La regularidad del pavimento es un indicador importante para evaluar el rendimiento del servicio de la carretera y el confort de conducción. El perfilómetro láser de carretera montado en vehículo proporciona un método eficiente y preciso para medir los perfiles longitudinales del pavimento y calcular el Índice Internacional de Rugosidad (IRI). Este artículo presenta el método de ensayo, los procedimientos de prueba, los requisitos de calibración y el proceso de procesamiento de datos para la medición de la regularidad del pavimento mediante un perfilómetro láser de carretera, proporcionando orientación técnica para la inspección de carreteras, la evaluación de la calidad y el mantenimiento del pavimento.

1. Ámbito de aplicación

1.1 Este método es aplicable para medir el Índice Internacional de Rugosidad (IRI) del pavimento utilizando un perfilómetro láser montado en un vehículo para evaluar la rugosidad del pavimento.

1.2 Este método es aplicable para realizar pruebas de rugosidad del pavimento en condiciones normales de tráfico, donde la superficie del pavimento está libre de defectos graves como baches y surcos, así como de agua estancada, hielo, nieve y lodo.

2. Requisitos técnicos para instrumentos y materiales

El medidor láser de rugosidad de carretera montado en vehículo (en adelante denominado “medidor láser de rugosidad”) está compuesto por un vehículo de prueba, un sensor de distancia, un sensor de elevación del perfil longitudinal y un sistema de control principal. Los requisitos técnicos básicos son los siguientes:

(1) Velocidad de prueba: 30–100 km/h.

(2) Intervalo de muestreo: ≤500 mm.

(3) Precisión de prueba del sensor: 1,0 mm.

(4) Error de calibración de distancia: ≤0,05 %.

3. Método y procedimiento de prueba

3.1 Preparación

(1) Compruebe todos los sensores del medidor láser de rugosidad de la carretera.

(2) Compruebe la presión de los neumáticos del vehículo de prueba. La presión debe cumplir con los requisitos especificados para el vehículo. Los neumáticos deben estar limpios y libres de cualquier residuo adherido.

(3) Instale el dispositivo de medición de distancia en el lugar de la prueba. Asegúrese de que los componentes de fijación mecánica estén instalados de forma segura y que todos los tornillos estén bien apretados.

(4) Inspeccione el medidor láser de rugosidad de la carretera. Todos los componentes del instrumento deben cumplir con los requisitos de la prueba y estar libres de daños.

(5) Encienda la fuente de alimentación del sistema, inicie el software de control y compruebe el estado de funcionamiento de todos los componentes.

3.2 Procedimiento de prueba

(1) Antes de la prueba, el vehículo de prueba deberá circular a la velocidad especificada durante 5-10 km para calentar el medidor láser de rugosidad de la carretera, respetando el tiempo de precalentamiento requerido.

(2) Detenga el vehículo de prueba entre 50 y 100 m antes del inicio del tramo de prueba. Inicie el software del sistema de prueba de rugosidad del pavimento y configure los parámetros de prueba necesarios según los requisitos técnicos del tramo de prueba.

(3) El conductor deberá operar el vehículo de prueba dentro del rango de velocidad especificado, preferiblemente entre 50 y 80 km/h. Se deben evitar las aceleraciones y desaceleraciones bruscas. Reduzca la velocidad en curvas cerradas y acceda al tramo de prueba siguiendo la trayectoria normal de conducción.

(4) Tras entrar en la zona de prueba, el operador deberá iniciar el programa de adquisición y registro de datos. Durante la prueba, el punto de inicio, el punto final y demás ubicaciones que requieran marcas especiales deberán registrarse con precisión y puntualidad en los registros de datos de la prueba.

(5) Una vez que el vehículo de prueba abandone la zona de prueba, el operador deberá detener la adquisición y el registro de datos y restablecer todos los componentes del instrumento a su estado inicial.

(6) Verifique los archivos de datos de la prueba. Los archivos deben estar completos y su contenido debe ser válido; de lo contrario, deberá repetirse la prueba.

(7) Apague la alimentación del sistema y complete la prueba.

4. Procesamiento de datos

Los datos recopilados por el medidor láser de rugosidad de carreteras corresponden a valores relativos de elevación del pavimento. El Índice Internacional de Rugosidad (IRI) se calculará mediante el procedimiento estándar con un intervalo de evaluación de 100 m. El valor del IRI se expresará en m/km y se redondeará a dos decimales.

5. Prueba de correlación entre las mediciones del medidor láser de rugosidad de carreteras y el Índice Internacional de Rugosidad (IRI)

5.1 Condiciones de la prueba

(1) Seleccione al menos cuatro tramos de carretera con diferentes niveles de rugosidad del pavimento. La diferencia entre los valores IRI de tramos adyacentes deberá ser superior a 1,0, y cada tramo deberá tener longitudes de aceleración y desaceleración suficientes. Según la distribución real de los valores IRI en la carretera de prueba, se podrán añadir tramos de calibración adicionales dentro de rangos específicos.

(2) La longitud de cada tramo de prueba deberá ser de al menos 300 m.

(3) La rugosidad del pavimento dentro de cada sección de prueba deberá ser uniforme, incluyendo la sección de aproximación de 50 m previa a la sección de prueba.

(4) Seleccione secciones rectas de carretera con variaciones de pendiente relativamente pequeñas. Las secciones seleccionadas deberán tener un bajo volumen de tráfico para facilitar la gestión del tráfico y las operaciones de prueba.

(5) Si se instalan varios dispositivos de prueba de rugosidad del pavimento en el mismo vehículo de prueba, cada dispositivo deberá probarse por separado.

(6) La prueba debe realizarse preferiblemente a lo largo de las trayectorias normales de las ruedas del carril de circulación. Los puntos de inicio y fin de las secciones de prueba deben estar claramente marcados.

5.2 Procedimiento de prueba

(1) Calibración de distancia

① Seleccione un tramo de carretera llano y recto con variaciones de pendiente relativamente pequeñas. La longitud del tramo no debe ser inferior a 500 m. Marque claramente los puntos de inicio y fin.

② Antes de la calibración, el vehículo de prueba deberá circular a la velocidad de prueba durante 5-10 km para calentar el sistema de prueba según el tiempo de precalentamiento especificado.

③ Alinee las ruedas delanteras del vehículo de prueba con la línea de salida, inicie el sistema de prueba y conduzca el vehículo a lo largo de la trayectoria recta del tramo de prueba. Evite aceleraciones o desaceleraciones bruscas. Al aproximarse al punto final, reduzca la velocidad del vehículo y deténgalo, asegurándose de que las ruedas delanteras estén alineadas con la línea final. Registre la distancia medida. Repita el procedimiento para garantizar que la diferencia entre el resultado de la medición del sensor de distancia y la longitud nominal del tramo de prueba se encuentre dentro del margen de error admisible.

(2) De acuerdo con los requisitos especificados en la Cláusula 3.2 de este método, realice cinco ensayos repetidos de rugosidad del pavimento en la sección de prueba. El valor promedio de los resultados de IRI calculados se tomará como el valor medido para la sección de carretera.

(3) Determinación del valor IRI:

① Utilice un nivel de precisión como instrumento de referencia para medir la elevación del perfil longitudinal de la línea de levantamiento en la sección de calibración. El intervalo de muestreo será de 250 mm y la precisión de la medición de elevación será de 0,5 mm. Los datos del perfil longitudinal medidos se procesarán mediante el procedimiento estándar de cálculo del IRI para obtener el valor IRI de la sección de calibración.

② También se pueden utilizar otros instrumentos de medición de perfil longitudinal que cumplan con la norma de medición de rugosidad de pavimentos de Clase I del Banco Mundial para determinar el valor IRI de la sección de calibración.

5.3 Procesamiento de datos de prueba

De acuerdo con los requisitos especificados en el Apéndice C de esta especificación, realice un análisis de regresión entre los valores IRI de cada sección de prueba y los resultados de medición del rugosímetro correspondiente. Establezca la ecuación de correlación, y el coeficiente de correlación R no deberá ser inferior a 0,99.

6. Informe de prueba

El informe de ensayo deberá incluir la siguiente información técnica:

(1) Información de la sección de ensayo (incluyendo ubicación, longitud y demás detalles relevantes).

(2) Valores IRI y sus conversiones.

(3) Si se realiza una prueba de correlación, se deberán indicar la ecuación y el coeficiente de correlación.