EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS: CRITERIOS Y APLICACIONES

* Por el Dr. Carlos Chang Albitres

La evaluación de pavimentos tiene varios usos y se pueden distinguir cuatro grandes áreas de aplicación: estudios de rehabilitación de pavimentos, control de calidad, investigación, y gestión de pavimentos. En éstas se emplean equipos similares y lo que varía es el propósito de la evaluación.

En el caso de los estudios de rehabilitación, el objetivo es determinar las causas de falla de un pavimento para proponer las medidas correctivas necesarias. Si el análisis se realiza como parte de las actividades del proceso de control de calidad de obra, el fin es determinar si se acepta o rechaza el asfalto. Cuando se trata de investigación, el procedimiento se realiza con el propósito de estudiar su comportamiento para desarrollar y/o calibrar modelos mecanístico-empíricos de desempeño. En el área de gestión, el objeto es conocer del estado del pavimento e identificar las intervenciones que se requieren realizar dentro de esa etapa.

PROCEDIMIENTOS
En lo que respecta a las herramientas utilizadas en la evaluación de pavimentos, hay diversos equipos de auscultación y diagnóstico. Es necesario distinguir aquellos de evaluación superficial de los estructurales. El primer tipo involucra medir la serviciabilidad del pavimento y puede realizarse con equipos tipo respuesta como el bump integrator,  perfilómetros láser, nivelación de precisión u otros más simples como el Merlin. La elección de uno u otro depende del grado de precisión requerido así como la extensión de los tramos. En el caso de la evaluación estructural mediante ensayos no destructivos, el estándar es la medición de deflectometría empleando el deflectómetro de impacto o Falling Weight Deflectometer (FWD) con cuyas mediciones puede realizarse un análisis de retro-cálculo para obtener los módulos de resilencia de las diferentes capas que componen la estructura del pavimento. En el estudio de deflexiones es posible identificar zonas débiles dentro del tramo para lo cual pueden emplearse programas como el Modulus. Existe también el analizador sísmico de pavimentos que brinda información similar al FWD, pero su funcionamiento se basa en principios distintos.
Un equipo de aplicación múltiple en la evaluación de pavimentos es el georadar o Ground Penetrating Radar (GPR). Esa máquina consta de una antena que va montada en una camioneta que recorre la carretera a velocidad normal y que permite auscultar el pavimento a profundidades entre 50 a 75 centímetros, dependiendo del tipo de antena utilizada. El GPR se usa para determinar espesores de las capas de pavimento e identificar defectos en la de asfalto o en la base granular. El principio de funcionamiento se basa en el coeficiente dialéctrico de los materiales: puesto que cada material tiene un coeficiente distinto, el georadar puede diferenciar los diversos tipos de material de acuerdo al tiempo de rebote de la onda emitida. Así, por ejemplo, las capas de mezcla asfáltica en caliente presentan un coeficiente dialéctrico que varía entre cinco y siete, las capas de concreto portland recién construidas entre 10 y 20, y bases granulares saturadas tienen valores de coeficiente dialéctrico mayores a 16. Problemas por presencia de agua o exceso de humedad en las capas son fácilmente detectados por el GPR y pueden observarse en los perfiles denominados Colormap que se generan a partir de las mediciones obtenidas en campo.
En el área de control de calidad, el georadar se utiliza para detectar cambios en el coeficiente dialéctrico de los materiales que componen la capa de pavimento. Hay especificaciones técnicas que están incorporando estos parámetros para aceptarlo o rechazarlo. Por ejemplo en Texas, si la variación en este coeficiente es mayor a 0,4 en una capa de mezcla asfáltica, ésta se encontraría fuera de especificaciones. Hay inclusive técnicas de análisis que, basadas en datos recolectados con el georadar, pueden determinar el porcentaje de vacíos en la mezcla asfáltica.
Análisis comparativos con probetas extraídas en campo han evidenciado una buena correlación con los valores obtenidos a partir de información recolectada con el georadar.
Otro equipo considerado como tecnología de avanzada y que es utilizado en el control de calidad es el densímetro no nuclear PaveTracker que sirve para controlar el nivel de compactación en obra y que no presenta riesgo alguno al operador. También existen otros desarrollos infrarrojos que con útiles para detectar segregación en la mezcla asfáltica en caliente al momento de la colocación.
Una mención aparte merecen los equipos de relevamiento de fallas que emplean cámaras de video combinados con tecnología láser, en un esfuerzo por automatizar la toma y procesamiento de los datos. En estos casos, el nivel de precisión está sujeto no sólo a las características de la tecnología utilizada durante este proceso sino a la metodología que se emplee para recolectar e interpretar la información. En el área de gestión de pavimentos se busca estandarizar el uso de estos equipos para facilitar la toma de datos a nivel de toda la red de carreteras. Sin embargo, en muchos casos, las agencias de transportes aún siguen relevando fallas y realizando inventario vial mediante inspección visual.

CONCLUSIONES
En general, independientemente de la zona de aplicación, es posible resumir el proceso de evaluación de pavimentos en siete pasos:
1. Recopilar información previa sobre el tramo en evaluación.
2. Realizar inspección visual.
3. Efectuar relevamiento con georadar.
4. Hacer deflectometría.
5. Analizar resultados obtenidos de los pasos 1 al 4. Si el propósito de la evaluación de pavimentos es analizar un tramo con problemas, los resultados serán útiles para esbozar una hipótesis sobre las posibles causas de falla.
6. Realizar prospecciones en campo para tomar muestras de los materiales, y hacer ensayos de laboratorio según se requiera. De tratarse de un tramo con problemas, los resultados confirmarían o descartarían la hipótesis formulada en el paso 5 sobre las posibles causas de falla.
7. Definir las acciones a tomar a partir del análisis de los resultados obtenidos en los pasos anteriores.
Es importante destacar que, si bien es cierto que actualmente se cuenta con una amplia gama de equipos y herramientas de análisis para la evaluación de pavimentos, nada puede reemplazar la experiencia de un ingeniero experto en el tema. Su criterio es irremplazable al momento de interpretar la información recolectada y decidir qué acciones tomar para rehabilitar o preservar los pavimentos.

* El doctor Carlos Chang Albitres es investigador asociado en Transportes del Texas Transport Institute, división Materiales y Pavimentos.