Perfilómetro Laser para Medición de Perfil Transversal y Cálculo del Ahuellamiento de Pavimentos en Tiempo Real

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"Usar la plataforma de hardware modular NI PXI y el software de desarrollo gráfico NI LabVIEW, nos permitió desarrollar un perfilómetro de alto rendimiento que cumple con la metodología adecuada, otorga fiabilidad y consistencia a los resultados."

- Willians R. Mertz Villa, HOB Consultores SA

The Challenge:
Mejorar el proceso de relevamiento de información para evaluar la condición superficial, el perfil transversal y el ahuellamiento (rutting, en inglés) en pavimento, reemplazando el uso de equipos manuales o con tecnología obsoleta, que requieren condiciones especiales de operación y brindan resultados inconsistentes.

The Solution:
Desarrollar un perfilómetro portátil con un arreglo multipunto de 17 láseres, que pueda operar en movimiento hasta 120 km/h sin interrupciones. El perfilómetro cuenta con un alto rendimiento, realiza mediciones en forma eficiente y segura del perfil transversal y calcula el ahuellamiento de los pavimentos, cumpliendo con requerimientos de normas internacionales.

Author(s):
Willians R. Mertz Villa - HOB Consultores SA
Franck Vásquez Pérez - HOB Consultores SA

Introducción:

El uso de perfilómetros laser para medir el perfil transversal y el ahuellamiento de los pavimentos es parte del proceso de control de calidad, y sirve también para el desarrollo de estrategias de gestión de mantenimiento y rehabilitación. Si no se satisfacen los valores exigidos en las especificaciones, los contratistas son sometidos a penalidades. Adicionalmente el riesgo de ocurrencia de accidentes por despiste de los vehículos aumenta.

Para estos procesos se exige el uso de equipos de alto rendimiento, cuya operación en campo esté certificada y que cuenten con un alto grado de precisión y exactitud en sus mediciones. El ahuellamiento es un indicador de la condición superficial del pavimento y está directamente relacionado con su grado de deterioro, tiempo de vida remanente y el nivel de seguridad del usuario al transitar la vía.

 

Descripción de la Aplicación:

El equipo fue diseñado específicamente para recolectar, de forma eficiente y segura, la información a un alto régimen de producción (hasta 120 km/h, en horario diurno y nocturno). Cuenta con un sistema de adquisición de datos del pavimento, ajustado a normas internacionales como la ASTM E1703 / E1703M “Standard Test Method for Measuring Rut-Depth of Pavement Surfaces Using a Straightedge”

Para cumplir con los requerimientos, se ha desarrollo un sistema de adquisición y pre-procesamiento de datos; y un módulo de software para la generación de reportes.

Sistema de adquisición y pre-procesamiento de datos.

Este módulo está compuesto del hardware de adquisición de datos basado en la plataforma PXI de NI y el módulo de control, que también contiene la interfaz de usuario, desarrollado utilizando LabVIEW y el módulo LabVIEW Real-Time.

El hardware permite sincronizar y adquirir datos tales como el perfil transversal del pavimento, GPS, giro, entre otros dispositivos; sincronizados con un instrumento de medición de distancia (DMI) a través de un sensor encoder conectado al eje de las ruedas del vehículo.

Módulo de software para la generación de reportes.

El software brinda la flexibilidad al usuario para crear reportes que se adapten a los requerimientos, utilizando la información recolectada (geo-referenciada). El sistema permite calcular valores de ahuellamiento y la geometría de la vía, además de exportar datos a Excel, todo a través del módulo denominado GUI-MARS el cual ha sido desarrollado utilizando LabVIEW.

Características generales del sistema.

-Evalúa el estado de deterioro y deformación del pavimento, el nivel de intervención y límites de seguridad para evitar despistes por efecto de hidroplaneo de los vehículos.

-Medición de ahuellamiento hasta con 0.01mm de resolución.

-Adquisición automática de la información del pavimento a velocidad normal de tráfico.

-Reporte de ahuellamiento con pasos mínimos de 25 cm.

-Velocidad de operación de hasta 120 km/h.

-Información de GPS o DGPS.

-Información de girocompás y de geometría de la vía.

-Información de progresiva con DMI, error menor al 0.1%.

-Almacenamiento de la información en disco externo e interno.

-Procesamiento digital de datos.

-Facilidad de generación de reportes personalizados y operación intuitiva del sistema.

-Sistema de verificación de funcionamiento y ajustes previos a su operación.

-Capacidad de integrar hasta 17 láseres para la medición del perfil transversal.

-Cumple con las especificaciones establecidas en la norma ASTM E1703 / E1703M “Standard -Test Method for Measuring Rut-Depth of Pavement Surfaces Using a Straightedge”.

-Capacidad de integrar otros sensores y/o equipos de medición (Macrotextura; IRI y perfil longitudinal).

-Certificado en su operación por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones (Lima, Perú).

 

Conclusión:

Usar la plataforma de hardware modular NI PXI y el software de desarrollo gráfico NI LabVIEW, nos permitió desarrollar un perfilómetro de alto rendimiento que cumple con la metodología adecuada, otorga fiabilidad y consistencia a los resultados, es altamente productivo (200 km/día) y puede trabajar en carreteras y caminos urbanos. Además el sistema le brinda al usuario gran flexibilidad en el acceso a la información, creación de reportes e integración con otros equipos de medición, lo que reduce el tiempo invertido y le permite tomar mejores y más oportunas decisiones de intervención a la vía.

Author Information:
Willians R. Mertz Villa
HOB Consultores SA
Peru

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