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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2016.tde-18072016-104745
Document
Author
Full name
Danilo Rinaldi Bisconsini
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2016
Supervisor
Committee
Fernandes Júnior, José Leomar (President)
Ferreira, Marcos Antonio Garcia
Nicoletti, Rodrigo
Title in Portuguese
Avaliação da irregularidade longitudinal dos pavimentos com dados coletados por smartphones
Keywords in Portuguese
IRI
Irregularidade longitudinal de pavimentos
RMSVA
SGP
Smartphones
Abstract in Portuguese
A irregularidade longitudinal dos pavimentos prejudica a qualidade de rolamento, aumenta os Custos Operacionais dos Veículos (COV) e reduz a vida útil do pavimento. Vários instrumentos têm sido desenvolvidos com o propósito de medir a irregularidade longitudinal dos pavimentos, no entanto, existem conflitos que envolvem as diferentes classes de equipamentos, com relação à acurácia, custos e produtividade, o que dificulta a coleta contínua de dados, importante para a alimentação de um Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP). Recentemente, algumas pesquisas começaram a relacionar a irregularidade longitudinal dos pavimentos aos sinais fornecidos pelos sensores de movimento (acelerômetros) e GPS (Global Positioning System) pré-instalados em smartphones, devido ao seu baixo custo, fácil operação e alta produtividade. Entretanto, ainda existem dúvidas sobre a qualidade e a forma de aplicação desses dados. Neste estudo, foram realizados testes de vibração e levantamentos de campo com smartphones, em três trechos de pavimentos com diferentes níveis de irregularidade (baixo, médio e alto), nos quais foram medidos sinais de aceleração vertical por meio de um smartphone fixado ao painel de um veículo, trafegando em diferentes velocidades. Com esses dados, calcularam-se valores de RMSVA (Root Mean Square Vertical Acceleration), que foram confrontados com a irregularidade longitudinal dos pavimentos, medida em IRI (International Roughness Index), por meio do método de Nível e Mira. Os testes mostraram ser a taxa de aquisição de dados dos smartphones o principal fator a afetar sua aplicação para a avaliação da irregularidade longitudinal dos pavimentos. Ao considerar todas as faixas de irregularidade medidas, os valores de RMSVA apresentaram correlação positiva com o IRI, com coeficientes de correlação (R) entre 0,97 e 0,99 e repetitividade aceitável para levantamentos em nível de rede, com coeficientes de variação médios de 3 a 6%. Assim como indicado em pesquisas correlatas, conclui-se que os smartphones são uma alternativa viável para a avaliação da irregularidade longitudinal dos pavimentos, especialmente em países com restrições de investimentos no setor rodoviário, desde que sejam tomados os devidos cuidados na coleta e aplicação dos dados medidos por esses dispositivos.
Title in English
Evaluation of longitudinal pavement roughness with data collected by smartphones
Keywords in English
IRI
Longitudinal roughness of pavements
PMS
RMSVA
Smartphones
Abstract in English
The longitudinal pavement roughness affects the rolling quality, increases Vehicle Operating Costs (VOC) and reduces the pavement life. Several instruments have been developed for measuring longitudinal pavement roughness. However, there are conflicts involving different classes of equipment with respect to accuracy, costs and productivity, which complicate the continuous data collection, important for the Pavement Management Systems (PMS). Recently, some studies started to link longitudinal pavements roughness to the signals provided by motion sensors (accelerometers) and GPS (Global Positioning System) pre-installed on smartphones, due to its low cost, simple operation and high productivity. However, there are still doubts about the quality and the form of application of such data. In this study, vibration and field tests were performed with smartphones, in three pavement sections with different levels of roughness (low, medium and high), in which vertical acceleration signals were measured by a smartphone attached to a vehicle dashboard, traveling at different speeds. With these data, RMSVA values (Root Mean Square Vertical Acceleration) were calculated, which were compared with longitudinal pavement roughness, measured in IRI (International Roughness Index) through the Level and Rod method. The tests showed to be the data acquisition rate of smartphones the main factor affecting its application for the evaluation of longitudinal roughness of pavements. When considering all roughness ranges measured, RMSVA statistics showed a positive correlation with IRI, with correlation coefficients (R) between 0.97 and 0.99 and acceptable repeatability for network-level surveys, with average coefficient of variation of 3 to 6%. As indicated in related research, it was concluded that smartphones are a viable alternative for the evaluation of longitudinal pavements roughness, especially in countries with investment restrictions in the highway segment, if the data are collected and explained properly.
 
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DANILORBISCONSINI.pdf (11.40 Mbytes)
Publishing Date
2016-07-26
 
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