Optimización, pruebas y validación de un rugosímetro electrónico tipo Merlin para evaluación funcional de pavimentos

Abstract

La presente tesis consiste en la Calibración, Optimización y Pruebas de un Rugosímetro Electrónico tipo Merlín con el objetivo de mejorar el rendimiento, automatizar la recopilación de datos y sistematizar el cálculo, manteniendo el principio de operación del Merlín. El Rugosímetro Electrónico tipo Merlín presenta cambios en su estructura física comparado con el Rugosímetro Merlín, como la sustitución del patín fijo trasero por una llanta, la del patín móvil central por una rueda con libertad de movimiento vertical, un sensor de desplazamiento vertical y un adquisidor de datos. Estos cambios agilizan la medición del Índice de Rugosidad Internacional (IRI), pero plantea la cuestión de su precisión comparada con el método clásico. En el proceso de calibración, optimización y pruebas se ajustó el algoritmo para procesar del cálculo del IRI después de 200 lecturas, se ajustó para que procese de forma continua más de un tramo de medición, se ha realizado cambios en la pantalla para mostrar mayor información, se han incluido mayor configuración para obtener la doble lectura de puntos, para una relación de brazos de 1:10 y 1:5 simultáneamente, debido a la automatización de los registros de los lecturas se puede obtener un IRI a diferentes longitudes. Los resultados obtenidos en las pistas de prueba validan que la innovación realizada al Merlín ha mejorado sustancialmente su rendimiento de 20 a 2 minutos en promedio. El Rugosímetro Electrónico tipo Merlín mostró mayor repetitividad que el Rugosímetro clásico en varias pistas. En conclusión, el Rugosímetro Electrónico tipo Merlín es una opción de bajo costo para evaluar pavimentos en contratos viales y controlar obras de carreteras de diferentes longitudes.

The present publication is about an innovative modification in the Merlin Road Roughness Machine with the objective of improving the performance, automating the data collection process and systematizing the calculation procedure. Having as a basic guideline, the maintenance of Merlin’s operating principle. The three important changes in the physical structure of the machine have been the replacement of the fixed rear foot by a wheel, the probe by a wheel that can move vertically and a vertical displacement sensor capable of measuring deviations, and the incorporation of a data logger with internal memory in replacement of a chart. These modifications have enabled a new approach to data measurement, raising the machine by the handles, turning the wheel, stabilizing the machine, waiting for its stabilization of the probe, reading the data and dictating the readings to another operator. With the Innovative Merlin Road Roughness Machine, the operator can wheel by the handles, the central wheel can move vertically and the piston rod of the vertical motion sensor can read continuously the deviations. The data logger records every time the movable sensors are in contact with the fixed sensor. This process is repeated until the 200 readings are completed. Then, the estimate of IRI is produced by an algorithm and it appears in the upper right screen of the data logger. An algorithm has been incorporated in the data logger for the processing of the estimate of IRI. It has allowed to have the estimate of IRI immediately after taking the 200 readings. The results obtained in the test section prove that the innovation made to the Merlin Road Roughness Machine has substantially improved its performance from 20 minutes to 2 minutes on average. The repeatability of the Innovative Merlin Road Roughness Machine is better than the Classic Merlin, because the length of the test section has been reduced from 400 meters to 100 meters long.