En mi artículo anterior sobre tecnologías de ensayos no destructivos para pavimentos, destaqué la importancia de dichas tecnologías durante y después de la construcción de carreteras. Los ingenieros y técnicos confían más en los métodos de pruebas no destructivas (NDT, por sus siglas en inglés) para evaluar las características, la calidad y el rendimiento de los materiales utilizados en la construcción de las diferentes capas del sistema de pavimento porque es una técnica muy valiosa que puede ahorrar dinero y tiempo en la evaluación e investigación de las diferentes capas y materiales de pavimento. Las decisiones relacionadas con el control y la garantía de la calidad del pavimento se basan tradicionalmente en métodos de muestreo destructivos de cobertura limitada, como la extracción de muestras o testigos, que representan significativamente menos del 1% del pavimento en servicio.
Debido a que la prueba NDT no alteran permanentemente el área que se inspecciona, la realización de la prueba no es destructiva por naturaleza. Esto ayuda a reducir cualquier aumento de costo y tiempo necesario para evaluar materiales in situ debido a una alteración de los materiales o capas de pavimento ensayadas y, por lo tanto, no es necesaria la corrección del posible daño causado para mantener la integridad del pavimento diseñado.
Una de las tecnologías no destructivas que están siendo evaluadas actualmente por varios departamentos de transporte estatales es el sistema de perfiles de densidad (DPS, por sus siglas en inglés). Los sistemas de perfiles de densidad están emergiendo como una herramienta que se puede utilizar para la evaluación continua de la calidad de compactación del pavimento asfáltico mediante la medición de la constante dieléctrica del pavimento. El DPS investiga el control de calidad de la compactación del pavimento asfáltico mediante el uso de instrumentos y sensores para recopilar información sobre las propiedades dieléctricas de los materiales de las capas del pavimento sin causar daños. Las constantes dieléctricas, también conocidas como permitividad dieléctrica relativa, se miden en una escala de 1 a 81, donde 1 es la constante dieléctrica del aire a través del cual las ondas de radar viajan más rápido y 81 la constante del agua por la cual las ondas del radar viajan más lento.
El DPS mide el perfil dieléctrico de los pavimentos utilizando un radar de penetración de suelo (GPR, por sus siglas en inglés) que se puede relacionar con la densidad del pavimento de asfalto colocado. Mediante el uso de la tecnología GPR, el DPS puede medir la calidad de la compactación del asfalto de forma continua. El sistema DPS informa la constante dieléctrica de la superficie del asfalto, que está fuertemente correlacionada con el contenido de vacíos de aire del asfalto y que luego se puede usar para estimar la densidad de una muestra o área de pavimento determinada. A medida que disminuye la constante dieléctrica, aumenta el contenido de vacíos de aires o huecos. Se sabe que un mayor contenido de vacíos de aire en el pavimento corresponde a una mayor incidencia de deterioro del pavimento que afecta negativamente el rendimiento a largo plazo y la durabilidad del pavimento asfáltico.
Dado que se ha demostrado que el rendimiento de los pavimentos flexibles depende en gran medida del contenido de vacíos de aire de la mezcla compactada, la importancia y el valor de tener un método no destructivo de este tipo es que puede recopilar información de la densidad en un área amplia y también puede proporcionar información sobre el comportamiento mecánico y, por lo tanto, el rendimiento del pavimento investigado.
La ventaja de este procedimiento es que tiene el potencial de reducir el tiempo requerido y los procedimientos de extracción de testigos utilizados para evaluar la calidad de un pavimento colocado al tiempo que mejora la cobertura de los datos que se recopilan. Se ha demostrado que el análisis de los datos generados con el DPS puede ayudar a identificar regiones en las que los rodillos de compactación tuvieron un rendimiento inferior y potencialmente indicar secciones que pueden ser problemáticas en el futuro. Con el DPS, los contratistas pueden ajustar activamente sus técnicas de compactación y determinar si hubo un error que debe corregirse o una decisión que resultó en una peor compactación.
Para obtener más información sobre el DPS, comuníquese con Kyle Hoegh, Ph.D., P.E., al correo electrónico [email protected]
About the Author:
Dr. Emil G. Bautista, PE is a Civil Engineer with over 10 years of experience in research construction materials with a special interest dealing with highways design and construction and the use of sustainable materials such as Recycled Asphalt Pavement (RAP) and Coal Combustion Products (CCP) in pavement structures. He is currently working as one of MnROAD Project Engineers for the Department of Transportation of Minnesota (MnDOT). He is responsible for working on contracted research with major pavement research partnerships that MnDOT is leading or participating in. These research efforts include many research partners national, regional, and Minnesota research efforts going on in MnDOT’s Road Research Section at the Maplewood Lab. These partnerships include the current National Road Research Alliance (NRRA), National Center of Asphalt Technologies (NCAT), Minnesota DOT, and the Minnesota Local Road Research Board (LRRB) and new partnerships in the future. He provides support to research contracts with NCAT related to asphalt mix and pavement preservation and takes an active role in the leadership and support of these initiatives. He also provides an expert level of knowledge on concrete/asphalt mixtures, performance testing, construction, and pavement performance as it relates to the research efforts going on with each partnership that typically relates to the MnROAD research facility and assist in the review of MnROAD database, providing input on future development and implementation of data quality checks to insure the data being shared with research partners is of the research quality expected from the MnROAD facility.
I hope you enjoyed this week’s post by guest author Dr. Emil G. Bautista, PE. If you’re interested in your firm possibly joining the Civil Engineering Collective, please contact us here or call us at 800-920-4007.
I hope you’ll join us.
Anthony Fasano, P.E.
Engineering Management Institute
Author of Engineer Your Own Success
