UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Tesis: DETERMINACION DEL INDICE DE SERVICIABILIDAD E INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA-HUAROCONDO, UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLIN Y DRON. Presentado por el Bach: Luis Brayan Lanado Huacac Para optar al Título Profesional de Ingeniero Civil Asesor: Mgt. Ing. Jean Fernando Perez Montesinos CUSCO – PERU 2021 1 DEDICATORIA A mis padres; Luis y Lucrecia, por su esfuerzo, paciencia y amor infinito. 2 AGRADECIMIENTOS En primer lugar, agradezco a Dios y a la virgen María, por darme fortaleza y sabiduría. Agradezco a mis padres, hermana, enamorada y a mi familia, por motivarme y brindarme su apoyo. 3 RESUMEN La presente tesis tiene como objetivo determinar el estado actual del pavimento flexible de la vía Izcuchaca – Huarocondo, aplicando los métodos de Índice de Serviciabilidad de Pavimento (PSI) y el Índice de Condición de Pavimento (PCI)). Para la determinación del PSI, se midió la regularidad superficial de la vía utilizando el rugosímetro de Merlín, efectuando 18 ensayos basándonos en la norma ASTM E867 – 06 (Standard Terminology Relating To Vehicle – Pavement Systems). El trabajo de campo de este método, consistió en registrar los datos de elevación y depresión que adopta el puntero en el tablero del Rugosímetro de Merlín. Para la determinación del PCI, se realizó el diagnostico visual de fallas en el programa CIVIL 3D para las 12 unidades de muestreo aplicando el método del PCI, basado en la norma ASTM D6433 – 07 (Standard Practice for Roads and Parking Lots Pavement Condition Index Surveys). El trabajo para este método consistió en hacer un levantamiento de imágenes georreferenciadas con la ayuda del DRONE, para luego llevar a gabinete y realizar un inventario de fallas, registrando la severidad y la cantidad de las mismas. Del estudio realizado se obtuvo para el carril derecho un IRI de 4.87 m/km que representa que el Pavimento está en un Rango de Calificación “Malo” y para el carril izquierdo un IRI de 4.14 m/km que representa que el Pavimento está en un Rango de Calificación “Malo”, también se obtuvo un PSI para el carril derecho de 2.11 m/km que representa que el Pavimento está en un Rango de Calificación “REGULAR” y para el carril izquierdo se obtuvo un PSI de 2.38 m/km que representa que el Pavimento está en un Rango de Calificación “REGULAR” El resultado del índice de condición de pavimento de la vía Izcuchaca-Huarocondo fue de 45 que representa que el Pavimento está en un Rango de Calificación “REGULAR”, por lo tanto, la vía necesita una intervención de REHABILITACION. Palabras Clave: IRI, PCI, PSI, regularidad superficial, rugosidad, pavimento, fallas en el pavimento 4 ABSTRACT The objective of this thesis is to determine the current state of the flexible pavement of the Izcuchaca - Huarocondo road, applying the Pavement Serviceability Index (PSI) and the Pavement Condition Index (PCI) methods. For the determination of the PSI, the surface regularity of the road was measured using the Merlin roughness meter, carrying out 18 tests based on the ASTM E867-06 standard (Standard Terminology Relating To Vehicle - Pavement Systems). The field work of this method consisted of recording the elevation and depression data that the pointer adopts on the Merlin Roughometer board. For the determination of the PCI, the visual diagnosis of failures was carried out in the CIVIL 3D program for the 12 sampling units applying the PCI method, based on the ASTM D6433 - 07 standard (Standard Practice for Roads and Parking Lots Pavement Condition Index Surveys ). The work for this method consisted of making a survey of georeferenced images with the help of the DRONE, and then taking it to the office and making an inventory of failures, recording their severity and quantity. From the study carried out, an IRI of 4.87 m / km was obtained for the right lane, which represents that the Pavement is in a “Bad” Rating Range and for the left lane an IRI of 4.14 m / km, which represents that the Pavement is in a Rating Range “Bad”, a PSI of 2.11 m / km was also obtained for the right lane which represents that the Pavement is in a “REGULAR” Rating Range and for the left lane a PSI of 2.38 m / km was obtained which represents that the Pavement is in a “REGULAR” Rating Range The result of the pavement condition index of the Izcuchaca-Huarocondo road was 45, which represents that the Pavement is in a “REGULAR” Rating Range, therefore, the road needs a REHABILITATION intervention. Key Words: IRI, PCI, PSI, surface regularity, roughness, pavement, pavement faults 5 INTRODUCCION La presente tesis tiene por finalidad evaluar superficialmente la vía Izcuchaca-Huarocondo determinando el Índice de Serviciabilidad (PSI), el cual se determinara a partir de la Rugosidad (IRI) utilizando el rugosimetro de merlin, este índice califica la superficie de un pavimento de acuerdo a una escala la cual mide el nivel de servicio que presenta la vía, y también el Índice de Condición del Pavimento (PCI) utilizando el dron, método que consiste en determinar la calificación del pavimento mediante la inspección visual de fallas que puedan presentarse y cuantificarlas cada una de ellas. De esta manera estos dos índices dan a conocer el estado del pavimento de esta vía, lo que es un aporte para determinar la intervención que necesitará esta vía y servirá como antecedente para estudios posteriores. 6 INDICE DEDICATORIA ............................................................................................................................. 2 AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................. 3 RESUMEN ..................................................................................................................................... 4 ABSTRACT .................................................................................................................................... 5 INTRODUCCION .......................................................................................................................... 6 CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 14 1.1. Identificación del Problema .......................................................................................... 14 1.1.1. Descripción del Problema ..................................................................................... 14 1.1.2. Formulación interrogativa del problema ............................................................... 15 1.1.3. Formulación interrogativa del problema general .................................................. 15 1.1.4. Formulación interrogativa de los problemas específicos ...................................... 15 1.2. Justificación .................................................................................................................. 15 1.2.1. Justificación técnica .............................................................................................. 15 1.2.2. Justificación social ................................................................................................ 15 1.2.3. Justificación por vialidad ...................................................................................... 16 1.2.4. Justificación por relevancia................................................................................... 16 1.3. Limitaciones de la investigación ................................................................................... 16 1.4. Objetivos de Investigación ............................................................................................ 16 1.4.1. Objetivo General ................................................................................................... 16 1.4.2. Objetivos Específicos............................................................................................ 16 CAPITULO 2 MARCO TEORICO.......................................................................................... 18 2.1. Antecedentes Del Estudio ............................................................................................. 18 2.1.1. Antecedentes Internacionales................................................................................ 18 2.1.2. Antecedentes Nacionales ...................................................................................... 19 2.2. Bases Teóricos .............................................................................................................. 20 2.2.1. Pavimento ............................................................................................................. 20 2.2.2. Índice De Serviciabilidad (PSI) ............................................................................ 22 2.2.3. Rugosidad ............................................................................................................. 22 2.2.4. Índice De Rugosidad Internacional (IRI) .............................................................. 22 2.2.5. Relación entre el PSI y el IRI ............................................................................... 30 2.2.6. Índice de condición de pavimento (PCI) .............................................................. 30 2.2.7. Tipos De Fallas ..................................................................................................... 32 2.2.8. Pasos para la determinación del PCI ..................................................................... 52 2.2.9. Vehículos Aéreos No Tripulados .......................................................................... 65 2.2.10. Método VANT ...................................................................................................... 65 2.2.10.1. Herramientas y Materiales ................................................................................ 65 2.3. Hipótesis ....................................................................................................................... 67 2.3.1. Hipótesis General .................................................................................................. 67 2.3.2. Sub Hipótesis ........................................................................................................ 67 2.4. Definición de variables ................................................................................................. 67 2.4.1. Variables Dependientes ........................................................................................ 67 7 2.4.2. Variables independientes ...................................................................................... 67 2.4.3. Cuadro de operacionalizacion de variables........................................................... 68 CAPITULO 3 METODOLOGIA ................................................................................................. 69 3.1. Metodología de la tesis ................................................................................................. 69 3.1.1. Enfoque de la investigación .................................................................................. 69 3.1.2. Nivel o alcance de la investigación ....................................................................... 69 3.1.3. Método de investigación ....................................................................................... 69 3.2. Diseño de la investigación ............................................................................................ 69 3.2.1. Diseño metodológico ............................................................................................ 69 3.2.2. Diseño de ingeniería ............................................................................................. 70 3.3. Población y muestra ...................................................................................................... 71 3.3.1. Población............................................................................................................... 71 3.3.2. Muestra ................................................................................................................. 71 3.3.3. Criterios de inclusión ............................................................................................ 72 3.4. Instrumentos .................................................................................................................. 73 3.4.1. Instrumentos metodológicos ................................................................................. 73 3.4.2. Instrumentos de ingeniería .................................................................................... 74 3.5. Procedimiento de recolección de datos ......................................................................... 75 3.5.1. Procedimiento de recolección de datos con el Rugusimetro de Merlin ................ 75 3.5.2. Procedimiento de recolección de datos con DRON .............................................. 96 3.6. Procedimiento de análisis de datos ............................................................................. 130 3.6.1. Procedimiento de análisis de datos del PSI......................................................... 130 3.6.2. Procedimientos de análisis de datos del PCI....................................................... 170 CAPITULO 4 RESULTADOS................................................................................................... 187 4.1. Resultados de la determinación del Índice De rugosidad Internacional e Índice de Serviciabilidad del pavimento................................................................................................. 187 4.1.1. Resumen de resultados Carril Derecho ............................................................... 187 4.1.2. Resumen de resultados Carril Izquierdo ............................................................. 189 4.2. Resultados de la determinación del Índice De Condición del pavimento .................. 191 4.2.1. Resumen de resultados de la determinación del Índice De Condición del pavimento ............................................................................................................................ 191 4.2.2. Resumen de resultados de la determinación de fallas de pavimento .................. 191 CAPITULO 5 DISCUSIÓN ....................................................................................................... 193 GLOSARIO ................................................................................................................................ 195 CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 197 RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 199 REFERENCIAS .......................................................................................................................... 200 ANEXOS .................................................................................................................................... 202 ANEXO A: Ortofotos por kilometro .......................................................................................... 202 8 INDICE DE TABLAS Tabla 1 valores del PSI ................................................................................................................. 22 Tabla 2 Escala de rugosidad IRI (m/km) ...................................................................................... 23 Tabla 3 Rugosidad IRI m/km-Según el tipo de carretera con carpeta Asfáltica en caliente........ 24 Tabla 4 Tipo de intervención de acuerdo al rango de PCI. ......................................................... 32 Tabla 5 tamaño de la muestra ...................................................................................................... 52 Tabla 6 Formato para las iteraciones del cálculo del CDV ......................................................... 64 Tabla 7 Cuadro de operacionalizacion de variables .................................................................... 68 Tabla 8 Formato de recoleccion de datos para el indice de rugosidad ....................................... 73 Tabla 9 Formato de recoleccion de datos para el PCI ................................................................ 74 Tabla 10 Toma de datos del ensayo N° 1 carril derecho método IRI .......................................... 78 Tabla 11 Toma de datos del ensayo N° 2 carril derecho método IRI .......................................... 79 Tabla 12 Toma de datos del ensayo N° 3 carril derecho método IRI .......................................... 80 Tabla 13 Toma de datos del ensayo N° 4 carril derecho método IRI .......................................... 81 Tabla 14 Toma de datos del ensayo N° 5 carril derecho método IRI .......................................... 82 Tabla 15 Toma de datos del ensayo N° 6 carril derecho método IRI .......................................... 83 Tabla 16 Toma de datos del ensayo N° 7 carril derecho método IRI .......................................... 84 Tabla 17 Toma de datos del ensayo N° 8 carril derecho método IRI .......................................... 85 Tabla 18 Toma de datos del ensayo N° 9 carril derecho método IRI .......................................... 86 Tabla 19 Toma de datos del ensayo N° 1 carril izquierdo método IRI ........................................ 87 Tabla 20 Toma de datos del ensayo N° 2 carril izquierdo método IRI ........................................ 88 Tabla 21 Toma de datos del ensayo N° 3 carril izquierdo método IRI ........................................ 89 Tabla 22 Toma de datos del ensayo N° 4 carril izquierdo método IRI ........................................ 90 Tabla 23 Toma de datos del ensayo N° 5 carril izquierdo método IRI ........................................ 91 Tabla 24 Toma de datos del ensayo N° 6 carril izquierdo método IRI ........................................ 92 Tabla 25 Toma de datos del ensayo N° 7 carril izquierdo método IRI ........................................ 93 Tabla 26 Toma de datos del ensayo N° 8 carril izquierdo método IRI ........................................ 94 Tabla 27 Toma de datos del ensayo N° 9 carril izquierdo método IRI ........................................ 95 Tabla 28 Determinación de muestreo para evaluar la vía ......................................................... 115 Tabla 29 Toma de datos para el PCI Muestra N°1 .................................................................... 118 Tabla 30 Toma de datos para el PCI Muestra N°2 .................................................................... 119 Tabla 31 Toma de datos para el PCI Muestra N°3 .................................................................... 120 Tabla 32 Toma de datos para el PCI Muestra N°4 .................................................................... 121 Tabla 33 Toma de datos para el PCI Muestra N°5 .................................................................... 122 Tabla 34 Toma de datos para el PCI Muestra N°6 .................................................................... 123 Tabla 35 Toma de datos para el PCI Muestra N°7 .................................................................... 124 Tabla 36 Toma de datos para el PCI Muestra N°8 .................................................................... 125 Tabla 37 Toma de datos para el PCI Muestra N°9 .................................................................... 126 Tabla 38 Toma de datos para el PCI Muestra N°10 .................................................................. 127 Tabla 39 Toma de datos para el PCI Muestra N°11 .................................................................. 128 Tabla 40 Toma de datos para el PCI Muestra N°12 .................................................................. 129 Tabla 41 Repeticiones de los valores del casillero ..................................................................... 130 Tabla 42 estado vial según rugosidad ........................................................................................ 133 Tabla 43 Calificación del PSI ..................................................................................................... 133 Tabla 44 Procesamiento de datos del ensayo N° 1 carril derecho método IRI .......................... 134 Tabla 45 Histograma del ensayo N° 1 carril derecho método IRI ............................................. 135 9 Tabla 46 Procesamiento de datos del ensayo N° 2 carril derecho método IRI .......................... 136 Tabla 47 Histograma del ensayo N° 2 carril derecho método IRI ............................................. 137 Tabla 48 Procesamiento de datos del ensayo N° 3 carril derecho método IRI .......................... 138 Tabla 49 Histograma del ensayo N° 3 carril derecho método IRI ............................................. 139 Tabla 50 Procesamiento de datos del ensayo N° 4 carril derecho método IRI .......................... 140 Tabla 51 Histograma del ensayo N° 4 carril derecho método IRI ............................................. 141 Tabla 52 Procesamiento de datos del ensayo N° 5 carril derecho método IRI .......................... 142 Tabla 53 Histograma del ensayo N° 5 carril derecho método IRI ............................................. 143 Tabla 54 Procesamiento de datos del ensayo N° 6 carril derecho método IRI .......................... 144 Tabla 55 Histograma del ensayo N° 6 carril derecho método IRI ............................................. 145 Tabla 56 Procesamiento de datos del ensayo N° 7 carril derecho método IRI .......................... 146 Tabla 57 Histograma del ensayo N° 7 carril derecho método IRI ............................................. 147 Tabla 58 Procesamiento de datos del ensayo N° 8 carril derecho método IRI .......................... 148 Tabla 59 Histograma del ensayo N° 8 carril derecho método IRI ............................................. 149 Tabla 60 Procesamiento de datos del ensayo N° 9 carril derecho método IRI .......................... 150 Tabla 61 Histograma del ensayo N° 9 carril derecho método IRI ............................................. 151 Tabla 62 Procesamiento de datos del ensayo N°1 carril izquierdo método IRI ........................ 152 Tabla 63 Histograma del ensayo N° 1 carril izquierdo método IRI ........................................... 153 Tabla 64 Procesamiento de datos del ensayo N°2 carril izquierdo método IRI ........................ 154 Tabla 65 Histograma del ensayo N° 2 carril izquierdo método IRI ........................................... 155 Tabla 66 Procesamiento de datos del ensayo N°3 carril izquierdo método IRI ........................ 156 Tabla 67 Histograma del ensayo N° 3 carril izquierdo método IRI ........................................... 157 Tabla 68 Procesamiento de datos del ensayo N°4 carril izquierdo método IRI ........................ 158 Tabla 69 Histograma del ensayo N° 4 carril izquierdo método IRI ........................................... 159 Tabla 70 Procesamiento de datos del ensayo N°5 carril izquierdo método IRI ........................ 160 Tabla 71 Histograma del ensayo N° 5 carril izquierdo método IRI ........................................... 161 Tabla 72 Procesamiento de datos del ensayo N°6 carril izquierdo método IRI ........................ 162 Tabla 73 Histograma del ensayo N° 6 carril izquierdo método IRI ........................................... 163 Tabla 74 Procesamiento de datos del ensayo N°7 carril izquierdo método IRI ........................ 164 Tabla 75 Histograma del ensayo N° 7 carril izquierdo método IRI ........................................... 165 Tabla 76 Procesamiento de datos del ensayo N°8 carril izquierdo método IRI ........................ 166 Tabla 77 Histograma del ensayo N° 8 carril izquierdo método IRI ........................................... 167 Tabla 78 Procesamiento de datos del ensayo N°9 carril izquierdo método IRI ........................ 168 Tabla 79 Histograma del ensayo N° 9 carril izquierdo método IRI ........................................... 169 Tabla 80 Procedimiento para la sumatoria de fallas ................................................................. 170 Tabla 81 Procedimiento para el cálculo de densidad ................................................................ 171 Tabla 82 cálculo del valor deducido .......................................................................................... 172 Tabla 83 Reducción de los valores deducidos individuales al máximo admisible de valores deducidos “m” .................................................................................................................... 172 Tabla 84 Máximo valor deducido corregido .............................................................................. 174 Tabla 85 Procesamiento de datos de la muestra N°1 del PCI ................................................... 175 Tabla 86 Procesamiento de datos de la muestra N°2 del PCI ................................................... 176 Tabla 87 Procesamiento de datos de la muestra N°3 del PCI ................................................... 177 Tabla 88 Procesamiento de datos de la muestra N°4 del PCI ................................................... 178 Tabla 89 Procesamiento de datos de la muestra N°5 del PCI ................................................... 179 Tabla 90 Procesamiento de datos de la muestra N°6 del PCI ................................................... 180 10 Tabla 91 Procesamiento de datos de la muestra N°7 del PCI ................................................... 181 Tabla 92 Procesamiento de datos de la muestra N°8 del PCI ................................................... 182 Tabla 93 Procesamiento de datos de la muestra N°9 del PCI ................................................... 183 Tabla 94 Procesamiento de datos de la muestra N°10 del PCI ................................................. 184 Tabla 95 Procesamiento de datos de la muestra N°11 del PCI ................................................. 185 Tabla 96 Procesamiento de datos de la muestra N°12 del PCI ................................................. 186 Tabla 97 Resumen de resultados carril derecho ........................................................................ 187 Tabla 98 clasificación IRI carril derecho ................................................................................... 188 Tabla 99 clasificación PSI carril derecho .................................................................................. 188 Tabla 100 Resumen de resultados carril derecho ...................................................................... 189 Tabla 101 clasificación IRI carril izquierdo .............................................................................. 190 Tabla 102 clasificación PSI carril izquierdo .............................................................................. 190 Tabla 103 Resumen de resultados de la determinación del PCI ................................................ 191 Tabla 104 Resumen total de fallas en la vía Izcuchaca-Huarocondo ........................................ 191 11 INDICE DE FIGURAS Figura 1 Ubicación del tramo ...................................................................................................... 14 Figura 2 Sección típica de un pavimento flexible ......................................................................... 21 Figura 3 Equipo de Merlin ........................................................................................................... 26 Figura 4 Equipo de Merlin-corte .................................................................................................. 26 Figura 5 Índice de Condición del Pavimento (PCI) y Escala de Graduación. ............................ 31 Figura 6 Valor deducido- PIEL DE COCODRILO ...................................................................... 54 Figura 7 Valor deducido- EXUDACION ...................................................................................... 54 Figura 8 Valor deducido- FISURAS EN BLOQUE ...................................................................... 55 Figura 9 Valor deducido- ABULTAMIENTOS Y HUNDIMIENTOS ........................................... 55 Figura 10 Valor deducido- CORRUGACION .............................................................................. 56 Figura 11 Valor deducido- DEPRESION ..................................................................................... 56 Figura 12 Valor deducido- FISURA DE BORDE ........................................................................ 57 Figura 13 Valor deducido- FISURAS DE REFLEXION DE JUNTA ........................................... 57 Figura 14 Valor deducido- DESNIVEL CARRIL BERMA ........................................................... 58 Figura 15 Valor deducido- FISURAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES ...................... 58 Figura 16 Valor deducido- PARCHES Y PARCHES DE CORTES UTILITARIOS ..................... 59 Figura 17 Valor deducido- PULIDO DE AGREGADO ............................................................... 59 Figura 18 Valor deducido- BACHES ........................................................................................... 60 Figura 19 Valor deducido- AHUELLAMIENTO .......................................................................... 60 Figura 20 Valor deducido-DESPLAZAMIENTO ......................................................................... 61 Figura 21 Valor deducido-FISURA PARABOLICA ..................................................................... 61 Figura 22 Valor deducido-PELADURA Y DESPRENDIMIENTO .............................................. 62 Figura 23 Valor deducido-PELADURA Y DESPRENDIMIENTO .............................................. 62 Figura 24 Ajuste del número del valor deducido ......................................................................... 63 Figura 25 Valor deducido corregido para pavimentos asfalticos ................................................ 64 Figura 26 Multirrotor DJI Phantom 4 Pro................................................................................... 66 Figura 27 Modelado en el CIVIL 3D ............................................................................................ 66 Figura 28 rugosimetro de merlin .................................................................................................. 75 Figura 29 Inicio de levantamiento de datos de rugosidad ........................................................... 76 Figura 30 Proceso de levantamiento de datos ............................................................................. 77 Figura 31 Identificación de área de campo ................................................................................ 100 Figura 32 Proceso de levantamiento de datos ........................................................................... 101 Figura 33 Bitácora 1 .................................................................................................................. 102 Figura 34 Bitácora 2 .................................................................................................................. 103 Figura 35 Bitácora 3 .................................................................................................................. 104 Figura 36 Bitácora 4 .................................................................................................................. 105 Figura 37 DEM 1 ........................................................................................................................ 106 Figura 38 Ortomosaico............................................................................................................... 108 Figura 39 Posición de cámaras .................................................................................................. 111 Figura 40 Ortofoto de la zona de estudio por kilometro ............................................................ 116 Figura 41 Determinación del área de fallas............................................................................... 116 Figura 42 Histograma de distribución de frecuencias ............................................................... 130 Figura 43 Histograma con datos eliminados ............................................................................. 131 Figura 44 valor deducido-FISURAS EN BLOQUE.................................................................... 171 Figura 45 Valor de deducción corregido, pavimentos asfálticos, metodología PCI ................. 173 12 Figura 46 Variación del índice de rugosidad carril derecho ..................................................... 187 Figura 47 Variación del índice de serviciabilidad carril derecho ............................................. 188 Figura 48 Variación del índice de rugosidad carril izquierdo................................................... 189 Figura 49 Variación del índice de serviciabilidad carril izquierdo ........................................... 190 Figura 50 porcentaje total de fallas ........................................................................................... 192 13 CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Identificación del Problema 1.1.1. Descripción del Problema La vía comprende 10.40 km de largo y 6 metros de ancho, el cual une a los distritos de Izcuchaca y Huarocondo, la estructura tiene la conformación de sub base con un espesor de 0.15 m, base de 0.15 m y 5 cm de carpeta asfáltica. Esta vía fue construida por el gobierno regional a cargo de El Proyecto Especial Regional Plan COPESCO, dicho proyecto se realizó en dos etapas, la primera se inició en el año 1995 y la segunda en 1996. El ultimo mantenimiento que se realizó en esta vía fue el año 2011 a cargo de la Dirección de Transportes y Comunicaciones Cusco, posteriormente no se hizo ninguna intervención. Figura 1 Ubicación del tramo Fuente Google Maps 14 1.1.2. Formulación interrogativa del problema 1.1.3. Formulación interrogativa del problema general ¿Cuál es el estado actual del Pavimento Flexible de la Ruta Cu-100 tramo Izcuchaca - Huarocondo, según el Índice de serviciabilidad y el índice del Condición del Pavimento? 1.1.4. Formulación interrogativa de los problemas específicos Problema específico N° 01. ¿Cuál es el Índice de Rugosidad del Pavimento de la Ruta Cu-100 tramo Izcuchaca – Huarocondo, utilizando el rugosimetro de Merlín? Problema específico N° 02. ¿Cuál es el índice de Serviciabilidad Presente del Pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca – Huarocondo? Problema específico N° 03. ¿Cuáles son Las fallas de pavimento de la Ruta Cu-100 tramo Izcuchaca – Huarocondo según la inspección visual de fisuras, grietas, deformaciones, desprendimientos y otras fallas, utilizando el dron? Problema específico N° 04. ¿Cuál es el Índice de Condición del Pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca – Huarocondo? 1.2. Justificación 1.2.1. Justificación técnica El proyecto de tesis “DETERMINACION DEL INDICE DE SERVICIALIDAD E INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA-HUAROCONDO, UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLIN Y DRON” tiene como finalidad principal evaluar la condición superficial del pavimento flexible, determinando el PSI y PCI, para conocer el estado actual de esta vía de comunicación. 1.2.2. Justificación social La siguiente investigación tiene como finalidad brindar resultados para la evaluación de dicha vía, realizar el mantenimiento adecuado para la buena transitabilidad de los vehículos y así beneficiar a la población aledaña. 15 1.2.3. Justificación por vialidad La siguiente investigación de pavimento flexible es viable, ya que contamos con los recursos e instrumentos necesarios para evaluar dicho tramo, también contamos con el libre acceso a esta vía de comunicación. 1.2.4. Justificación por relevancia Conocer el estado del pavimento del Tramo Izcuchaca - Huarocondo es necesario para evaluar su adecuado funcionamiento y operatividad, al ser una vía de comunicación importante en la región. Es necesario el mantenimiento del pavimento, conocer el deterioro que ha sufrido un pavimento, mediante este se puede conseguir una proyección para un futuro en la vía evaluada. 1.3. Limitaciones de la investigación  El estudio solo comprende únicamente pavimentos flexibles.  Solo se estudia la parte superficial, mas no la parte estructural.  Esta investigación se basó en la normativa ASTM D6433 para el PCI y AASHTO.  Para la evaluación de Rugosidad de Pavimento, se utilizará únicamente el equipo llamado Rugosímetro Merlín.  Para la evaluación de Condición del pavimento se utilizará el DRONE 1.4. Objetivos de Investigación 1.4.1. Objetivo General Evaluar el estado del pavimento flexible de la Ruta Cu-110 Tramo Izcuchaca-Huarocondo, según su índice de serviciabilidad e índice de condición del pavimento actual, determinando en función a la rugosidad y fallas del pavimento. 1.4.2. Objetivos Específicos Objetivos Específicos N° 01. Determinar el Índice de Rugosidad del Pavimento de la Ruta Cu-110 Tramo Izcuchaca- Huarocondo, utilizando el rugosimetro de merlin. Objetivos Específicos N° 02. Determinar el Índice de Serviciabilidad Presente del Pavimento de la Ruta Cu-110 Tramo Izcuchaca-Huarocondo 16 Objetivos Específicos N° 03. Determinar las fallas de pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca-Huarocondo según la inspección visual de fisuras, grietas, deformaciones, desprendimientos y otras fallas utilizando el dron. Objetivos Específicos N° 04. Determinar el Índice de Condición del Pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca- Huarocondo. 17 CAPITULO 2 MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes Del Estudio 2.1.1. Antecedentes Internacionales AUTOR: ANGARITA ARIAS LILIANA FERNANDA SÁNCHEZ ARCHILA JUAN CARLOS TÍTULO: COMPARACIÓN DEL ÍNDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL (IRI) A PARTIR DE INFORMACIÓN OBTENIDA POR MÉTODOS FOTOGRAMÉTRICOS INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS LUGAR: BOGOTÁ AÑO: 2017 La presente investigación tiene como objetivo evaluar el IRI mediante metodología fotogramétrica y métodos tradicionales de topografía, en un trayecto de vía compuesta por pavimento flexible. CONCLUSIONES: - Los tiempos de recolección de la información empleando fotogrametría son inferiores frente a métodos convencionales, minimizando impactos como cierre de vías por lapsos de tiempo extensos ya que esta captura de información solo tarda unos minutos en tramos considerables y se minimiza el riego de accidentalidad laboral ya que no se debe tener personal expuesto sobre la vía. AUTOR: Ing. Marco Vinicio Carrera Uquilla TÍTULO: EVALUACIÓN DE PAVIMENTO UTILIZANDO EL MÉTODO PCI Y SU APLICACIÓN EN EL PASO LATERAL DE PORTOVIEJO DESDE LA VÍA PORTOVIEJO – MEJÍA HASTA EL REDONDEL DE PICOAZÁ. INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ LUGAR: Portoviejo – Manabí – Ecuador AÑO: 2011 El trabajo realizado en este ejercicio de tesis consiste en el empleo del índice PCI (Present Condition Index), muy empleado en varios países de América Latina, para la valoración del estado del pavimento de la referida carretera. Este índice toma valores que oscilan entre 0 (para 18 la condición de fallado) hasta 100 (estado excelente). Para llegar a él se llevó a cabo una inspección visual detallada en toda la superficie del pavimento y sus elementos del drenaje y se recopiló la limitada información existente procedente del proyecto vial ejecutado, el historial de la carretera y el tráfico que la solicita. CONCLUSIONES: - La inspección de campo arrojó el estado detallado del pavimento, según los deterioros presentes en cada una de las 95 unidades, los que fueron clasificados según el tipo, la extensión de pavimento que afectan y la severidad que presentan. Atendiendo a estos deterioros, así caracterizados, se calculó la puntuación entre 0 y 100 que debía recibir cada unidad de prueba, de manera que las que obtuvieron mayor puntuación reflejaban un mejor estado global de la porción de pavimento que comprenden. 2.1.2. Antecedentes Nacionales AUTOR: Llerena Herrera, Yubitza Julia Esther Torres Guzmán, Cynthia Vanessa TÍTULO: “DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN E ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD DEL PAVIMENTO DE LA CARRETERA NACIONAL PE-28G, EN EL TRAMO PISAC-CALCA – 2016” INSTITUCIÓN: Universidad Andina del Cusco LUGAR: Cusco-Perú AÑO: 2016 La siguiente investigación tuvo como objetivo evaluar el PSI y PCI del pavimento flexible en el tramo Pisac – Calca. CONCLUSIONES: - Según nuestros resultados se obtuvimos el Índice de Condición del Pavimento (PCI) de que el pavimento está dentro de un rango de calificación Bueno y el Índice de Serviciabilidad Presente (PSI) demuestran que el pavimento está dentro un rango de calificación Regular; esto significa que el pavimento del Tramo Pisac – Calca es adecuado para su transitabilidad. 19 TITULO: EVALUACIÓN SUPERFICIAL DE VÍAS URBANAS EMPLEANDO VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO (VANT) • Ubicación: Av. Separadora Industrial cuadras 8-10, Ate, Lima – Perú. • Tipo de Pavimento: Flexible • Longitud: 520 m. • Ancho de Calzada: 6 m. • Configuración del tránsito: Autos, motos lineales, camiones, buses y camiones. CONCLUSIONES DE LA INVESTIGACION:  La evaluación superficial de pavimentos empleando imágenes georreferenciadas obtenidas de un VANT es conveniente para gestionar actividades de mantenimiento y/o rehabilitación de las vías urbanas optimizando los recursos de los gobiernos municipales.  El uso del vehículo aéreo no tripulado permite el levantamiento de información en corto tiempo, sin interrumpir el tráfico ni poner en riesgo la vida de los inspectores en comparación con el método convencional.  La edición de la ortofoto permite evaluar toda la vía de estudio, ubicando cada falla, severidad y su cantidad correspondiente, que articula como insumo con el método PCI.  La información relevada por el VANT puede ser reproducible en cualquier momento a fin de analizar la evolución de las fallas en el tiempo y establecer las medidas preventivas de conservación.  El método VANT permite una inspección más rápida, generando información fidedigna del estado existente del pavimento, además se puede elaborar planos que acompaña a los metrados para priorizar el mantenimiento de las zonas de bajo índice de condición.  La evaluación superficial de pavimentos empleando imágenes georreferenciadas es conveniente para gestionar actividades de mantenimiento y/o rehabilitación de lasvías urbanas. 2.2. Bases Teóricos 2.2.1. Pavimento “Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la subrasante de 20 una vía obtenida por el movimiento de tierras en el proceso de exploración y que han de resistir adecuadamente los esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmiten durante el período para el cual fue diseñada la estructura del pavimento” (Montejo, 2002). Según (MTC, 2014), generalmente el pavimento está formado por las siguientes capas: base, subbase y capa de rodadura. - Capa de rodadura: “Es la parte superior de un pavimento, que puede ser de tipo bituminoso (flexible) o de concreto de cemento Portland (rígido) o de adoquines, cuya función es sostener directamente el tránsito” (MTC, 2014). - Base: “Es la capa inferior a la capa de rodadura, que tiene como función principal de sostener, distribuir y transmitir cargas ocasionadas por el tránsito. Esta capa será de material granular drenante (CBR > 80%) o será tratada con asfalto, cal o cemento” (MTC, 2014). - Subbase: “Es una capa de material especificado y con un espesor de diseño, el cual soporta a la base y a la carpeta. Además, se utiliza como capa de drenaje y controlador de la capilaridad del agua. Esta capa puede ser de material granular (CBR > 40%) o tratado con cal, asfalto o cemento” (MTC, 2014). 2.2.1.1. Pavimento Flexible “El pavimento flexible es una estructura compuesta por capas granulares (subbase, base) y como capa de rodadura una carpeta constituida con materiales bituminosos como aglomerantes, agregados y de ser el caso aditivos. Principalmente se considera como capa de rodadura asfáltica sobre capas granulares: mortero asfáltico, tratamiento superficial bicapa, micro pavimentos, mezclas asfálticas en frío y mezclas asfálticas en caliente” (MTC, 2014). En la figura siguiente se muestra un corte de la sección típica de un pavimento flexible, donde se aprecia en la parte superior una carpeta bituminosa, este apoyada sobre dos capas granulares, que se les conoce como base y subbase. Figura 2 Sección típica de un pavimento flexible Fuente: (Armijos, 2017) 21 2.2.2. Índice De Serviciabilidad (PSI) “La serviciabilidad de pavimento es un concepto que califica la superficie del pavimento mediante una escala, representa el servicio que ofrecen las calles y caminos a los usuarios que transitan en vehículo y que es parte del método AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) de diseño de estructuras de pavimentos. La serviciabilidad apareció originalmente como una calificación de los usuarios respecto al estado de una vía, en particular a la superficie de rodado, representado por un índice llamado PCR (Present Serviciability Rating), el cual es reemplazado por otro índice llamado PSI (Present Serviciability Index), en el que se aplicó una escala de valoración a sectores de carreteras en diversos estados de deterioro” (DICTUC, 2009). La escala numérica de calificación del PSI se estableció de la siguiente manera: Tabla 1 valores del PSI Índice de Calificación Serviciabilidad (PSI) 5 – 4 Muy buena 4 – 3 Buena 3 – 2 Regular 2 – 1 Mala 1 - 0 Muy mala Fuente: AASHTO, Guide for Design of pavement Structures 1993 2.2.3. Rugosidad “La rugosidad de un pavimento es el parámetro que relaciona la magnitud y frecuencia de las irregularidades superficiales o altimétricas, con la comodidad o confort al transitar sobre él. La unidad de medición de rugosidad que se emplea en el Perú es el IRI (International Roughness Index), parámetro desarrollado por el Banco Mundial para uniformizar los diversos criterios que existen para medir y calibrar la rugosidad de los pavimentos” (Del Águila, 1999). 2.2.4. Índice De Rugosidad Internacional (IRI) “El IRI es un indicador estadístico de la regularidad superficial del pavimento de una carretera. El perfil real de una carretera recién construida representa un estado definido por su IRI inicial 22 con un rango aproximado de 1.5-2.5 (m/km). Una vez Puesta en servicio el IRI de la vía se modifica en función al paso del tránsito en valores más elevados” (DICTUC, 2009). El Índice de Regularidad Internacional fue propuesto por el Banco Mundial en 1986 debido al interés de los técnicos de diferentes países del mundo en busca de un índice único que represente las percepciones de los usuarios al transitar sobre una vía. (Sacoto, 2014). “Los estudios del Banco Mundial permiten determinar la rugosidad tanto con equipos debidamente calibrados, como a partir de evaluaciones visuales que relacionan el tipo y estado general del pavimento con la velocidad de operación de los vehículos. A continuación, se presenta un gráfico (traducido y adaptado de “Guidelines for conducting and calibrating road roughness measurements”, Sayers M.W), donde se muestras escalas de rugosidad para distintos tipos de pavimento y condición” (MTC, 2014). Tabla 2 Escala de rugosidad IRI (m/km) Fuente: Manual de carreteras: Suelos, geologías, geotecnia y pavimento -MTC 23 Para la rugosidad inicial de un pavimento nuevo y de un pavimento existente reforzado, asimismo para la rugosidad durante el periodo de servicio, se recomienda los siguientes valores (MTC, 2014). Tabla 3 Rugosidad IRI m/km-Según el tipo de carretera con carpeta Asfáltica en caliente Fuente: Manual de carreteras: Suelos, geologías, geotécnica y pavimento –MTC 2.2.4.1. Método utilizado para la medición de la rugosidad superficial mediante correlaciones. En este método recurren al uso de una ecuación de correlación para la estimación del IRI. Estos métodos, también denominados “tipo respuesta” (Response-Type Road Roghness Measuring System, o simplemente, RTRRMS), establecen la rugosidad basados en la detección del movimiento relativo que experimenta el sistema de suspensión de un vehículo de pasajeros o de un tráiler remolcado, al transitar sobre el pavimento. Las mediciones efectuadas mediante este método dependen de las características dinámicas de un vehículo, para proporcionar parámetros de rugosidad que puedan correlacionarse con el Indice 24 de Rugosidad Internacional (IRI). Sin embargo, las propiedades dinámicas de cada vehículo son particulares y cambian con el tiempo, por lo que las mediciones directas deben ser correlacionadas con el IRI mediante una ecuación de calibración, que debe ser obtenida experimentalmente y específicamente para el vehículo empleado. “Esta clase también incluye métodos que emplean otros tipos de instrumentos para medir la rugosidad, diferentes a un RTRRMS, que sean capaces de generar parámetros razonablemente correlacionados con la escala del IRI. Entonces, este método emplea algún tipo de ecuación de correlación, indistintamente del tipo de instrumentación o vehículo que se utilice para la obtención de la medida de rugosidad básica. En este método se emplean diversos tipos de equipos, tales como el Mays Meter (Norteamericano), Bump Integrator (Inglés), NAASRA Meter (Australiano), entre otros” (Del Aguila, 1999). 2.2.4.2. Equipo “MERLÍN” utilizado para la medición del índice de rugosidad internacional (IRI) “El equipo Merlín es un equipo sencillo y de bajo costo, cuyo nombre corresponde a la sigla de “Machine for Evaluation Roughnessusin Low-cost Intrumentation”. El cual evalúa la rugosidad del pavimento a partir de la medición de las deformaciones longitudinales de la carpeta de rodado. Se trata de un equipo que sus resultados se correlacionan con el IRI” (DICTUC, 2009). “Fue creado por el laboratorio británico de Investigación de Transportes y Caminos (TRRL) para obtener un instrumento de fácil manejo que mida la regularidad de una vía. Este equipo de diseño simple, que funciona de acuerdo al principio de la palanca. Posee la capacidad de detectar y amplificar las irregularidades que presentan la superficie del pavimento, midiendo, no la magnitud de las deformaciones sino su variabilidad” (Del Águila, 2009). 25 Figura 3 Equipo de Merlin Fuente: (Del Aguila Rodriguez, 1999) Figura 4 Equipo de Merlin-corte Fuente: (Del Aguila Rodriguez, 1999) 2.2.4.3. Ejecución De Ensayos: Del Águila, 1999; menciona en su publicación sobre la Determinación de la rugosidad de los pavimentos: Para la ejecución de los ensayos se requiere de dos personas que trabajan conjuntamente, un operador que conduce el equipo y realiza las lecturas y un auxiliar que las anota. Asimismo, debe seleccionarse un trecho de aproximadamente 400 m de longitud, sobre un determinado carril de una vía. Las mediciones se efectúan siguiendo la huella exterior del tráfico. 26 “Para determinar un valor de rugosidad se deben efectuar 200 observaciones de las “irregularidades que presenta el pavimento”, cada una de las cuáles son detectadas por el patín móvil del MERLIN, y que a su vez son indicadas por la posición que adopta el puntero sobre la escala graduada del tablero, generándose de esa manera las lecturas” (Del Aguila, 2009). “Las observaciones deben realizarse estacionando el equipo a intervalos regulares, generalmente cada 2m de distancia; en la práctica esto se resuelve tomando como referencia la circunferencia dela rueda del MERLIN, que es aproximadamente esa dimensión, es decir, cada ensayo se realiza al cabo de una vuelta de la rueda” (Del Aguila, 2009). En cada observación el instrumento debe descansar sobre el camino apoyado en tres puntos fijos e invariables: la rueda, el apoyo fijo trasero y el estabilizador para ensayo. La posición que adopta el puntero corresponderá a una lectura entre 1 y 50, la que se anotará en un formato de campo. “El proceso de medición es continuo y se realiza a una velocidad promedio de 2 km/h. La prueba empieza estacionando el equipo al inicio del trecho de ensayo, el operador espera que el puntero se estabilice y observa la posición que adopta respecto de la escala colocada sobre el tablero, realizando así la lectura que es anotada por el auxiliar. Paso seguido, el operador toma el instrumento por las manijas, elevándolo y desplazándolo la distancia constante seleccionada para usarse entre un ensayo y otro (una vuelta de la rueda). En la nueva ubicación se repite la operación explicada y así sucesivamente hasta completar las 200 lecturas” (Del Aguila, 2009). El espaciado entre los ensayos no es un factor crítico, pero es recomendable que las lecturas se realicen siempre estacionando la rueda en una misma posición, para lo cual se pone una señal o marca llamativa sobre la llanta (con gutapercha fosforescente, por ejemplo), la que debe quedar siempre en contacto con el piso. Ello facilita la labor del operador quién, una vez hecha la lectura, levanta el equipo y controla que la llanta gire una vuelta haciendo coincidir nuevamente la marca sobre el piso. De acuerdo a las posiciones que adopte el puntero y coincida con la medición sin la placa en terreno plano, el ensayo demostrará que el pavimento tiene un perfil igual o cercano a una línea recta. Si adopta posiciones alejadas se demuestra que el pavimento tiene un perfil con inflexiones (Del Aguila, 2009). 27 2.2.4.4. Cálculo Del Rango “D” “De las 200 mediciones realizadas expresadas en forma de histograma, se descartan el 10% (se eliminan el 5% de cada extremo) de ellas que corresponden a posiciones erradas o poco representativas. Una vez realizado el descarte del 10% se calcula el ancho del histograma en unidades de la escala considerando inclusive las fracciones. Este rango D se lo debe expresar en milímetros por lo cual se lo multiplica por el valor que tiene cada unidad en milímetros” (MTC, 2013). 2.2.4.5. Factor de corrección para el ajuste de “D” Según Del Aguila (1999) menciona que “para determinar el factor de corrección se hace uso de un disco circular de bronce de aproximadamente 5 cm de diámetro y 6 mm de espesor, y se procede de la siguiente manera”  Se determina el espesor de la pastilla, en milímetros, utilizando un calibrador que permita una aproximación al décimo de mm. El espesor se calculará como el valor promedio considerando 4 medidas diametralmente opuestas.  Se coloca el rugosímetro sobre una superficie plana y se efectúa la lectura que corresponde a la posición que adopta el puntero cuando el patín móvil se encuentra sobre el piso Se levanta el patín y se coloca la pastilla de calibración debajo de él, apoyándola sobre el piso.  Esta acción hará que el puntero sobre el tablero se desplace, asumiendo una relación de brazos estándar de 1 a 10, una distancia igual al espesor de la pastilla multiplicado por 10, lo que significa, considerando que cada casillero ide 5 mm, que el puntero se ubicará aproximadamente en el casillero 12, siempre y cuando la relación de brazos actual del equipo sea igual a la asumida. Si no sucede eso, se deberá encontrar un factor de corrección (F.C.) Ecuación 1 Factor de Correcion Donde:  EP: Espesor de la pastilla  LI: Posición inicial del puntero  LF: Posición final del puntero Fuente: (Del Aguila, 1999) 28 2.2.4.6. Variación De Relación De Brazos EL MTC (2013) indica que, para facilidad del trabajo, el rugosímetro admite dos posiciones para el patín del brazo pivotante:  Una posición ubicada a 10 cm del punto de pivote, posición estándar que se utiliza en el caso de pavimentos nuevos o superficies muy lisas (baja rugosidad). En ese caso la relación de brazos utilizada será 1 a 10.  Una posición ubicada a 20 cm del punto de pivote, posición alterna que se utiliza en el caso de pavimentos afirmados muy deformados o pavimentos muy deteriorados. En ese caso la relación de brazos será 1 a 5. De usar esta posición, el valor Determinado deberá multiplicarse por un factor de 2. 2.2.4.7. Cálculo Del Rango “D” Corregido El valor D calculado en la sección 2.2.10, deberá modificarse considerando el Factor de Corrección F.C. y la Relación de Brazos. Este valor llevado a condiciones estándar es la rugosidad en “unidades MERLIN”. 2.2.4.8. Determinacion de la rugosidad en la escala del IRI Para transformar la rugosidad de unidades MERLIN a la escala del IRI, se usa las siguientes expresiones:  Cuando 2.4 < IRI < 1.59, entonces IRI= 0.593 + 0.0471 D Ecuación 2 valor IRI  Cuando IRI <2.4, entonces IRI= 0.0485 D Ecuación 3 valor IRI Dónde:  IRI : Índice de Rugosidad Internacional (m/km)  D : Rugosidad en unidades MERLIN, mm Fuente Manual del Usuario MERLINER-Merlín equipo para rugosidad La ecuación número 5 es la ecuación original establecida por el TRRL mediante simulaciones computarizadas, utilizando una base de datos proveniente del Ensayo Internacional sobre 29 Rugosidad realizado en Brasil en 1982. La ecuación de correlación establecida es empleada para la evaluación de pavimentos en servicio, con superficie de rodadura asfáltica, granular o de tierra, siempre y cuando su rugosidad se encuentre comprendida en el intervalo indicado. La ecuación número 6 es la ecuación de correlación establecida de acuerdo a la experiencia peruana y luego de comprobarse, después de ser evaluados más de 3,000 km de pavimentos, que la ecuación original del TRRL no era aplicable para el caso de pavimentos asfálticos nuevos o poco deformados. Se desarrolló entonces, siguiendo la misma metodología que la utilizada por el laboratorio británico, una ecuación que se emplea para el control de calidad de pavimentos recién construidos. (Del Aguila, 2009) 2.2.5. Relación entre el PSI y el IRI Una vez obtenido el índice de regularidad internacional, los investigadores en busca de obtener un valor de serviciabilidad (PSI) actual, decidieron correlacionar al IRI con el PSI. (Sacoto, 2014) Para determinar el PSI de la vía de estudio, se utilizará la siguiente relación: 𝑃𝑆𝐼 = 5/𝑒𝐼𝑅𝐼/5.5 Ecuación 4 valor IRI Fuente (Del Aguila Rodriguez, 2009) 2.2.6. Índice de condición de pavimento (PCI) Rodriguez, (2009); indica que el método PCI (Pavement Condition Index) es un procedimiento que consiste en la determinación de la condición del pavimento a través de inspecciones visuales, identificando la clase, severidad y cantidad de fallas encontradas, siguiendo una metodología de fácil implementación y que no requiere de herramientas especializadas, pues se mide la condición del pavimento de manera indirecta. Fue desarrollado entre los años 1974 y 1976 a cargo del Centro de Ingeniería de la Fuerza Aérea de los E.E.U.U. con el objetivo de obtener un sistema de administración del mantenimiento de pavimentos rígidos y flexibles. Este método constituye el modo más completo para la evaluación y calificación objetiva de pavimentos, siendo ampliamente aceptado y formalmente adoptado, como procedimiento estandarizado, por agencias como por ejemplo: el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, el APWA (American Public Work Association) y ha sido publicado por la ASTM como 30 método de análisis y aplicación (Procedimiento estándar para la inspección del índice de condición del pavimento en caminos y estacionamientos ASTM D6433-03) (Rodríguez, 2009). Cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual del estado del pavimento en el cual se establecen clase, severidad y cantidad de cada falla presente. Dada la gran cantidad de combinaciones posibles, el método introduce un factor de ponderación, llamado “valor deducido”, para indicar en qué grado afecta a la condición del pavimento cada combinación de deterioro, nivel de severidad y densidad (cantidad). Este método no pretende solucionar aspectos de seguridad si alguno estuviera asociado con su práctica. El PCI se desarrolló para obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional de la superficie, un valor que cuantifique el estado en que se encuentra el pavimento para su respectivo tratamiento y mantenimiento. “El Índice de Condición de Pavimento (PCI), es un grado numérico de la condición del pavimento. Varía desde cero (0), para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado. Cada rango del PCI tiene su correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento” (Rodríguez, 2009). Figura 5 Índice de Condición del Pavimento (PCI) y Escala de Graduación. Fuente: (ASTM, 2003) 31 Tabla 4 Tipo de intervención de acuerdo al rango de PCI. Calificación del PCI Fuente: (Rondon & Reyes , 2015) Los objetivos que se esperan con la aplicación del Método PCI son los siguientes:  Determinar el estado en que se encuentra el pavimento en términos de su integridad estructural y del nivel de servicio que ofrece al usuario. El método permite la cuantificación de la integridad estructural de manera indirecta, a través del índice de condición del pavimento (ya que no se realizan mediciones que permiten calcular directamente esta integridad).  Cuando se habla de integridad estructural, se hace referencia a la capacidad que tiene el paquete estructural de soportar solicitaciones externas, como cargas de tránsito o condiciones ambientales. En cambio, el nivel de servicio es la capacidad del pavimento para brindar un uso confortable y seguro al conductor.  Obtener un indicador que permita comparar, con un criterio uniforme, la condición y comportamiento del pavimento y de esta manera justificar la programación de obras de mantenimiento y rehabilitación, seleccionando la técnica de reparación más adecuada al estado del pavimento en estudio (Rodríguez, 2009). 2.2.7. Tipos De Fallas A continuación, se desarrollan las 19 fallas a evaluar en el método PCI descritas. (Vásquez,2002). 32 2.2.7.1. Falla piel de cocodrilo Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 33 2.2.7.2. Falla superficial exudación Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 34 2.2.7.3. Falla fisuras en bloque Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 35 2.2.7.4. Falla abultamientos y hundimientos Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 36 2.2.7.5. Falla corrugación Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 37 2.2.7.6. Falla depresión Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 38 2.2.7.7. Falla fisura de borde Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 39 2.2.7.8. Falla fisura de reflexión de junta Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 40 2.2.7.9. Falla desnivel carril-berma Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 41 2.2.7.10. Falla fisura longitudinales y transversales Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 42 2.2.7.11. Falla parches Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 43 2.2.7.12. Falla agregado pulido Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 44 2.2.7.13. Falla baches Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 45 2.2.7.14. Falla ahuellamiento Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 46 2.2.7.15. Falla desplazamiento Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 47 2.2.7.16. Falla fisura parabólica o por deslizamiento Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 48 2.2.7.17. Falla hinchamiento Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 49 2.2.7.18. Falla peladura por interperismo y desprendimiento de AGREGADOS Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 50 2.2.7.19. Falla cruce de vía férrea Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 51 2.2.8. Pasos para la determinación del PCI  PASO 1: Se inicia con la división de la vía en secciones, las cuales deben mantener características uniformes de construcción, mantenimiento, historial, y condiciones.  PASO 2: Se realiza la división de una sección del Pavimento en unidades de muestreo cuyo tamaño varía de acuerdo con el tipo de pavimento. Tabla 5 tamaño de la muestra Fuente:(MTC P. N.2009)  PASO 3: En la “Evaluación de un Proyecto” se deben inspeccionar todas las unidades (N), sin embargo, de no ser posible, el número mínimo de unidades de muestreo que deben evaluarse se obtiene mediante la Ecuación N° 8, la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con una confiabilidad del 95%. Ecuación 5: número mínimo de unidades de muestreo Donde: n: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar. N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento. e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e = 5%) s: Desviación estándar del PCI entre las unidades Durante la inspección inicial se asume una desviación estándar (s) del PCI de 10 para pavimento asfáltico (rango PCI de 25) y de 15 para pavimento de concreto (rango PCI de 35) Cuando el número mínimo de unidades a evaluar es menor que cinco (n < 5), todas las unidades deberán evaluarse. 52  PASO 4: Se selecciona las unidades de muestreo a inspeccionar, se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección de pavimento y que la primera de ellas se elija al azar (aleatoriedad sistemática) de la siguiente manera: a. El intervalo de muestreo (i) se expresa mediante la Ecuación 9: Ecuación 6 intervalo de muestreo Donde: N: Número total de unidades de muestreo disponible. n: Número mínimo de unidades para evaluar. i: Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior b. La primera unidad de muestra que va ser inspeccionada es seleccionada al azar entre las unidades de muestra 1 y el intervalo de muestreo i.  PASO 5: Se realiza la inspección del pavimento identificando el tipo de falla, la medición del nivel de severidad y la cantidad de cada tipo de falla, datos que serán registrados manualmente en la ficha de evaluación para unidad de muestra de acuerdo al manual de daños.  PASO 6: Una vez realizada la inspección de campo, la información sobre los daños se utiliza para calcular el PCI este cálculo puede ser manual o computarizado y se basa en los “Valores Deducidos” de cada daño de acuerdo con la cantidad y severidad reportadas.  PASO 7: Se calculará el valor deducido (VD) para cada falla medida a partir de los datos de severidad y densidad. Para esto: o Contabilizar cada tipo y nivel de severidad de daño. o Calcular la densidad. Ecuación 7 densidad de daño o Determinar el valor deducido para cada combinación de tipo de falla y nivel de severidad haciendo uso de las curvas de valor deducido. A continuación, las curvas para hallar el valor deducido: 53 Figura 6 Valor deducido- PIEL DE COCODRILO Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 7 Valor deducido- EXUDACION Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 54 Figura 8 Valor deducido- FISURAS EN BLOQUE Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 9 Valor deducido- ABULTAMIENTOS Y HUNDIMIENTOS Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 55 Figura 10 Valor deducido- CORRUGACION Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 11 Valor deducido- DEPRESION Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 56 Figura 12 Valor deducido- FISURA DE BORDE Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 13 Valor deducido- FISURAS DE REFLEXION DE JUNTA Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 57 Figura 14 Valor deducido- DESNIVEL CARRIL BERMA Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 15 Valor deducido- FISURAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 58 Figura 16 Valor deducido- PARCHES Y PARCHES DE CORTES UTILITARIOS Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 17 Valor deducido- PULIDO DE AGREGADO Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 59 Figura 18 Valor deducido- BACHES Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 19 Valor deducido- AHUELLAMIENTO Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 60 Figura 20 Valor deducido-DESPLAZAMIENTO Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 21 Valor deducido-FISURA PARABOLICA Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 61 Figura 22 Valor deducido-PELADURA Y DESPRENDIMIENTO Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) Figura 23 Valor deducido-PELADURA Y DESPRENDIMIENTO Fuente: (VÁSQUEZ, 2002) 62  PASO 8: Si ninguno o solamente un valor deducido individual es mayor que dos, el valor total es usado en lugar del máximo CDV para determinar el PCI; de otro modo, el máximo CDV debe ser determinado usando el procedimiento descrito posteriormente.  Crear una lista de valores deducidos individuales en orden descendente.  Determinar el número de deducciones permisibles, “m”, empleando la siguiente fórmula Ecuación 8 número de deducciones permisibles Donde: m = número máximo admisible de valores deducidos incluyendo fracciones (debe ser menor o igual a diez). Si contamos con un número de valores deducidos menor a “m”, todos los valores deducidos deben ser usados. HDV = el mayor valor deducido individual para la unidad de muestra. Figura 24 Ajuste del número del valor deducido Fuente: (ASTM, 2003)  Determinar el Máximo Valor Deducido Corregido”, CDV en forma iterativa utilizando el siguiente formato 63 Tabla 6 Formato para las iteraciones del cálculo del CDV Fuente: (ASTM, 2003)  Determine el número de valores deducidos, q, mayores que 2.0.  Determinar el valor de CDV a partir del valor deducido total (CDT) y del valor de “q” utilizando las curvas apropiadas de corrección para pavimentos flexibles de la figura siguiente: Figura 25 Valor deducido corregido para pavimentos asfalticos Fuente: (ASTM,2003)  Determine el “Valor Deducido Total” (CDT) sumando todos los valores deducidos individuales.  Reducir a 2 el menor valor deducido individual mayor que 2 y repetir el procedimiento anterior hasta que “q” sea igual a 1.  El máximo CDV es el mayor de todos los CDVs.  PASO 9: Calcular el PCI restándole a 100 el máximo CDV Ecuación 9 PCI de la unidad de muestreo 64 2.2.9. Vehículos Aéreos No Tripulados Los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) comúnmente conocidos como drones, son en esencia pequeñas plataformas aéreas que se operan a distancia o en forma programada. Los mismos ganaron popularidad en el mundo por sus aplicaciones militares, sin embargo, esta tecnología tiene un amplio espectro de usos pacíficos a partir de la obtención de fotografías los cuales después de un tratamiento digital, pueden ser convertidas en ortofotos y modelos 3D (Martinez, et al. 2009). Asimismo, el uso de vehículos aéreos no tripulados de bajo costo, se han empleado en investigaciones para recolectar información de la condición de caminos rurales, obteniendo resultados con buena precisión y confiabilidad (Zhang, Elaksher 2012). 2.2.10. Método VANT La presente metodología de evaluación consiste en dos etapas, una en campo y otra en gabinete. La etapa de campo consiste en relevar la información mediante un vuelo programado donde el VANT captura imágenes del estado superficial de la vía en estudio. Es importante resaltar que la persona quien realiza el vuelo debe ser un Operador o Piloto acreditado, con el fin de ejecutar un vuelo seguro y pueda tomar las decisiones acertadas frente a cualquier problema que se presente durante la ejecución del vuelo. La etapa de gabinete se basa en el procesamiento y análisis de las imágenes adquiridas para la obtención de ortofotos y modelos digitales en tres dimensiones que luego se usarán para la inspección del pavimento mediante el método PCI. 2.2.10.1. Herramientas y Materiales  DRONE DJI modelo Phantom 4 Pro.- Entre los instrumentos utilizados, como herramienta para la obtención de fotografías aéreas de la zona de estudio se adquirió un multi-rotor de la marca DJI modelo Phantom 4 Pro que se muestra en la Figura 26, el cual consta principalmente de 4 hélices con una cámara de 20 MP, montada sobre un sistema de giroscopio de estabilización que permite mantener la imagen estable independientemente de los movimientos propios del vuelo y las influencias del viento. 65 Figura 26 Multirrotor DJI Phantom 4 Pro Fuente: Elaboración propia Por otro lado, para el procesamiento de imágenes se empleó el software Pix4dMapper Pro instalado en un computador con procesador i7, de 2.7 Ghz y de 12 GB de memoria RAM, cuya salida es el modelo digital de superficie en 3D y la ortofoto para proceder a la inspección de la vía y articular con los metrados obtenidos al Método PCI.  CIVIL 3D.-Con la ortofoto de gran resolución y el modelo en 3D se procede a realizar el inventario de fallas de las 12 unidades de muestra de manera visual, determinando la longitud o área según el tipo de falla y su grado de severidad como se muestra en la Figura 27. En el programa CIVIL 3D se puede terminar el ancho, longitud o área de cada deterioro. Figura 27 Modelado en el CIVIL 3D Fuente: Elaboración propia, CIVIL 3D 66 2.3. Hipótesis 2.3.1. Hipótesis General El estado del pavimento flexible de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca-Huarocondo, respecto a su índice de serviciabilidad e índice de condición actual, es un indicativo de que la calidad del pavimento es la adecuada para su transitabilidad. 2.3.2. Sub Hipótesis Sub Hipótesis N°01 El índice de rugosidad del pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca-Huarocondo es el adecuado para su transitabilidad. Sub Hipótesis N°02 El Índice de Serviciabilidad Presente del pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca- Huarocondo es el adecuado para su transitabilidad Sub Hipótesis N°03 En la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca-Huarocondo, las fallas que predominan son Fisuras y Grietas, Deformaciones y Otras Fallas Sub Hipótesis N°04 El índice de Condición del pavimento de la Ruta Cu-100 Tramo Izcuchaca-Huarocondo es el adecuado para su transitabilidad. 2.4. Definición de variables 2.4.1. Variables Dependientes Estado actual del pavimento de la vía Izcuchaca-Huarocondo. Indicadores de variables dependientes  Valor del indice de Serviciabilidad del pavimento  Valor del indice de condición del pavimento 2.4.2. Variables independientes  Rugosidad del pavimento  Serviciabilidad del pavimento  Fallas del pavimento  Condición del pavimento Indicadores de variables independientes  Valor del índice de rugosidad del pavimento 67  Valor del índice de serviciabilidad del pavimento  Densidad de fallas (%)  Valor del índice de condición del pavimento 2.4.3. Cuadro de operacionalizacion de variables Tabla 7 Cuadro de operacionalizacion de variables VARIABLES INDICADORES INTRUMENTOS Variables Ind. de variables Independientes independientes Estado actual del Valor del índice de Condición Norma ASTM 6433 pavimento: Estado del Pavimento. Norma AASHTO en el que se encuentra la Valor del índice de superficie del Serviciabilidad del Pavimento. pavimento flexible Variables Ind. De variables EQUIPOS/ACCESORIOS Dependientes dependientes Rugosidad del Valor del indice de rugosidad Utilizando el equipo de pavimento del pavimento merlin Serviciavilidad del Valor del indice de Norma AASHTO pavimento servicialidad del pavimento Fallas del pavimento Densidad % Utilizando el equipo el dron Condicion del Valor del indice de condicion Norma ASTM 6433 pavimento del pavimento Fuente: Elaboración propia. 68 CAPITULO 3 METODOLOGIA 3.1. Metodología de la tesis 3.1.1. Enfoque de la investigación El presente estudio reúne las condiciones metodológicas según su enfoque cualitativo ya que se utiliza la recolección y el análisis de datos para contestar preguntas de investigación, probar hipótesis establecidas previamente y confía en la medición de datos reales en este caso a la clase, severidad, cantidad de fallas encontradas y la rugosidad del pavimento, los cuales serán procesados estadísticamente. 3.1.2. Nivel o alcance de la investigación Esta investigación reúne las características de un estudio de tipo descriptivo debido a que busca describir y analizar las fallas del pavimento flexible, la regularidad superficial de la vía, confort y seguridad para los usuarios. 3.1.3. Método de investigación El método seleccionado para esta investigación fue hipotético-deductivo, ya que se tiene que observar el fenómeno a estudiar y crear de una hipótesis para explicar dicho fenómeno. 3.2. Diseño de la investigación 3.2.1. Diseño metodológico En la literatura sobre la investigación es posible encontrar diferentes clasificaciones de los tipos de diseño. (Hernandez, Fernandez, & Baptista, 2006) Consideran vigente la siguiente clasificación “investigación experimental e investigación no experimental”. En un estudio del tipo no experimental podría definirse como la investigación que se realiza sin manipular variables. Es decir, se trata de investigaciones donde no hacemos variar en forma intencional las variables independientes para ver su efecto sobre otras variables, por lo tanto, el diseño metodológico de la presente investigación es de tipo no experimental ya que es una investigación basada en la observación, evaluación de las fallas en el pavimento flexible y medición de la rugosidad del pavimento, sin alterar en lo más mínimo ni el entorno ni el fenómeno estudiado y también porque no se tiene control de esta variable independiente. 69 3.2.2. Diseño de ingeniería INICIO DETERMINACION DEL INDICE DE SERVICIABILIDAD E INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA -HUAROCONDO, UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLIN Y DRON SELECCION DE LAS MUESTRAS EN CAMPO RECOLECCION DE DATOS EN CAMPO INSPECCION DE FALLAS MEDICION DE LA DEL PAVIMENTO CON RUGOSIDAD DEL DRON PAVIMENTO EN CAMPO PROCESAMIENTO DE DATOS CALCULO DE PCI Y EL PSI PARA DETERMIENAR EL ESTADO DE LA VIA EVALUACION DE RESULTADOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES FIN Fuente: Elaboración propia. 70 3.3. Población y muestra 3.3.1. Población 3.3.1.1. Descripción de la población Para la presente investigación la población está dada por el pavimento flexible de la vía Izcuchaca – Huarocondo. 3.3.1.2. Cuantificación de la población En la presente investigación la población es el pavimento flexible y comprende 08+245 km de estudio. 3.3.2. Muestra 3.3.2.1. Descripción de la muestra  Para el índice de serviciabilidad del pavimento (PSI) Para la presente investigación la muestra a evaluar para determinar la serviciabilidad del pavimento y el IRI, está dada por el pavimento flexible de la vía Izcuchaca – Huarocondo  Para el índice de condición del pavimento (PCI) Para la presente investigación la muestra a evaluar para determinar el PCI son unidades representativas obtenidas con el DRON de la vía Izcuchaca – Huarocondo las cuales son de pavimento flexible y serán estudiadas en gabinete. 3.3.2.2. Cuantificación de la muestra  Para el índice de serviciabilidad del pavimento (PSI) Para la presente investigación la muestra es el pavimento flexible y comprende 08+245 km de estudio.  Para el índice de condición del pavimento (PCI) Para esta investigación las unidades de muestreo fueron 12 de acuerdo al cálculo realizado según la fórmula establecida en la norma ASTM D6433 (Standard Practice for Roads and Parking Lots Pavement Condition Index Surveys), donde cada una de las unidades de muestreo tienen una longitud de L=100 m y un ancho de A= 6.00m, haciendo un total de 600 m2. 71 3.3.2.3. Método de muestreo  Para el índice de serviciabilidad del pavimento (PSI) El método de muestreo utilizado para determinar el índice de serviciabilidad del pavimento es No Probabilístico, debido a que evaluaremos muestras representativas por kilometro  Para el índice de condición del pavimento (PCI) El método de muestreo utilizado para determinar el PCI es Probabilístico, ya que las muestras serán electas, el cual la primera será escogida aleatoriamente y las demás en un intervalo de muestreo. 3.3.2.4. Criterios de evaluación de la muestra Las muestras se analizaron con guías de recolección de datos en campo, con formatos prediseñados, para el caso del PSI se realizó un recorrido con el Rugosímetro de Merlín registrando datos de elevaciones o depresiones presentes en el pavimento y para el caso del PCI se realizó un inventario de fallas donde se registró el tipo, la cantidad y severidad de las unidades de muestra, dichos datos fueron fueron procesados estadísticamente y los resultados permitirán demostrar en qué estado se halla la via de Izcuchaca-Huarocondo. 3.3.3. Criterios de inclusión En esta investigación se incluirá todas las muestras del pavimento flexible el cual fue realizado sobre la carpeta de rodadura, la información y datos obtenidos proceden de la vía Izcucha-Huarocondo estudiada en el año 2019 y posteriormente en el año 2020 con el Dron, el estado de la vía corresponde a dichos años. 72 3.4. Instrumentos 3.4.1. Instrumentos metodológicos a) Formato de recolección de datos para el índice de serviciabilidad del pavimento (PSI) Tabla 8 Formato de recoleccion de datos para el indice de rugosidad UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO HORA DE INICIO CARRIL HORA DE FINALIZACIÓN N° DE ENSAYO KM Li: Lf: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Fuente: Elaboración propia, Norma AASHTO 73 b) Formato de recolección de datos para el índice de condición del pavimento (PCI) Tabla 9 Formato de recoleccion de datos para el PCI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E METODO PCI ÍNDICE DE CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE TRAMO IZCUCHACA-HUAROCONDO,UTILIZANDO EL EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO SECCION UNIDAD DE MUESTRA 1 PROGRESIVA 0+000-0+100 FECHA AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) M MEDIO (MEDIUM ) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 3.4.2. Instrumentos de ingeniería  Rugosímetro de Merlín.  Conos de seguridad vial.  Laptop  Cámara de celular.  Dron. 74 3.5. Procedimiento de recolección de datos 3.5.1. Procedimiento de recolección de datos con el Rugusimetro de Merlin a) Equipos  Rugusimetro de Merlin  Conos de seguridad b) Procedimiento i. Se inicia con la calibración del equipo, colocando este sobre una superficie horizontal y lisa para luego ajustar sus puntos de apoyo hasta que el equipo este nivelado y el puntero marque 25. Figura 28 rugosimetro de merlin Fuente: Elaboración propia. ii. Colocar el rugosímetro en el punto de inicio del ensayo y leer la primera lectura (Li), después la otra lectura con la pastilla de calibración colocada (Lf), este proceso es para determinar el factor de corrección. Así mismo se debe determinar el espesor de la pastilla en mm el cual viene a ser el promedio de 4 medidas diametralmente opuestas. iii. Para llevar a cabo el ensayo se necesita de 2 personas que trabajen conjuntamente un operador que conduce el equipo y realiza las lecturas y otro auxiliar que anota las lecturas, al mismo tiempo colocando los conos de seguridad. 75 iv. Se inició el ensayo en el carril derecho teniendo como punto inicial Izcuchaca y punto final Huarocondo, el ensayo consiste en que el operador toma el equipo por las manijas y lo desplaza a una distancia constante, en este caso la vuelta completa que da la rueda (2 m), luego el equipo se apoya en sus 3 puntos fijos y se da lectura a la posición que toma el puntero que corresponderá a un valor entre 1 y 50 como muestra la escala graduada en el tablero del equipo, el dato que muestre será anotado en los formatos de recolección. Así sucesivamente hasta completar las 200 mediciones continuas o lecturas de las irregularidades que presenta el pavimento, en una longitud aproximada de 400m en cada ensayo. Figura 29 Inicio de levantamiento de datos de rugosidad Fuente: Elaboración propia. 76 Figura 30 Proceso de levantamiento de datos Fuente: Elaboración propia. v. Repetimos el paso iv. hasta culminar todas las muestras representativas por kilómetro. vi. Así mismo se realiza el paso iv. para el carril izquierdo teniendo como punto de inicio Huarocondo y punto final Izcuchaca. c) Toma de datos El total de ensayos efectuados a lo largo de la vía de 08+500 km fue de 18 ensayos, 9 para el carril derecho y 9 para el carril izquierdo. A continuación, se presenta los ensayos realizados. 77 Tabla 10 Toma de datos del ensayo N° 1 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 17/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 0+000 - 0+400 HORA DE INICIO 09:00 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 09:45 N° DE ENSAYO 1 KM 0+000 Li: 28 Lf: 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 25 27 26 26 28 24 26 24 21 23 2 26 24 24 26 23 25 20 26 27 26 3 26 24 25 28 27 24 29 24 26 26 4 29 21 25 23 28 28 25 27 26 23 5 27 29 27 23 23 23 24 25 28 23 6 22 29 28 28 25 26 21 27 26 25 7 29 28 24 28 32 21 25 23 26 26 8 27 24 23 26 30 26 23 28 26 26 9 21 20 23 25 23 28 27 28 24 25 10 22 28 25 19 35 25 18 27 27 27 11 22 28 24 27 29 28 27 24 28 26 12 26 33 24 26 25 26 29 25 25 24 13 21 27 23 28 23 25 29 26 24 25 14 27 21 24 24 27 29 27 27 23 23 15 27 26 27 23 28 27 28 26 21 25 16 27 26 23 22 19 27 25 24 25 27 17 25 26 26 22 24 26 26 25 25 27 18 26 28 26 26 28 28 28 26 23 21 19 26 26 23 26 22 24 27 27 23 28 20 26 27 27 25 27 24 26 24 27 26 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 78 Tabla 11 Toma de datos del ensayo N° 2 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 17/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 01+000-01+400 HORA DE INICIO 10:20 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 10:55 N° DE ENSAYO 2 KM 01+000 Li: 29 Lf: 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 25 28 22 33 26 25 19 23 24 23 2 20 29 24 30 23 26 28 27 24 26 3 24 27 26 27 26 24 23 31 23 29 4 21 25 27 24 27 26 26 27 24 23 5 27 23 19 29 24 23 27 26 24 22 6 30 28 29 29 26 24 24 26 25 15 7 23 22 23 24 27 25 20 21 25 40 8 15 26 22 22 27 28 24 19 22 22 9 26 28 17 24 25 23 27 22 22 20 10 28 26 34 27 25 25 26 24 23 24 11 25 21 31 24 25 24 28 24 19 26 12 28 22 20 22 28 25 24 23 24 28 13 26 25 20 22 21 20 24 27 16 23 14 17 28 19 26 27 27 24 27 25 17 15 29 28 28 30 24 25 25 23 25 29 16 15 26 25 30 24 23 27 24 22 25 17 27 27 26 24 21 25 25 25 23 29 18 18 22 24 23 24 26 24 22 23 20 19 27 24 27 25 26 27 27 24 22 28 20 24 24 27 27 24 26 22 24 26 18 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 79 Tabla 12 Toma de datos del ensayo N° 3 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 17/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 02+000-02+400 HORA DE INICIO 11:15 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 12:06 N° DE ENSAYO 3 KM 02+000 Li: 26 Lf: 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 24 23 21 20 31 4 18 20 28 23 2 23 13 24 35 30 33 12 29 27 29 3 20 27 25 32 32 21 27 28 21 29 4 20 25 23 31 28 34 22 23 29 27 5 21 23 23 31 27 28 28 27 19 22 6 26 26 28 30 16 33 24 27 27 28 7 26 24 26 33 33 30 15 28 19 29 8 22 26 27 33 21 27 27 22 35 29 9 20 28 22 30 31 28 28 29 27 30 10 23 24 27 37 23 30 27 36 27 29 11 20 23 34 20 32 34 28 27 22 28 12 26 23 28 26 14 27 22 29 27 26 13 26 19 27 15 32 34 9 28 28 21 14 26 19 28 28 34 41 26 28 22 27 15 24 21 33 30 13 28 23 25 28 32 16 23 25 20 34 13 30 28 29 23 30 17 28 23 27 29 43 26 29 28 22 22 18 27 26 20 29 35 24 27 19 28 28 19 20 22 28 23 45 28 26 26 25 32 20 27 24 34 21 8 18 25 27 29 36 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 80 Tabla 13 Toma de datos del ensayo N° 4 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 18/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 03+000-03+400 HORA DE INICIO 09:30 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 10:12 N° DE ENSAYO 4 KM 03+000 Li: 31 Lf: 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 30 18 28 28 20 28 27 39 20 25 2 28 23 19 25 19 22 22 30 23 31 3 10 23 23 40 30 22 20 33 27 31 4 38 14 29 28 30 21 37 30 24 28 5 21 11 33 27 29 21 27 32 21 15 6 18 24 38 29 34 15 19 31 21 30 7 20 39 37 23 37 23 24 38 32 33 8 29 22 35 6 31 19 21 32 27 30 9 25 20 32 30 15 17 21 18 32 30 10 30 17 33 31 22 5 24 29 19 29 11 20 21 40 21 18 34 29 30 32 27 12 28 30 33 23 39 30 28 32 21 22 13 20 20 27 37 18 18 13 27 21 31 14 22 25 9 28 22 32 23 22 24 21 15 22 26 44 17 18 21 29 28 23 33 16 28 9 41 31 10 29 22 32 23 28 17 24 38 34 17 37 31 22 28 38 34 18 29 21 21 22 28 23 27 14 15 18 19 31 27 37 25 30 32 33 19 33 26 20 30 32 27 28 31 32 39 26 23 25 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 81 Tabla 14 Toma de datos del ensayo N° 5 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 18/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 04+000-04+400 HORA DE INICIO 10:30 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 11:16 N° DE ENSAYO 5 KM 04+000 Li: 29 Lf: 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 29 29 18 22 23 24 24 27 24 32 2 23 29 36 12 29 29 19 25 23 29 3 29 17 13 18 32 32 22 25 26 28 4 28 40 30 25 36 24 21 27 31 34 5 27 41 17 23 31 24 28 23 27 30 6 25 44 17 24 31 25 27 23 26 18 7 21 22 23 22 31 31 20 21 24 17 8 37 22 16 28 32 32 29 22 27 22 9 19 23 15 21 35 29 27 27 24 22 10 30 43 18 24 9 32 23 21 22 24 11 21 16 27 20 29 35 27 22 23 22 12 25 28 25 21 32 40 19 20 26 23 13 21 32 17 26 32 31 25 25 27 26 14 28 27 27 29 33 16 22 29 19 30 15 26 26 17 33 30 34 28 22 27 30 16 15 28 22 21 15 36 24 20 29 32 17 22 24 23 24 27 20 22 20 21 33 18 45 25 26 28 29 32 25 22 21 30 19 22 28 29 28 30 29 28 23 7 34 20 21 19 21 35 29 37 27 22 29 26 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 82 Tabla 15 Toma de datos del ensayo N° 6 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 18/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 05+000-05+400 HORA DE INICIO 12:05 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 12:43 N° DE ENSAYO 6 KM 05+000 Li: 30 Lf: 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 25 24 24 29 12 12 24 27 31 41 2 27 21 23 32 17 17 22 20 33 34 3 28 26 24 29 26 36 23 27 30 31 4 28 25 23 33 9 4 26 26 31 34 5 28 18 26 34 34 34 28 27 29 36 6 22 26 27 35 32 32 18 23 28 36 7 22 22 29 38 28 28 27 27 33 22 8 30 28 26 35 22 22 25 26 34 32 9 20 23 22 38 26 26 22 22 34 30 10 27 23 23 30 30 36 31 26 30 28 11 27 23 20 24 15 15 16 26 32 29 12 23 22 27 33 35 35 15 28 31 31 13 27 27 28 24 28 28 32 23 35 31 14 22 27 21 24 20 20 28 30 28 31 15 22 26 27 36 32 32 26 27 28 38 16 20 24 35 31 15 15 26 31 39 29 17 30 24 32 36 27 27 26 36 33 22 18 27 22 29 26 22 22 23 21 32 28 19 19 18 32 33 23 23 29 29 29 27 20 22 17 33 27 22 22 28 30 33 29 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 83 Tabla 16 Toma de datos del ensayo N° 7 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 06+000-06+400 HORA DE INICIO 08:30 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 09:12 N° DE ENSAYO 7 KM 06+000 Li: 27 Lf: 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 25 34 30 21 32 33 23 25 28 23 2 27 29 27 15 28 28 22 24 20 34 3 21 33 30 27 27 31 28 24 22 15 4 21 31 31 34 30 33 22 25 26 24 5 20 29 21 31 24 39 21 25 27 22 6 23 33 35 29 33 33 23 28 7 26 7 21 21 13 30 28 22 25 24 20 24 8 22 28 30 21 31 31 21 27 27 29 9 35 34 34 31 32 34 25 27 21 24 10 21 24 37 27 30 39 23 22 23 25 11 32 32 33 31 31 21 28 23 24 28 12 29 27 7 24 37 29 25 28 25 30 13 19 27 34 32 32 27 27 27 21 30 14 29 32 32 32 31 28 21 23 25 38 15 29 41 30 30 31 32 33 27 25 31 16 35 34 18 25 37 24 27 30 28 16 17 34 21 33 30 32 29 30 22 28 31 18 30 29 21 22 18 28 27 27 27 21 19 29 31 33 30 38 27 22 19 25 18 20 33 31 37 30 19 24 25 27 28 35 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 84 Tabla 17 Toma de datos del ensayo N° 8 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 07+000-07+400 HORA DE INICIO 09:40 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 10:25 N° DE ENSAYO 8 KM 07+000 Li: 28 Lf: 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 22 22 34 18 24 22 20 19 27 31 2 28 22 21 29 31 27 22 23 26 37 3 21 29 31 39 33 22 22 28 34 37 4 27 23 32 31 31 26 28 24 29 37 5 20 21 30 32 31 26 23 24 31 29 6 25 29 19 28 29 24 22 25 21 30 7 29 29 22 15 31 20 25 27 27 39 8 28 19 23 18 28 23 27 23 30 31 9 28 27 29 27 25 29 22 24 33 22 10 20 29 26 20 26 25 22 27 32 33 11 22 21 26 31 25 23 27 26 29 31 12 29 30 35 19 25 20 26 22 33 35 13 28 24 18 24 27 25 22 24 31 31 14 31 31 21 27 26 27 27 23 31 35 15 28 28 32 21 26 26 29 25 21 28 16 22 27 35 32 25 20 23 26 30 31 17 30 31 29 40 24 18 25 28 20 30 18 30 17 14 32 26 22 26 26 27 30 19 25 30 14 29 26 25 25 28 29 35 20 29 35 19 31 27 27 26 23 32 32 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 85 Tabla 18 Toma de datos del ensayo N° 9 carril derecho método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 08+000-08+400 HORA DE INICIO 11:00 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 11:42 N° DE ENSAYO 9 KM 08+000 Li: 27 Lf: 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 15 32 20 26 21 24 26 23 29 21 2 30 30 19 25 21 22 23 28 31 19 3 29 25 27 23 27 26 25 30 20 24 4 29 31 24 26 26 26 22 28 30 30 5 29 30 29 28 24 22 24 29 18 28 6 20 32 18 20 24 27 24 33 31 29 7 29 21 29 23 16 22 27 34 35 29 8 22 34 18 26 21 19 22 33 29 32 9 30 27 29 22 25 21 24 30 27 31 10 31 28 27 27 30 23 22 28 37 26 11 29 32 33 22 25 27 23 32 16 28 12 24 34 28 23 23 21 30 27 19 30 13 32 32 27 22 25 26 27 35 18 29 14 21 32 28 24 24 27 25 32 8 30 15 27 30 24 24 27 25 27 20 33 24 16 27 27 23 26 20 22 25 35 22 29 17 22 34 26 27 26 24 21 37 31 32 18 28 27 23 28 26 25 22 32 20 40 19 27 22 28 29 20 24 25 39 35 38 20 27 17 27 26 18 24 26 35 26 34 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 86 Tabla 19 Toma de datos del ensayo N° 1 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 0+000 - 0+400 HORA DE INICIO 12:10 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 12:48 N° DE ENSAYO 1 KM 0+000 Li: 27 Lf: 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 15 11 7 20 31 21 28 25 22 29 2 23 15 27 17 29 15 27 24 24 32 3 29 27 22 30 21 17 23 24 26 31 4 27 29 21 18 23 21 25 21 26 17 5 16 23 25 28 29 22 22 27 24 22 6 28 16 27 19 27 22 24 24 24 27 7 26 19 22 14 15 26 21 23 15 28 8 22 22 23 29 19 25 26 24 27 30 9 21 16 26 22 26 24 26 27 24 30 10 29 19 28 22 26 27 25 22 25 29 11 19 27 27 20 26 27 26 21 35 28 12 15 22 31 31 27 27 22 19 23 12 13 30 23 28 20 24 25 26 24 29 31 14 27 26 28 32 23 24 21 26 21 28 15 8 19 17 21 19 27 20 22 28 24 16 27 20 30 27 21 21 24 26 23 20 17 23 28 17 29 21 22 21 27 23 31 18 33 26 30 30 23 21 26 23 20 28 19 14 27 22 22 23 26 28 28 23 32 20 29 24 31 18 22 26 21 22 31 28 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 87 Tabla 20 Toma de datos del ensayo N° 2 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 01+000-01+400 HORA DE INICIO 14:00 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 14:44 N° DE ENSAYO 2 KM 01+000 Li: 26 Lf: 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 23 27 30 31 28 23 22 25 25 30 2 22 30 28 19 31 25 27 23 27 37 3 17 31 27 20 21 27 20 27 20 27 4 30 30 21 27 29 19 23 27 25 27 5 27 23 30 23 27 25 26 28 23 31 6 21 21 21 29 30 26 27 26 26 22 7 27 25 23 28 30 20 22 28 20 29 8 29 28 30 22 29 24 23 25 25 23 9 24 29 27 25 19 24 25 14 23 28 10 23 21 17 29 23 22 23 24 29 29 11 35 25 23 20 29 19 24 26 31 23 12 25 22 28 28 16 23 25 25 31 23 13 29 32 34 34 18 29 16 24 39 27 14 28 30 30 34 25 23 27 26 27 31 15 18 29 22 34 27 26 26 23 22 27 16 27 29 17 33 22 27 25 20 19 22 17 18 27 21 32 24 23 27 22 33 24 18 24 30 34 28 24 26 24 20 29 20 19 29 28 29 32 24 25 27 27 29 29 20 27 28 22 32 25 25 26 24 31 29 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 88 Tabla 21 Toma de datos del ensayo N° 3 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 02+000-02+400 HORA DE INICIO 15:00 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 15:30 N° DE ENSAYO 3 KM 02+000 Li: 29 Lf: 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 26 22 28 26 24 31 30 29 24 3 2 25 25 26 27 28 35 28 22 28 26 3 26 24 27 25 29 22 15 30 27 25 4 25 22 27 28 29 27 19 30 26 26 5 28 24 27 22 24 29 21 28 24 23 6 29 23 27 22 27 30 21 33 27 24 7 22 24 22 24 23 29 30 30 25 19 8 21 26 25 26 20 33 31 29 26 28 9 22 22 20 24 28 27 30 30 25 24 10 23 23 25 26 32 18 31 31 28 27 11 27 24 22 24 30 18 39 28 23 17 12 23 24 27 30 29 27 39 22 27 15 13 27 26 28 32 32 30 24 15 28 27 14 27 24 22 30 35 27 30 26 17 30 15 24 21 29 30 29 8 28 29 27 27 16 25 26 23 19 18 30 29 18 26 32 17 26 26 27 33 27 27 23 27 5 35 18 26 29 25 33 35 35 28 28 18 23 19 23 20 24 23 27 29 20 24 24 19 20 22 22 23 31 30 20 22 23 37 10 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 89 Tabla 22 Toma de datos del ensayo N° 4 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 21/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 03+000-03+400 HORA DE INICIO 09:10 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 09:55 N° DE ENSAYO 4 KM 03+000 Li: 31 Lf: 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 24 22 30 27 25 21 25 23 21 24 2 24 26 31 26 30 25 25 27 22 20 3 25 28 22 15 29 21 23 22 22 21 4 27 22 24 27 22 23 22 24 20 26 5 20 25 27 22 30 19 26 24 21 19 6 23 27 28 21 28 18 19 31 22 27 7 26 24 24 28 24 24 28 24 28 34 8 24 24 28 30 24 27 21 24 29 21 9 26 25 23 32 24 29 22 28 27 17 10 26 26 23 25 29 18 24 27 22 18 11 24 26 22 27 26 29 26 21 27 18 12 27 27 25 20 29 28 11 15 27 19 13 28 25 24 22 14 23 24 28 28 29 14 27 21 27 26 21 28 26 27 20 23 15 27 21 25 28 26 27 26 22 21 22 16 28 23 22 25 15 30 24 19 23 18 17 27 22 26 26 26 21 15 18 26 24 18 27 20 24 25 26 19 23 26 27 38 19 26 25 21 24 17 15 25 25 27 24 20 28 5 24 24 18 23 26 26 22 24 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 90 Tabla 23 Toma de datos del ensayo N° 5 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 21/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 04+000-04+400 HORA DE INICIO 10:12 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 10:45 N° DE ENSAYO 5 KM 04+000 Li: 28 Lf: 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 25 19 30 27 22 23 23 20 23 30 2 25 30 31 20 18 29 23 22 18 23 3 24 23 22 22 26 28 22 24 19 26 4 22 29 24 23 22 24 24 30 21 18 5 20 29 23 24 23 27 21 30 19 13 6 26 31 23 25 26 19 16 29 18 18 7 19 31 35 21 20 23 28 29 19 28 8 23 29 34 26 21 21 20 24 24 20 9 25 25 23 21 21 23 10 23 16 29 10 23 23 22 20 27 26 24 24 24 22 11 26 22 30 21 22 27 31 26 19 32 12 30 23 24 23 19 25 24 25 24 26 13 21 29 26 22 28 23 26 23 21 18 14 35 24 23 23 22 22 31 31 25 18 15 23 25 26 23 26 26 21 23 17 22 16 21 29 22 25 31 24 30 24 20 29 17 22 30 23 23 27 25 22 24 30 31 18 22 28 20 27 29 23 18 19 32 22 19 31 30 25 28 27 21 24 23 18 21 20 27 24 21 25 30 22 24 23 20 16 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 91 Tabla 24 Toma de datos del ensayo N° 6 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 21/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 05+000-05+400 HORA DE INICIO 11:00 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 11:38 N° DE ENSAYO 6 KM 05+000 Li: 26 Lf: 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 16 21 22 19 24 24 32 9 24 26 2 13 20 17 18 18 30 24 14 28 23 3 26 18 20 18 18 22 17 28 28 27 4 22 21 24 20 20 24 26 28 14 26 5 20 23 15 17 17 19 24 30 25 28 6 21 18 20 22 22 29 35 29 25 21 7 19 24 22 20 20 27 18 33 28 18 8 19 21 15 21 21 25 23 25 28 22 9 26 13 27 22 22 26 28 23 23 24 10 25 18 30 22 22 24 27 23 23 22 11 19 22 10 29 29 24 28 22 22 23 12 24 20 21 29 29 24 29 25 23 29 13 27 28 14 23 23 27 30 24 24 20 14 21 29 22 25 25 30 35 23 21 25 15 13 18 18 26 26 24 9 24 27 31 16 20 18 18 25 25 22 26 25 23 24 17 17 17 22 24 24 29 24 26 24 31 18 19 20 19 23 23 32 12 25 28 25 19 18 17 20 26 26 30 29 25 25 31 20 18 21 21 27 27 29 37 24 24 31 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 92 Tabla 25 Toma de datos del ensayo N° 7 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 22/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 06+000-06+400 HORA DE INICIO 10:00 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 10:40 N° DE ENSAYO 7 KM 06+000 Li: 27 Lf: 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 26 23 21 27 22 23 24 19 30 23 2 24 27 24 24 18 29 28 18 23 23 3 24 21 28 22 26 28 28 18 26 22 4 22 24 23 26 22 24 14 20 18 24 5 23 27 24 25 23 27 25 17 13 21 6 25 27 28 22 26 19 25 22 18 16 7 24 24 22 25 20 23 28 20 28 28 8 24 22 29 24 21 21 28 21 20 20 9 28 24 26 23 21 23 23 22 29 10 10 22 24 24 24 27 26 23 22 22 24 11 25 26 26 23 22 27 22 29 32 31 12 26 26 26 21 19 25 23 29 26 24 13 24 22 21 20 28 23 24 23 18 26 14 27 22 26 31 22 22 21 25 18 31 15 25 24 26 29 26 26 27 26 22 21 16 28 26 22 29 31 24 23 25 29 30 17 22 21 24 23 27 25 24 24 31 22 18 24 27 26 19 29 23 28 23 22 18 19 28 25 25 24 27 21 25 26 21 24 20 24 26 23 26 30 22 24 27 16 24 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 93 Tabla 26 Toma de datos del ensayo N° 8 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 22/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 07+000-07+400 HORA DE INICIO 11:00 CARRIL IZQUIERDO HORA DE FINALIZACIÓN 11:35 N° DE ENSAYO 8 KM 07+000 Li: 29 Lf: 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 25 27 24 23 26 26 24 9 21 16 2 21 25 22 22 25 22 18 14 24 13 3 30 20 24 22 31 25 18 28 28 26 4 30 24 22 22 21 26 20 28 23 22 5 25 22 29 23 25 23 17 30 24 20 6 27 22 26 19 25 22 22 29 28 21 7 25 20 14 22 20 18 20 33 22 19 8 33 31 22 21 26 20 21 25 29 19 9 21 20 20 22 24 28 22 23 26 26 10 23 31 20 24 23 22 22 23 24 25 11 26 21 23 30 25 21 29 22 26 19 12 24 25 22 20 23 21 29 25 26 24 13 23 27 23 24 25 24 23 24 21 27 14 33 22 21 21 22 23 25 23 26 21 15 25 27 23 22 20 23 26 24 26 13 16 20 30 34 23 28 22 25 25 22 20 17 24 22 23 21 21 20 24 26 24 17 18 24 27 26 28 21 23 23 25 26 19 19 23 27 23 23 23 22 26 25 25 18 20 21 27 31 22 24 27 27 24 23 18 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 94 Tabla 27 Toma de datos del ensayo N° 9 carril izquierdo método IRI UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENSAYO PARA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD CON MERLÍN NOMBRE DE MÉTODO IRI IZCUCHACA - HUAROCONDO LA VÍA ÍNDICE DE REGULARIDAD INTERNACIONAL FECHA 20/10/2019 EJECUTOR LUIS BRAYAN LANADO HUACAC TRAMO 08+000-08+400 HORA DE INICIO 11:00 CARRIL DERECHO HORA DE FINALIZACIÓN 11:42 N° DE ENSAYO 9 KM 08+000 Li: 27 Lf: 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 15 32 20 26 21 24 26 23 29 21 2 30 30 19 25 21 22 23 28 31 19 3 29 25 27 23 27 26 25 30 20 24 4 29 31 24 26 26 26 22 28 30 30 5 29 30 29 28 24 22 24 29 18 28 6 20 32 18 20 24 27 24 33 31 29 7 29 21 29 23 16 22 27 34 35 29 8 22 34 18 26 21 19 22 33 29 32 9 30 27 29 22 25 21 24 30 27 31 10 31 28 27 27 30 23 22 28 37 26 11 29 32 33 22 25 27 23 32 16 28 12 24 34 28 23 23 21 30 27 19 30 13 32 32 27 22 25 26 27 35 18 29 14 21 32 28 24 24 27 25 32 8 30 15 27 30 24 24 27 25 27 20 33 24 16 27 27 23 26 20 22 25 35 22 29 17 22 34 26 27 26 24 21 37 31 32 18 28 27 23 28 26 25 22 32 20 40 19 27 22 28 29 20 24 25 39 35 38 20 27 17 27 26 18 24 26 35 26 34 Fuente: Elaboración propia, norma AASHTO 95 3.5.2. Procedimiento de recolección de datos con DRON a) Equipos  Dron b) Procedimiento Procedimiento para la obtención de ORTOFOTOS i. Metodología Para la obtención del entregable (ortofoto) se utilizó la metodología de restitución fotogramétrica mediante la obtención de imágenes tomadas mediante Aeronave pilotada Remotamente (RPA), para lo que se utilizó 01 aeronave modelo Phantom 4 pro v.2.0 (obsidian versión), obteniendo vuelos que garanticen la obtención de imágenes de alta resolución (4cm) en la ortofoto. A. Características de la Aeronave Aeronave • Tiempo de vuelo: 18 minutos • Rango de control de hasta 7 Km • Sensor. 1” CMOS píxeles efectivos: 20M. • Velocidad máxima: Modo S: 72 km/h, Modo A: 58 km/h, Modo P: 50 km/h. • Sistemas de posicionamiento: GPS / GLONASS • Reducción de ruido de 4 dB • Puede grabar video en 4 K a 60 fps • Rango de detección de 30 metros • Detección de obstáculos en 5 direcciones Cámara • Sensor: 1 ” CMOS píxeles efectivos: 20M • Lente: FOV 84 ° 8.8 mm / 24 mm (formato equivalente a 35 mm) f / 2.8 – f / 11 enfoque automático a 1 m – ∞ • Rango ISO: Video: 100 – 3200 (Auto) 100 – 6400 (Manual) Foto: 100 – 3200 (Auto) 100 – 12800 (Manual) • Velocidad de obturación mecánica: 8 – 1/2000 seg. • Velocidad de obturador electrónica de 8 – 1/8000 seg. • Max Bitrate de video: 100 Mbps. 96 • Foto: JPEG, DNG (RAW), JPEG + DNG. • Vídeo: MP4 / MOV (AVC / H.264; HEVC / H.265). • Tarjetas SD compatibles: Capacidad Micro SD Max: 128GB Velocidad de escritura ≥15MB / s, clasificación Clase 10 o UHS-1 requerida Control remoto • Frecuencia: 2.400 – 2.483 GHz y 5.725 – 5.850 GHz. • Distancia máxima de transmisión: 2.400 – 2.483 GHz (sin obstrucciones, sin interferencia) FCC: 7 km. CE: 4 km. SRRC: 4 km 5.725 – 5.850 GHz (sin obstrucciones, sin interferencia). FCC: 7 km. CE: 2 km. SRRC: 5 km. • Batería: 6000 mAh LiPo 2S. • Dispositivo móvil: GL300K: Dispositivo de visualización incorporado (pantalla de 5,5 pulgadas, 1920 × 1080, 1000 cd / m2, sistema Android, memoria RAM de 4 GB + 16 GB) GL300L: tabletas y teléfonos inteligentes. Batería • Capacidad de 5870 mAh • Voltaje 15.2 V • Tipo de Batería: LiPo 4S. • Peso neto de 468 gramos • Rango de temperatura de carga: 5 ° a 40 ° C. B. Características del Hardware para restitución Sistema • Procesador: AMD Ryzen 7 3800X 8Core – Procesador 3.90GHz • Memoria RAM: 32.0 GB • Tipo de Sistema: Sistema 64 Bits, procesador x 64 • Lápiz y entrada Táctil: Compatibilidad con entrada Manuscrita (Tableta digitalizadora HUION P1060Pro+ C. Características del Software para captura de imágenes Map Pilot (IOS 12.0) • Gestión de varias baterías • Selección manual del punto de reinicio 97 • FlightSync to Maps simplificado • Sincronización de misión y límites con mapas simplificada • Gestión de la zona de vuelo • Definición del punto de reinicio manual • Autorizaciones de LAANC a través de AirMap • Modos automáticos, prioridad de apertura / obturador y exposición manual • Almacenamiento en caché de mapas base para operaciones sin conexión • Disparo de cámara sin conexión • Marcadores y datos de mapas externos a través de MapBox • Pantalla de huella de imagen consciente del terreno • Conocimiento del terreno con capacidad total sin conexión (IAP) • Planificación de misión lineal de múltiples pasadas (IAP) • Importación de datos de terreno personalizados • •Planificación de misión de cuadrícula 3D • Coordinación de varios vuelos • Punto de inicio móvil para rastrear al piloto (IAP) • Guardar / editar misiones • Refly Saved Missions • Ver registros 3D en el dispositivo con Google Earth • Importar KML por correo electrónico o AirDrop • Exportar KML, archivos de registro y archivos de vuelos por correo electrónico o AirDrop • Revisión del registro de vuelo • Simulador integrado para pruebas • Carga de AirData desde el Administrador de archivos de registro • Imágenes RAW disponibles mediante compra en la aplicación • El uso más completo posible de cada batería • Disparo de cámara apropiado • Gestión de superposiciones • Gestión de velocidad • Despegue y aterrizaje automático 98 • Vista previa de video en vivo (grandes y pequeños) • Advertencia de calidad de la señal • Indicador de línea de visión • Captura automáticamente la imagen de referencia de elevación (imagen del suelo) • Asistencia de aterrizaje natural • Vista de mapa en vivo D. Características del Software para restitución de imágenes Agisoft Metashape (Windows 10) Dentro de los procesos que podemos ejecutar mediante este software son: Triangulación fotogramétrica • Procesamiento de diversos tipos de imágenes: aéreas (nadir, oblicuas) y de corto alcance. Nube de puntos densos: edición y clasificación • Elaborar la edición del modelo para obtener resultados precisos. Clasificación de puntos para personalizar la reconstrucción de la geometría. Exportación en formato LAS. Modelo de elevación digital: exportación DSM / DTM • Superficie digital y / o modelo de terreno digital, según el proyecto. Georreferenciación basada en metadatos / registro de vuelo EXIF: datos de GPS / GCP. Soporte de sistemas de coordenadas de registro EPSG: WGS84, UTM, etc. Exportación ortomosaico georeferenciado • Ortomosaico georeferenciado: el formato GeoTIFF más compatible con GIS; Archivo .KML para ubicarse en Google Earth. Exportación en bloques para grandes proyectos. Corrección de color para una textura homogénea. Medidas: distancias, áreas, volúmenes. Herramientas incorporadas para medir distancias, áreas y volúmenes. • Para realizar un análisis métrico más sofisticado, los productos Metashape se pueden transferir sin problemas a herramientas externas gracias a una variedad de formatos de exportación. 99 Puntos de control de tierra: topografía de alta precisión • Importación de GCPs para controlar la exactitud de los resultados. Detección automática de objetivos codificados / no codificados para una entrada rápida de GCP. • Esta información puede ser proporcionada por el uso de módulo RTK o mediante trabajo PPK. ii. Descripción de la actividad Se realizó la verificación de información por parte del Usuario para programar el plan de trabajo a realizar en campo: 1. Fase de pre campo Identificación del área de trabajo – Se identificó la ruta de Huarocondo a izcuchaca para revisar la distancia que abarca, adicional de las interferencias pertinentes en la ruta. Figura 31 Identificación de área de campo Fuente: Elaboración propia. 100 Para la planificación del vuelo, utilizando el software map pilot en IOS, obteniendo los tiempos de vuelo para la programación de vuelos en la ruta. 2. Fase de campo Informe de Salida de campo Para las actividades realizadas en campo se dispuso la salida de la ciudad del cusco el domingo 8 de marzo del 2020 a las 07:00 horas, para comenzar el trabajo alrededor de las 09:30 horas desde Huarocondo. Figura 32 Proceso de levantamiento de datos Fuente: Elaboración propia. • Se realizó la inspección de la ruta para identificar interferencias al momento del vuelo Se comenzó con las configuraciones de seguridad del RPA Del Control de vuelo a) Altitud de retorno al Home: 40 m b) Altitud Máxima: 40 m c) Distancia límite horizontal: 5000 m d) Calibración de IMU De los sensores de Obstáculos a) Activación de los sensores de obstáculos Del Control Stick a) Modo 2 101 Una vez configurado los controles de vuelo, se comenzó con las configuraciones de Misiones teniendo las siguientes Bitacoras: o Bitácora 1 (Misión Huarocondo 1)  Ubicación inicio de vuelo (Home) 19S - E: 802762.97 N: 8513884.72 3334 m.s.n.m.  Altura de Vuelo: 40 m sobre el home  Longitud de Vuelo: 2594 m.  Puntos marcados o Waypoints: 25 pts  Tiempo de vuelo: 12m 57s  Fotos tomadas: 315  K-index para ese día: Tormenta Geomagnética en un rango de 3 para esas horas (verde)  Hora de inicio de tomas: 09:42 horas Figura 33 Bitácora 1 Fuente: Elaboración propia. o Bitácora 2 (Misión Huarocondo 2)  Ubicación inicio de vuelo (Home) 18S - E: 802429.97 N: 8511374.08 3319 m.s.n.m.  Altura de Vuelo: 35 m sobre el home  Longitud de vuelo: 3542 m.  Puntos marcados o Waypoints: 31 pts  Tiempo de vuelo: 18m 40s 102  Fotos tomadas: 329  K-index para ese dia: Tormenta Geomagnética en un rango de 3 para esas horas (verde)  Hora de inicio de tomas: 10:40 horas Figura 34 Bitácora 2 Fuente: Elaboración propia. o Bitácora 3 (Misión Huarocondo3)  Ubicación inicio de vuelo (Home) 18S - E: 805902.35 N: 8510930.35 3328 m.s.n.m.  Altura de Vuelo: 38 m sobre el home  Longitud de vuelo: 3190 m.  Puntos marcados o Waypoints: 24 pts  Tiempo de vuelo: 16m 20s  Fotos tomadas: 354  K-index para ese dia: Tormenta Geomagnética en un rango de 3 para esas horas (verde)  Hora de inicio de tomas: 11:30 horas 103 Figura 35 Bitácora 3 Fuente: Elaboración propia. o Bitácora 4 (Misión Huarocondo 4)  Ubicación inicio de vuelo (Home) 19S - E: 806788.69 N: 8510507.32 3340 m.s.n.m.  Altura de Vuelo: 38 m sobre el home  Longitud de vuelo: 1813 m.  Puntos marcados o Waypoints: 15 pts  Tiempo de vuelo: 13m 59s  Fotos tomadas: 314  K-index para ese dia: Tormenta Geomagnética en un rango de 3 para esas horas (verde)  Hora de inicio de tomas: 12:18 horas 104 Figura 36 Bitácora 4 Fuente: Elaboración propia. Se retornó a la ciudad del cusco para el respectivo procesamiento de información. 3. Fase de gabinete Se realizó el procesamiento de las imágenes utilizando el software Agisoft Metashape, para los 04 vuelos, utilizando el siguiente proceso: a) Obtención de la ubicación y alineamiento de cámaras (Nube de puntos densa) b) Obtención de la nube de puntos densa c) Obtención del Modelo digital de elevación (MDT) d) Obtención del Ortomosaico e) Exportación de resultados Los procesos se realizaron utilizando procesos de selección y corrección de distorsiones que pudieron haberse encontrado por factores de humedad del aire, precipitación, o desenfoque de cámara, asegurando la limpieza de los resultados obtenidos en la exportación final. iii. Resultados 1.- Modelo digital de elevación Se obtuvo 01 archivo del Modelo Digital del terreno, con las siguientes características: Nombre DEM 01 SRC EPSG:32718 - WGS 84 / UTM zone 18S - Proyectado Unidad metros TAMAÑO PIXELES 105 X 398030 Y 338397 Tipo de datos Float32 - Número de coma flotante de 32 bits Descripción del controlador de GDAL GTiff Metadatos del controlador de GDAL GeoTIFF Compresión LZW Banda 1 STATISTICS_APPROXIMATE=YES STATISTICS_MAXIMUM=5508.5307617188 STATISTICS_MEAN=5358.3930603399 STATISTICS_MINIMUM=5176.87109375 STATISTICS_STDDEV=89.344360317706 STATISTICS_VALID_PERCENT=47.2 Dimensiones X: 398030 Y: 338397 Bandas: 1 Tamaño de píxel 0.05000000000000105055,-0.05000000000000705269 DEM 01: Figura 37 DEM 1 Fuente: Elaboración propia. 106 2.- Ortomosaico Se obtuvo 01 Ortomosaico, con las siguientes características: Nombre ORTOFOTO 01 SRC EPSG:32718 - WGS 84 / UTM zone 18S - Proyectado Unidad metros TAMAÑO PIXELES X 398031 Y 338398 Tipo de datos Byte - Entero natural de 8 bits Descripción del controlador de GDAL GTiff Metadatos del controlador de GDAL GeoTIFF Compresión LZW Banda 1 STATISTICS_APPROXIMATE=YES STATISTICS_MAXIMUM=240 STATISTICS_MEAN=95.103680061899 STATISTICS_MINIMUM=0 STATISTICS_STDDEV=88.30980703176 STATISTICS_VALID_PERCENT=100 Banda 2 STATISTICS_APPROXIMATE=YES STATISTICS_MAXIMUM=235 STATISTICS_MEAN=95.466826248851 STATISTICS_MINIMUM=0 STATISTICS_STDDEV=88.489538768895 STATISTICS_VALID_PERCENT=100 Banda 3 STATISTICS_APPROXIMATE=YES STATISTICS_MAXIMUM=236 STATISTICS_MEAN=96.428453987137 107 STATISTICS_MINIMUM=0 STATISTICS_STDDEV=89.130813661094 STATISTICS_VALID_PERCENT=100 Banda 4 Más información AREA_OR_POINT=Area Dimensiones X: 45593 Y: 38185 Bandas: 4 Tamaño de píxel 0.03999999999999995226,-0.04000000000000193678 Ortofoto 01: Figura 38 Ortomosaico Fuente: Elaboración propia. 108 3.- Del Procesamiento Calidad de Cámara Número de imágenes: 1,312 Posiciones de cámara: 1,272 Altitud media de vuelo: 58.6 m Puntos de enlace: 372,121 Resolución en terreno: 1.06 cm/pix Proyecciones: 1,130,460 Superficie cubierta: 0.9 km^2 Error de Re proyección: 0.956 pix Modelo de cámara Resolución Distancia focal Tamaño de píxel Precalibrada FC 6310 (8.8 mm) 5472 x 3648 8.8 mm 2.41 x 2.41 micras SI 109 Calibración de Imágenes FC6310 (8.8 mm) 1272 imágenes Resolución Dinstancia focal Tamaño de píxel Precalibrada 5472 x 3648 8.8 mm 2.41 x 2.41 micras Si Valor Error F Cx Cy B1 B2 K1 P1 P2 P3 K2 -0.0567256 K3 0.0792593 K4 -0.0302385 P4 -0.111399 F 3631.02 0.87 1.00 0.50 -0.20 0.12 -0.06 -0.10 0.56 0.03 -0.03 Cx 209.494 0.49 1.00 -0.15 0.28 0.01 0.06 0.76 0.04 0.56 Cy -27.4012 0.58 1.00 -0.54 0.40 0.04 -0.17 -0.11 -0.02 B1 7.09022 0.16 1.00 -0.18 -0.08 0.23 -0.08 0.09 B2 -1.08359 0.14 1.00 -0.15 -0.21 -0.13 -0.15 K1 0.00907452 1.1e- 1.00 0.27 -0.14 0.52 05 P1 0.0166303 4.2e- 1.00 0.05 0.65 05 P2 -0.000510239 2.7e- 1.00 0.05 06 P3 -0.0814779 0.0005 1.00 2 110 Posición de Cámaras Figura 39 Posición de cámaras Fuente: Elaboración propia. Posiciones de cámaras y estimaciones de errores. E l color indica el error en Z mientras el tamaño y forma de la elipse representan el error en X Y. Posiciones estimadas de las cámaras se indican con los puntos negros. Error en X (cm) Error en Y(cm) XY error (cm) Error en Z(cm) Error compuesto 0.287493 0.717054 0.77254 0.252958 0.8129 Parámetros de procesamiento Generales Cámaras 1312 Cámaras orientadas 1272 Sistema de coordenadas WGS 84 / UTMzone 18S (EPSG::32718) 111 Nube de puntos Puntos 372,121 de 402,110 RMS error de Re proyección 0.137383 (2.17093 pix) Error de Re proyección máximo 0.414754 (42.1003 pix) Tamaño promedio de puntos característicos 14.8331 pix Superposición efectiva 3.0626 Parámetros de orientación Precisión Máxima Pre-procesar emparejamiento de imágenes Referencia Puntos claves por foto 40,000 Puntos de enlace por foto 1,000 Restricción de máscara activa No Tiempo búsqueda de puntos homólogos 2 horas 15 minutos Tiempo de orientación 16 horas 35 minutos Nube de puntos densa Puntos 17,820,561 Parámetros de reconstrucción Calidad Medio Filtrado de profundidad Agresivo Duración del procesamiento 8 horas 51 minutoss Modelo Caras 143,499 Vértices 81,381 Parámetros de reconstrucción f, b1, b2, cx, cy, k1, p1-p3 Tipo de superficie Bajorrelieve / terreno Moderado Número de caras 200,000 Duración del procesamiento 9 horas 15 minutos DEM Tamaño 45,594 x 38,186 Sistema de coordenadas WGS 84 / UTMzone 18S (EPSG::32718) 112 Parámetros de reconstrucción Datos fuente Malla Interpolación Habilitada Duración del procesamiento 40 minutos 30 segundos Ortomosaico Tamaño 398,031 x 338,398 Sistema de coordenadas WGS 84 / UTMzone 18S (EPSG::32718) Canales 3, uint8 Modo de mezcla Mosaico Parámetros de reconstrucción Superficie Malla Permitir la corrección de color No Duración del procesamiento 1 hora 45 minutos Software Versión 1.2.5 build 2594 Plataforma Windows 64 bit Los tamaños de pixel solicitados de 4x4cm, son distorsionados por la corrección geométrica de la UTM WGS84-18s, debido a que la medida planar para la revisión del os atributos fue asignada en este datum. 113 Procedimiento para la determinación de Fallas i. Se selecciona el área de la unidad de muestreo, la misma que según la tabla N° 5 “tamaño de la muestra” el cual considera que para un pavimento flexible el tamaño de muestra y se eligió 600 m2, valor que será utilizado en la evaluación, es decir la unidad de muestra tendrá una longitud de 100 m y un ancho de 6.00 m. ii. Como siguiente paso se determinó el número mínimo de unidades de muestro a ser evaluadas “n”, cuyos resultados para la vía son los siguientes: Teniendo los datos:  Longitud total = 8245 m  Ancho de sección (carril) = 6 m  Área total de la vía = L *A = 8245*6 = 49470 m2 Tamaño de la muestra elegida según tabla 5: 600 m2 Calculo del número de muestras totales (N): N = A /tamaño de la muestra N= 8245/600 N = 82 Para el cálculo del número mínimo de unidades de muestra a evaluar se utilizó la ecuación 1 N: Número total de unidades de muestra = 83 s: Desviación estándar = 10 (se asume una desviación estándar (s) del PCI de 10 para pavimento asfáltico) e: error admisible =5 %, ya que la ecuación la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con una confiabilidad del 95%. 82 ∗ 102 𝑛 = 52 ( 4 (82 − 1)) + 10 2 𝑛 = 12 El número mínimo de unidades de muestreo resultantes a evaluar fue de 12 unidades. 114 Tabla 28 Determinación de muestreo para evaluar la vía UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL DETERMINACION DE MUESTREO PARA EVALUAR VIA (PCI) Nombre de la via : IZCUCHACA-HUAROCONDO Longitud total : 8245 m. Ancho de la seccion : 6.00 m. Area total de la via : 49470m2. Tamaño de muestra elegido : 600 m2. Numero de muestras : 83 Numero minimo de muestras N: 83 s: 10% n=12 e: 5% Fuente: Elaboración propia iii. Se selecciona las unidades de muestra a inspeccionar, las cuales se recomienda que deben estar igualmente espaciada, se utiliza la siguiente ecuacion i= N/n i = 83/12 i = 6.91 => i = 7 (se redondea al número entero inferior) 115 Por lo tanto, la selección de estas unidades se dio de la siguiente manera: la primera fue de manera aleatoria y las demás fueron delimitadas cada 700 ml, cada unidad de muestra de 600 m2 con L =100 m hasta llegar a los 08+245 km. iv. Teniendo el área escogida de 600 m2, el número de muestras y la delimitación, se empieza a hallar las fallas del pavimento, para ello primero se dividió los ortofotos por kilómetro en formato JP2 y posteriormente abrir el archivo en el programa CIVIL 3D Figura 40 Ortofoto de la zona de estudio por kilometro Fuente: Elaboración propia, (CIVIL 3D, 2019) v. Se trazó el eje de vía con el fin de ubicar nuestras unidades de muestra, después se graficó y se halló el área de las fallas del pavimento, para ello se utilizó el programa CIVIL 3D Figura 41 Determinación del área de fallas Fuente: Elaboración propia, (CIVIL 3D, 2019) 116 Como último paso se inspecciona individualmente cada unidad de muestra seleccionada de 600 m2, usando los formatos de recolección de datos, se registra el tipo de falla y la extensión de la misma, también se registra el grado de severidad en la que se encuentran, los daños pueden medirse en área, metro lineal o número según sea el tipo y el método de medición se encuentra incluido en la descripción de cada falla. El parámetro considerado en la Toma de datos en campo está acorde a la metodología de evaluación seleccionada, estos parámetros son: Tipo De Falla: considerando 19 tipos de según la metodología de evaluación del PCI. La severidad o nivel de daño: considerando tres niveles de daño (baja, media o alta) dependiendo del ancho de la grieta, elevación o profundidad de la falla, disgregación del material, o efecto sobre la calidad de rodaje. La densidad: se refiere al área que abarca la falla registrada, esta puede estar dada dependiendo del tipo en número de fallas, metros lineales, o metros cuadrados. c) Toma de datos Se registraron un total de 12 unidades de muestreo en toda la vía de Izcuchaca-Huarocondo, a continuación, las muestras: 117 Tabla 29 Toma de datos para el PCI Muestra N°1 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 1 PROGRESIVA 0+000-0+100 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 19 H( HIGH) 16.57 13 H( HIGH) 1.00 0.75 3 L (LOW) 165.82 181.04 1 M (MEDIUM) 3.16 11.12 2 H( HIGH) 39.79 18 H( HIGH) 6.00 5.80 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 118 Tabla 30 Toma de datos para el PCI Muestra N°2 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 2 PROGRESIVA 0+800-0+900 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) M MEDIO (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 1 M (MEDIUM) 10.90 14 M (MEDIUM) 13.72 15.69 9.42 7 L (LOW) 42.97 10 L (LOW) 6.95 1.46 0.72 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 119 Tabla 31 Toma de datos para el PCI Muestra N°3 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 3 PROGRESIVA 1+600-1+700 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 13 M (MEDIUM) 0.43 0.16 0.26 0.10 0.48 0.36 11 L (LOW) 0.56 2.82 0.98 0.98 0.82 1.64 2.63 11 L (LOW) 0.62 0.75 1.18 1 L (LOW) 3.21 3.70 1.45 4.78 3.26 13.67 12.28 1 M (MEDIUM) 4.67 10.34 18 M (MEDIUM) 0.40 2.61 14 L (LOW) 29.90 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 120 Tabla 32 Toma de datos para el PCI Muestra N°4 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 4 PROGRESIVA 2+400-2+500 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 18 H( HIGH) 13.14 11 L (LOW) 1.84 1.11 2.46 6.80 3 L (LOW) 75.52 1 M (MEDIUM) 140.63 41.10 1 L (LOW) 58.50 13.62 9.05 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 121 Tabla 33 Toma de datos para el PCI Muestra N°5 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 5 PROGRESIVA 3+000-3+100 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 3 L (LOW) 333.11 18 M (MEDIUM) 0.83 3.37 0.70 0.33 0.21 10 M (MEDIUM) 9.79 1.70 1.20 5.33 7.57 0.80 9.88 10 M (MEDIUM) 1.27 5.80 1.67 29.53 1.05 1.10 1.17 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 122 Tabla 34 Toma de datos para el PCI Muestra N°6 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 6 PROGRESIVA 3+800-3+900 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 18 H( HIGH) 132.39 3.00 6.54 1.33 5.05 7.00 1 M (MEDIUM) 4.16 22.91 3.50 0.73 1.57 2.75 44.14 1 M (MEDIUM) 2.57 1.57 7.23 3.33 14.75 3.29 3 L (LOW) 3.48 12.73 41.66 71.59 44.95 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 123 Tabla 35 Toma de datos para el PCI Muestra N°7 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE CONDICÍON METODO PCI DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 7 PROGRESIVA 4+700-4+800 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 3 L (LOW) 154.11 1 M (MEDIUM) 3.28 18.78 18.89 1.79 1.37 11 L (LOW) 1.80 2.34 13 M (MEDIUM) 1.00 18 M (MEDIUM) 2.00 7 M (MEDIUM) 35.64 10 L (LOW) 6.44 10.52 74.54 1.90 0.75 1.68 2.48 10 L (LOW) 1.61 1.16 2.34 1.54 1.49 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 124 Tabla 36 Toma de datos para el PCI Muestra N°8 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 8 PROGRESIVA 5+100-5+200 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 18 H( HIGH) 10.95 30.34 5.22 3.26 1.55 1.20 18.03 3 L (LOW) 83.44 1 L (LOW) 11.13 7.57 67.64 36.29 117.28 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 125 Tabla 37 Toma de datos para el PCI Muestra N°9 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 9 PROGRESIVA 6+000-6+100 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 18 H( HIGH) 15.34 0.90 2 L (LOW) 17.41 1 M (MEDIUM) 28.22 11.27 3 L (LOW) 144.74 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 126 Tabla 38 Toma de datos para el PCI Muestra N°10 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 10 PROGRESIVA 6+600-6+700 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 13 M (MEDIUM) 0.97 0.23 1.00 1 M (MEDIUM) 21.15 3.59 6.47 5.85 10 H( HIGH) 7.25 2.14 3 L (LOW) 71.05 190.70 38.91 23.29 45.29 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 127 Tabla 39 Toma de datos para el PCI Muestra N°11 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 11 PROGRESIVA 7+300-7+400 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 3 M (MEDIUM) 363.74 39.63 2 M (MEDIUM) 26.53 6.67 14 M (MEDIUM) 3.45 3.33 6.73 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 128 Tabla 40 Toma de datos para el PCI Muestra N°12 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL HOJA DE REGISTRO DE LA UNIDAD DE MUESTRA TESIS: "DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD E ÍNDICE DE METODO PCI CONDICÍON DEL PAVIMENTO DE LA RUTA CU-100 TRAMO IZCUCHACA- INDICE DE CONDICION DEL PAVIMENTO EN VIAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE HUAROCONDO,UTILIZANDO EL RUGOSIMETRO DE MERLÍN Y DRON" EJECUTORES LUIS BRAYAN LANADO HUACAC NOMBRE DE LA VIA IZCUCHACA - HUAROCONDO UNIDAD DE MUESTRA 12 PROGRESIVA 7+800-7+900 AREA 600 m2 SEVERIDAD DE FALLAS ALTO H( HIGH) MEDIO M (MEDIUM) BAJO L (LOW) FALLA SEVERIDAD CANTIDAD TOTAL DENSIDAD VALOR DEDUCIDO 3 M (MEDIUM) 51.49 27.26 34.00 49.85 1 M (MEDIUM) 3.48 13 M (MEDIUM) 1.00 1.00 Fuente: Elaboración propia, Norma ASTM D6433 129 3.6. Procedimiento de análisis de datos 3.6.1. Procedimiento de análisis de datos del PSI a) Procesamiento y cálculos A parir de los datos obtenidos en los ensayos de rugosidad, se buscó cuantificar el grado de irregularidad longitudinal del pavimento expresándolo a través de un parámetro denominado “D” el cual fue calculado mediante métodos estadísticos por medio del uso de un histograma de distribución de frecuencias. A continuación, se detalla el procedimiento usado para el cálculo del parámetro D. i. De las 200 mediciones realizadas, contar cuantas veces se repiten los valores del casillero de cada formato de campo. Tabla 41 Repeticiones de los valores del casillero N° Rep. N° Rep. N° Rep. N° Rep. N° Rep. 1 0 11 0 21 9 31 6 41 0 2 0 12 0 22 15 32 11 42 0 3 0 13 0 23 10 33 4 43 0 4 0 14 0 24 17 34 5 44 0 5 0 15 1 25 11 35 5 45 0 6 0 16 2 26 16 36 0 46 0 7 0 17 1 27 23 37 2 47 0 8 1 18 5 28 12 38 1 48 0 9 0 19 4 29 16 39 1 49 0 10 0 20 8 30 13 40 1 50 0 Fuente: Elaboración propia. ii. La dispersión de los datos obtenidos con el Merlín se analiza calculando la distribución de frecuencias de las lecturas o posiciones adoptadas por el puntero, la cual se expresa en forma de histograma. Figura 42 Histograma de distribución de frecuencias Fuente: Elaboración propia. 130 iii. Posteriormente se establece el rango D de los valores agrupados en intervalos de frecuencia luego de descartarse el 10% de datos que corresponden a posiciones erradas o poco representativas. En el análisis se eliminan el 5% (10 datos) del extremo inferior del histograma y 5% (10 datos) del extremo superior del histograma Figura 43 Histograma con datos eliminados Fuente: Elaboración propia iv. Efectuado el descarte de datos, se calcula el “ancho del histograma” en unidades de la escala, considerando las fracciones que pudiesen resultar como consecuencia del descarte de datos, el rango D se debe expresar en milímetros, este se obtuvo multiplicando el número de unidades calculado por el valor que tiene cada unidad en milímetros en este caso fue multiplicado por 5. Para el caso de la figura 39 el Rango D en unidades de merlín viene a ser: Rango D = 17 Y el Rango D expresado en milímetros seria: Rango D = 17 * 5 mm Rango D = 85 mm v. Este valor de “D” fue corregido, para lo cual previamente se calculó el factor de calibración propio del equipo utilizado mediante la siguiente ecuación: 131 Donde: EP: Espesor de la pastilla LI: Posición inicial del puntero LF: Posición final del puntero Por ejemplo: Si la posición inicial del puntero fue 27 y la final fue 18 y como dato tenemos que el valor del espesor de la pastilla es de 4.90 mm, entonces el Factor de Corrección será: 𝐹. 𝐶.= (4.90 ∗ 10)/((27 − 18) ∗ 5) = 1.09 Para el valor “D” corregido también se consideró la variación de relación de brazos que para el caso de nuestro estudio fue de 1 a 10 ya que el patín móvil está ubicada a 10 cm del punto de pivote. De esta manera el cálculo de D corregido se obtuvo de la siguiente ecuación Donde: D: Rango D en mm F.C: Factor de corrección R.B: Relación de Brazos Para el caso de nuestro ejemplo el rango D corregido seria: D corregido = 85 mm* 1.09 *1 D corregido = 92.56 mm Al efectuar la ecuación 16 el valor D corregido estará dado en Unidades Merlín vi. Como sexto paso este valor D corregido fue introducido en una ecuación específica para así poder determinar el Índice de Rugosidad Internacional. Las ecuaciones utilizadas fueron: Cuando 2.4 < IRI < 15.9 ó D ≥ 50 mm; 𝐼𝑅𝐼=0.593+0.0471 𝐷 Cuando IRI < 2.4 ó D < 50 mm; 𝐼𝑅𝐼=0.0485 𝐷 132 vii. Calculo del PSI: Para determinar el PSI de la vía de estudio, se utilizará la siguiente relación: Dónde: PSI: Índice de Serviciabilidad del Pavimento IRI: Índice de Rugosidad Internacional b) Diagramas y tablas Para la interpretación del cálculo del IRI se utilizará la siguiente Tabla: Tabla 42 estado vial según rugosidad PAVIMENTADAS ESTADO RUGOSIDAD BUENO 0