaluación de espesores con GPR Extracción de testigos y Cono de Penetración Dinámica (DCP)
Condición Visual usando Método Pavement Condition Index (PCI)
• Categorías visuales de deterioros basados en índice de condición 0-100
• Identifica los lugares críticos con la mayor cantidad de deterioros y especifica el valor del índice en ese lugar
(ASTM D 5340 & FAA AC 150/5380(ASTM D 5340 & FAA AC 150/5380--6)6)
Deterioros Típicos de Pavimentos
Desconche Parches Corrugación
Ahuellamiento Raveling Agrietamiento
Runway Friction TesterEntrega coeficientes de fricción deslizante seco (o con aplicación propia de agua) en pistas de aeropuertos.
Evalúa la pérdida de fricción superficial debida a: factores climáticos, alto uso, envejecimiento, y contaminantes.
Cuantifica la resistencia de la superficie al deslizamiento – muIdentifica lugares con baja resistencia al deslizamientoIndica cuándo remover caucho
• Perfilómetros Laser miden el perfil longitudinal de la superficie
• Identifica rugosidad (“saltos”) en la pista– Por qué hacerlo?/ hidroplaneo– Piloto pierde el control– Daño excesivo al tren de aterrizaje
Notas:1. FAA-RD-76-64, “Collection of Commercial Aircraft Characteristics for Study of Runway Roughness”, U.S. Department of Transport, 19772. FAA, AC 150/5370-10A, “Standards for Specifying Construction of Airports, U.S. Department of Transport, 1977
Evaluación Funcional usando Perfilómetro
Notas:1. ASTM E-1274-88, “Standard Test Method for Measuring Pavement Roughness Using a Profilograph”, ASTM International, 1 Nov. 19882. Boeing Commercial airplane Group Airport Technology Organisation D6-81746, “Runway Roughness Measurement, Quantification, And Application – The Boeing Method”, Undated.
Evaluación Funcional–Perfilómetro Laser (RSP MKIV)
Gracias
Erwin KohlerDynatest Chile [email protected]
• Rugosidad• Perfil Longitudinal• IRI & Ride Number• Perfil Transversal• Ahuellamiento• Datos geométricos: pendientes
transversal y longitudinal, & Radio de Curvatura
• Macrotextura: MPD, RMS & SMTD
• Escalonamiento• Eventos• Otros Datos: Calidad Laser,
velocidad del vehículo, GPS
Medición con Perfilómetro Perfiles Longitudinales
Evaluación Estructural– Heavy Weight Deflectometer (HWD)
- Ensayo no destructivo- Exactitud y precisión- Cargas 30-240kN- Entrega cargas y deflexiones
Evaluación Estructural– Heavy Weight Deflectometer (HWD)
El ensayo simula las condiciones de cargas reales
Evaluación Estructural– Heavy Weight Deflectometer (HWD)
Falling Mass
Rubber BufferLoad Cell Deflection Transducer
Deflection Basin(not on scale)
Falling Mass
Rubber BufferLoad Cell Deflection Transducer
Deflection Basin(not on scale)
Principios – Heavy Weight Deflectometer (HWD)
• Mediciones generales
GeófonoPlato de carga
Superficie
1
56
200 100 150 400
7
500 500
43
2
1 h4, E4
h3, E3
h1, E1
h2, E2
150 500
Principios– Heavy Weight Deflectometer (HWD) Principios– Heavy Weight Deflectometer (HWD)
Ensayos HWD – Heavy Weight Deflectometer (HWD)
• Módulos elásticos se obtienen con ensayos HWD• Los módulos se modifican con factores estacionales• Se calcula la carga equivalente de rueda simple, que
cumple la relación de fatiga para “uso sin restricción”• Pavimentos Rígidos: tensiones sólo en el hormigón• Pavimentos Flexibles: tensiones sólo en la subrasante
Cálculo del PCN
Tipo de Pavimento
Categoría subrasante
Presión de Neumático
Método de Evaluación
Número ACN
96/F/A/W/T96/F/A/W/T
Clasificación PCN
• PCN/a/b/c/d , donde: 41/F/A/W/T• PCN = el CAN más alto permitido
a = tipo de pavimento: R=rígido, F=flexibleb = Categoría de la subrasante(A (bueno, CBR 13) hasta D (débil<CBR6))
c = máxima presión autorizada de las ruedas:W = alto, sin límiteX = medio, limitado a 1.5 MPaY = bajo, limitado a 1.0 MPaZ = muy bajo, limitado a 0.5 Mpa
d = método de diseño o evaluación del pavimentosT = técnico, U = por experiencia (de aviones que lo han usado)
Clasificación PCN
Elmod 6
EvaluaciónEstructural
Stress, Stress, σσStrains, Strains, εε
Deflections, Deflections, δδModulus, EModulus, E
Poisson Ratio, Poisson Ratio, νν
Distress EquationDistress EquationNfNf = f{= f{δδ,,σσ,,εε,,νν,E},E}
Pavement Failure, Pavement Failure, NfNfRuttingRutting
CrackingCrackingetcsetcs
Método de Diseño Mecanicista Empírico
Cálculo de los módulos de las capas (E)
Cálculo de tensiones y deformaciones críticas
Vida remanente y diseño de recapado
PCN
Resultados HWD Programa ELMODFricción
Perfil (irregularidad)
Deflexiones(capacidad estructural)
AOR - CL Deflections
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
Stress
Def
lect
ion
(Mic
rons
)
Stre
ss (k
Pa)
0
1000
2000
3000
4000
0
500
1000
1500
2000
0.0
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
0.9
1.1
1.2
1.3
1.5
1.7
1.8
2.0
2.1
2.3
2.4
2.6
2.7
2.9
3.0
AOR - 3mR Deflections
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
Stress
Def
lect
ion
(Mic
rons
)
Stre
ss (k
Pa)
0
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2000
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0.0
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0.3
0.5
0.6
0.8
0.9
1.1
1.2
1.3
1.5
1.7
1.8
2.0
2.1
2.3
2.4
2.6
2.7
2.9
3.0
Gráficos de deflexiones
Gracias