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Adherencia en pavimentos flexibles
 

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    Adherencia en pavimentos flexibles Adherencia en pavimentos flexibles Document Transcript

    •   ADHERENCIA EN PAVIMENTOS FLEXIBLES  IBAGUÉ ‐ 2011                      DAINOBER ESTEBAN TRUJILLO   JOHN FREDDY CARO SOLER                          UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA   FACULTAD  DE INGENIERIA CIVIL  ASIGNATURA PAVIMENTOS  IBAGUÉ  2011 
    •      ADHERENCIA EN PAVIMENTOS FLEXIBLES  IBAGUÉ ‐ 2011          DAINOBER ESTEBAN TRUJILLO   JOHN FREDDY CARO SOLER       Trabajo Primer Corte   ASIGNATURA PAVIMENTOS        Ingeniero: OSCAR ANDRES OVIEDO VERA              UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA   FACULTAD  DE INGENIERIA CIVIL  ASIGNATURA PAVIMENTOS  IBAGUÉ  2011 ii  
    •    TABLA DE CONTENIDO  TABLA DE CONTENIDO _____________________________________________________ iii LISTA DE TABLAS  _________________________________________________________ iv LISTA DE FIGURAS  ________________________________________________________  v 1.  INTRODUCCION  _____________________________________________________  6 2.  FACTORES QUE AFECTAN A LA ADHERENCIA DEL NEUMÁTICO AL PAVIMENTO  __  7  a.  SUPERFICIE DEL PAVIMENTO  _________________________________________________ 7  Condición geométrica  ________________________________________________________________  7  Naturaleza del árido  _________________________________________________________________  7  Cantidad de asfalto  __________________________________________________________________  8  Textura Superficial ___________________________________________________________________  8  Presencia de agua en el Pavimento  _____________________________________________________  9  Presencia de contaminantes __________________________________________________________  10 3.  VARIABLES ASOCIADAS A LA PROVISION DE SEGURIDAD EN PAVIMENTOS. ____  11  a.  LA TEXTURA ______________________________________________________________ 11  b.  LA RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO  __________________________________________ 12  c.  LA FRICCIÓN ______________________________________________________________ 13  d.  LA FACTORES QUE DETERMINAN LA VARIABILIDAD DE LA FRICCIÓN  ________________ 14  e.  MEDICION DE INDICADORES _________________________________________________ 15  Equipos y Especificaciones de Ensayes __________________________________________________  16  Medición de Textura: ________________________________________________________________  17 4.  TRÁNSITO _________________________________________________________  18  a.  VELOCIDAD DEL VEHICULO __________________________________________________ 18  Clasificación de la vía y peso del vehículo  _______________________________________________  18  Neumáticos  _______________________________________________________________________  18  Presión de Inflado  __________________________________________________________________  18  Tipo de neumático __________________________________________________________________  19 5.  CONCLUSIONES  ____________________________________________________  24 6.  BIBLIOGRAFIA  _____________________________________________________  25  _  iii  
    •     LISTA DE TABLAS  Tabla 1: Factores que afectan el factor de fricción (Lees, 1978 y Kennedy et al, 1990). ................................. 15 Tabla 2: Indicadores de Textura y fricción ........................................................................................................ 16 Tabla 3: Equipos de medición de Textura (PIARC, 1995; ASTM, 1997). ........................................................... 16 Tabla 4: Características Generales de Equipos de medición de Fricción (PIARC, 1995; ASTM, 1997; Wallman et al, 2001).  ...................................................................................................................................................... 17  .                   iv  
    •     LISTA DE FIGURAS  Figura 1: Clasificación del perfil según AIPCR ..................................................................................................... 8 Figura 2: Contacto entre el neumático y el pavimento mojado ......................................................................... 9 Figura 3: Tipos de Textura de un pavimento (PIARC, 1995; Highways Agency, 1999a). .................................. 12 Figura 4: Fricción en Función de la proporción de traslación sin rotación (Lamm et al, 1999). ....................... 12 Figura 5:   Diagrama Vectorial de Fuerza de Fricción (Adaptado de OCDE, 1984). .......................................... 13 Figura 6: Inscripciones y características de los tipos de neumáticos. .............................................................. 19  v  
    •     1. INTRODUCCION  Una de las principales características que debe cumplir un pavimento, se refiere a disponer de una superficie que  asegure  una  buena  adherencia  con  los  neumáticos  en  todo  instante  y  especialmente  en  zonas  de frenado , curvas y cuando el pavimento se encuentra mojado, lo cual es fundamental para la seguridad de los usuarios. Esta  adherencia  pavimento  neumático  o  resistencia  al  deslizamiento  va  disminuyendo  en  el  tiempo  por efecto  del  pulimiento  causado  por  el  tránsito,  llegando  a  constituirse  en  un  importante  indicador  del comportamiento del pavimento. Un parámetro importante en la adherencia es el coeficiente de fricción. Este  coeficiente  se  puede  cuantificar  físicamente  mediante  un  factor  que  resulta  de  la  relación  entre  la fuerza  de  fricción  desarrollada  en  la  interface  de  un  neumático  impedido  de  rodar  con  el  pavimento  y  el peso  sobre  el  neumático.  Debido  a  la  importante  influencia  del  agua  en  esta  propiedad,  los  distintos métodos han optado por normalizar los ensayos en condiciones de pavimento mojado, velocidad y tipo de neumáticos (HRB, 1972). Existen distintos procedimientos de ensayos para determinar la resistencia al deslizamiento. Dentro  de  los  más  conocidos  a  nivel  internacional  se  encuentran:  el  SCRIM,  Mu  Meter  y  Grip  Tester  para mediciones continúas de alto rendimiento; y el Péndulo TRRL para medidas puntuales de bajo rendimiento. Estos dispositivos en general sirven para caracterizar la resistencia al deslizamiento a medianas velocidades (50 km/hr).  6  
    •      2. FACTORES QUE AFECTAN A LA ADHERENCIA DEL  NEUMÁTICO AL PAVIMENTO  Cuando  uno  se  pregunta  cuáles  deben  ser  las  propiedades  principales  para  que  un  pavimento  sea considerado seguro, una de las primeras ideas es que posea una buena adherencia con los neumáticos. Esto es importante a lo largo de toda la superficie del pavimento, sobretodo en zonas de frenado, curvas o donde exista presencia de agua. Sin embargo esta adherencia no depende únicamente del pavimento, sino también de las características del tránsito y del clima. Los  factores  más  importantes  que  afectan  la  adherencia  entre  el  neumático  y  el  pavimento  son  los siguientes:  En la superficie del pavimento: como la condición geométrica, la naturaleza del árido, la cantidad de asfalto, la textura superficial, la presencia de agua en el pavimento, la presencia de contaminantes (polvo, caucho), entre otros. En  el  tránsito,  como  la  velocidad  del  vehículo,  la  clasificación  de  la  vía  y  del  peso  de  los  vehículos  y  los neumáticos. En el clima, como la variación de la temperatura.   a. SUPERFICIE DEL PAVIMENTO CONDICIÓN GEOMÉTRICA La  fricción  de  un  pavimento  está  distribuida  en  sentido  longitudinal  y  transversal.  Por  tal  motivo  se  debe tener cuidado con la adherencia en muchos puntos de la superficie del pavimento. Al  momento  del  diseño  geométrico  de  la  vía  se  toma  en  cuenta  este  problema,  asumiendo  un  factor  de fricción admisible que representa a la fuerza de fricción con respecto a la velocidad.  NATURALEZA DEL ÁRIDO El desgaste y el pulimento que afectan directamente a la adherencia entre el neumático y el pavimento se deben a la naturaleza y forma del árido. Los agregados que tienen superficies lisas pueden ser recubiertos con una película de asfalto, pero la película se adherirá de modo más efectivo a superficies rugosas.  7  
    •   Las  gravas  naturales,  tales  como  las  de  río,  generalmente  tienen  una  textura  superficial  lisa,  partículas redondeadas y generalmente tienen baja resistencia al pulido. Las  gravas  trituradas  producen  frecuentemente  una  textura  superficial  rugosa  al  cambiar  la  forma  de  las partículas. La resistencia al desgaste de un agregado depende de la rigidez, debiendo estar constituida por minerales de cierta dureza. Una mezcla de componentes duros con suaves es lo más adecuado.  CANTIDAD DE ASFALTO El exceso de asfalto disminuirá el roce entre el neumático y el pavimento al ocasionar exudación del mismo.  TEXTURA SUPERFICIAL La textura superficial es la característica geométrica de la superficie de rodado formada por áridos y asfalto en unión. Se define como “la geometría más fina del perfil longitudinal de una carretera” (Archútegi et al, 1996)1. Es  una  característica  que  debe  tener  la  carpeta  de  rodadura  para  alcanzar  un  nivel  de  seguridad  en  su resistencia  al  patinaje  ya  sea  al  momento  del  frenado,  controlando  al  vehículo  en  zona  de  curvas  o  en distintas maniobras que el conductor se vea obligado a realizar. Según la AIPCR (1995) la textura superficial se clasifica en Megatextura, Macrotextura y Microtextura, que dependen de la longitud de onda. FIGURA 1: CLASIFICACIÓN DEL PERFIL SEGÚN AIPCR                                                                        1  ACHUTEGUI, F CRESPO DEL RÍO, R SÁNCHEZ, B Y SÁNCHEZ, I. “LA MEDIDA DE LA RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO Y DE LA TEXTURA. PANORÁMICA INTERNACIONAL”. RUTAS, (53), 21 ‐ 29. ESPAÑA.1996.  8  
    •     PRESENCIA DE AGUA EN EL PAVIMENTO  Cuando  el  pavimento  se  encuentra  seco,  la  superficie  de  contacto  entre  el  neumático  y  el  pavimento  es mucho mayor que cuando una superficie tiene presencia de agua. Las condiciones existentes en la superficie de contacto entre el neumático y el pavimento mojado es la siguiente: FIGURA 2: CONTACTO ENTRE EL NEUMÁTICO Y EL PAVIMENTO MOJADO   Como se aprecia en la figura 2 la superficie de contacto entre el neumático y el pavimento se divide en tres zonas: Zona  1:  El  agua  es  evacuada  progresivamente  por  los  dibujos  de  la  goma  y  por  la  macrotextura  del pavimento, la fricción es prácticamente nula. Zona 2: Es esta parte queda una cantidad de agua a evacuar y el neumático empieza a tener contacto con las irregularidades del pavimento. Zona  3:  El  neumático  está  en  contacto  seco,  la  adherencia  está  desarrollada  en  esta  verdadera  zona  de contacto. Al aumentar el espesor de la película de agua, la zona 3 se vería disminuida, aumenta la zona 1 y por tanto se reduce la adherencia. Para  que  el  agua  se  pueda  eliminar  con  una  mayor  rapidez  que  la  que  podría  evacuar  el  dibujo  del neumático se requiere de una macrotextura gruesa.  9  
    •   En la zona 3 y parte de la zona 2 se requiere de una microtextura áspera de tal manera que logre atravesar la película delgada de agua y produzca puntos secos de contacto. El hidroplaneo es conocido como la pérdida de control de un conductor debido al espesor de la película de agua que se encuentra la calzada debido a que  los  neumáticos  pierden  contacto  con  la  superficie  del  pavimento.  Esto  se  debe  principalmente  a  la presencia de texturas muy finas que no dan tiempo de evacuar el pavimento. El hidroplaneo es una de las características que más pueden afectar a los usuarios, ésta depende principalmente de: ‐ La velocidad y el peso del vehículo, ‐ Las características y estado de los neumáticos, ‐ La macrotextura del pavimento y de espesor del agua sobre elpavimento.  PRESENCIA DE CONTAMINANTES La presencia de mucho polvo o tierra hará que la porosidad que presenta el pavimento se termine, por lo que la adherencia entre el neumático y el pavimento se verá disminuida. Por otro lado, si hubiera presencia de caucho sobre el pavimento hará que se pierda adherencia también.   10  
    •     3. VARIABLES ASOCIADAS A LA PROVISION DE SEGURIDAD EN  PAVIMENTOS.  El  tratamiento  de  las  variables  que  se  relacionan  con  la  seguridad  vial  en  la  gestión  de  pavimentos  es complejo, debido a que no solo intervienen las propiedades superficiales del pavimento, sino que además la resultante de la interacción del pavimento con el neumático de los vehículos. Debido a esto, es necesario considerar  en  su  conjunto  las  tres  variables  que  determinan  la  oferta  de  seguridad  de  un  pavimento: Textura, Resistencia al Deslizamiento y Fricción.   a. LA TEXTURA  La  Textura  es  una  propiedad  física  del  pavimento.  Se  define  como  “la  geometría  más  fina  del  perfil longitudinal  de  una  carretera”  (Achútegi  et al,  1996).  Se  clasifica  según  la  PIARC2 (1995)  en  Megatextura, Macrotextura y Microtextura de acuerdo a su longitud de onda y frecuencia espacial (ver Figura 3). La  Megatextura,  corresponde  a  la  mayor  longitud  de  onda.  En  general  se  encuentra  más  cercana  a  la rugosidad. Usualmente no es considerada una variable significativa en la provisión de seguridad (Descornet, 1989)3. La Macrotextura, proporciona los intersticios necesarios para el escurrimiento del agua por el pavimento, de modo tal que la película de agua que sirve de fase entre el neumático y el pavimento, mantenga un cierto espesor que permita el contacto entre neumático y pavimento (Highways Agency, 1999a). La  Microtextura  proporciona  el  contacto  directo  entre  el  neumático  y  el  pavimento  y  por  tanto  está directamente  asociada  a  la  resistencia  al  deslizamiento  (Achútegi  et al,  1996;  Tighe  et al 2000).  Depende exclusivamente  de  las  características  del  agregado  y  de  su  susceptibilidad  al  desgaste  producido  por  el contacto con el neumático. En  la  Figura  3,  se  esquematizan  las  características  geométricas  de  la  textura,  las  longitudes  de  onda asociadas a cada tipo y combinaciones de micro y macrotextura que pueden aplicarse aun pavimento.                                                                    2 PIARC. “EXPERIMENTO INTERNACIONAL AIPRC DE COMPARACIÓN Y ARMONIZACIÓN DE LAS MEDIDAS DE TEXTURA Y RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO”. COMITÉ TÉCNICO C.1. FRANCIA. 1995. 3 DESCORNET, G. “A CRITERION FOR OPTIMIZING SURFACE CHARACTERISTICS”. TRANSPORTATION RESEARCHRECORD 1215. 173 – 177. ESTADOS UNIDOS. 1989.  11  
    •   FIGURA 3: TIPOS DE TEXTURA DE UN PAVIMENTO (PIARC, 1995; HIGHWAYS AGENCY, 1999A).     b. LA RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO  La  resistencia  al  deslizamiento  (Skid Resistance),  puede  definirse  como  la  fuerza  desarrollada  cuando  un neumático está impedido de deslizar por una superficie. Como concepto, representa la interacción entre el neumático  de  un  automóvil  y  el  pavimento,  sin  considerar  la  demanda  de  fricción  producto  de  las aceleraciones  tangenciales  y/o  transversales  a  las  que  se  ve  sometido  un  automóvil.  Es  un  concepto  que describe  el  fenómeno  a nivel  local.  En  la Figura 4,  se  muestra  la  forma  característica  de  la  variación  de  la resistencia al deslizamiento durante el proceso de frenado. FIGURA 4: FRICCIÓN EN FUNCIÓN DE LA PROPORCIÓN DE TRASLACIÓN SIN ROTACIÓN (LAMM ET AL, 1999)4.  fMAX: Valor máximo de fricción. Corresponde  al valor disponible en condiciones extremas  de conducción.  fG:  Es  el  valor  que  corresponde  a  la  resistencia al deslizamiento que se produce  cuando existe traslación sin rotación (Wheel slip).                                                                    4  LAMM, R PSARIANOS, B Y MAILAENDER, T. “HIGHWAY DESIGN AND TRAFFIC SAFETY ENGINEERINGHANDBOOK”. 1ST EDITION. MCGRAW HILL. ESTADOS UNIDOS. 1999.  12  
    •   El fenómeno de la resistencia al desplazamiento y deslizamiento involucra siempre al menos a dos cuerpos insertos  dentro  de  un  medio.  Físicamente,  ésta  interacción  toma  sentido  en  un  estado  de  movimiento relativo entre ambos cuerpos, surgiendo entonces un cuarto aspecto a considerar en el análisis: la velocidad de  circulación.  La  relación  entre  estos  factores,  determinará  si  los  neumáticos  del  automóvil  rotan  y  se trasladan,  rotan,  o  sólo  se  trasladan  (se  deslizan).  De  estos factores,  es  más  factible  que  sean  controlados aquellos asociados al tipo de neumático y a las características del pavimento. Dado que el tipo de neumático es  un  aspecto  asociado  a  la tecnología  del  automóvil,  la  atención  se  centra  en  las  características  del pavimento que determinan la oferta de fricción.  c. LA FRICCIÓN  La fricción como fenómeno físico posee la misma definición que la resistencia al deslizamiento. Sin embargo, se constituye en una extensión de esta última al considerar el proceso de conducción y el efecto combinado de  las  aceleraciones  tangencial  y  longitudinal  a  la  que  está  sometido  un  automóvil  al  circular  por  una carretera. Esta descrita a través del coeficiente de fricción (o factor de fricción), medido como la razón entre la fuerza de fricción y una fuerza normal originada por el peso. La  fuerza  de  fricción  tiende  a  impedir  el  movimiento  del  vehículo  llegando  a  un  valor  máximo correspondiente  a:  F  ≤!FMAX  =  fM  x  Q; En donde  FMAX  es  la  fuerza de  fricción  máxima,  expresada como  el producto  del  coeficiente  de  fricción  máxima  (fM)  por  el  peso  (Q)  del  vehículo.  En  un  plano  horizontal,  la fuerza de fricción F puede expresarse en términos vectoriales como se muestra en Figura 5.  FIGURA 5:   DIAGRAMA VECTORIAL DE FUERZA DE FRICCIÓN (ADAPTADO DE OCDE, 1984)5.   La  fricción  total  en  el  plano  horizontal  resulta  de  la  distribución  entre  los  cuadrados  de  las  fricciones  en sentido  radial y  tangencial.  Este  resultado muestra  que  un  vehículo  que  se  desplaza por  un  eje  arbitrario, demandará  en  cada  punto  de  su  trayectoria  una  cantidad  de  fricción  lateral  y  tangencial,  las  cuales                                                                  5  OCDE “SKID RESISTENCE”. ROAD SURFACE CHARACTERISTICS: THEIR INTERACTION AND THEIR OPTIMISATION.ROAD TRANSPORT RESEARCH. 16 – 53. ESTADOS UNIDOS. 1984.  13  
    •   combinadas  deben  ser  inferiores  a  un  valor  máximo  que  resulta  de  la  interacción  neumático  ‐  pavimento bajo ciertas condiciones. Una expresión que da una mejor estimación de la relación entre los coeficientes de fricción  es  la  relación  elíptica  de  Krempel  (Lamm  et al,  1999).  Dicha  relación  expresa  que  la  reserva  de fricción del pavimento está distribuida en los sentidos radial y transversal.     Ec. 1 Debido  a  la  dificultad  de  cálculo  de  fRMAX,  usualmente  se  estima  en  forma  indirecta,  asumiendo proporcionalidad  con  la  fricción  transversal.  La  relación  expresada  en  la  ecuación  1,  es  el  fundamento teórico  del  análisis  y  selección  de  valores  de  fricción  para  el  diseño  geométrico,  específicamente  para  la aplicación  del  modelo  de  distancia  de  visibilidad  de  parada  (asociado  a  fricción  longitudinal)  y  al  de estabilidad dinámica (asociado a fricción tangencial). En el diseño geométrico, se asume un factor de fricción admisible que representa el efecto de la fuerza de fricción  con  respecto  a  la  velocidad.  Como  hipótesis,  se  asume  que  éste  es  invariante  en  el  tiempo  e independiente  del  pavimento.  Esta  hipótesis  si  bien  simplifica  el  problema,  en  el  proceso  de  conducción puede  inducir  al  usuario  a  percibir  erróneamente  las  aceleraciones  laterales,  lo  cual  se  traduce  en  un aumento  del  riesgo  de  accidentes  o  incidentes,  dada  la  sensibilidad  de  los    conductor  de  no  ‐  diseño  a  la fricción lateral en curvas horizontales (Dimitropolus et al, 1998)6. El factor a emplear en el diseño debe por un lado considerar las características superficiales del pavimento y por otro asegurar una reserva de fricción de modo que en los sentidos radial y tangencial no se produzca deslizamiento  por  falta  de  fricción.  Esta  última  consideración,  se  fundamenta  en  la  expresión  de  Krempel (Ecuación 1) y es válida tanto para estimar valores de fricción máxima, como para especificar valores para el diseño.    d. LA FACTORES QUE DETERMINAN LA VARIABILIDAD DE LA  FRICCIÓN  La fricción varía a lo largo de la vida útil o de diseño de un pavimento. Entre los aspectos que determinan esta variabilidad se cuentan el tipo de pavimento, características de los agregados, humedad del pavimento, estado  y  tipo  de  neumáticos,  velocidad,  peso  del  vehículo,  presencia  de  contaminantes,  condición geométrica, las variaciones estacionales del clima, nivel de precipitaciones, entre otras (Lees, 1978; Kennedy et al,  1990;  Hass  et al,  1994;  Highways  Agency,  1999a)7.  Estos  factores  condicionan  las  variaciones  de  las características superficiales del pavimento en diferentes ventanas de tiempo, lo cual debe ser considerado al implementar  procesos  de  medición.  En  la  Tabla  1,  se  muestra  una  síntesis  del  efecto  de  algunas  de  las variables citadas sobre el valor del factor de fricción.                                                                  6  DIMITROPOLUS, I Y KANELLAIDIS, G. “HIGHWAY GEOMETRIC DESIGN: THE ISSUE OF DRIVING BEHAVIOURVARIABILITY”. 1ST INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON HIGHWAY GEOMETRIC DESIGN. 41 – 1. AGOSTO/SEPTIEMBRE 1995. BOSTON. 1998. 7  HIGHWAYS AGENCY. “DESIGN MANUAL FOR ROADS AND BRIDGES“. HD 36/99. 1999A.  14  
    •   TABLA 1: FACTORES QUE AFECTAN EL FACTOR DE FRICCIÓN (LEES8, 1978 Y KENNEDY ET AL, 19909).    e. MEDICION DE INDICADORES  En  el  proceso  de  medición  se  debe  considerar  la  naturaleza  de  las  variables  a  medir:  Por  un  lado,  que  la textura  de  un  pavimento  es  una  propiedad  física  del  mismo  y,  como  tal,  puede  ser  medida  mediante  un proceso estandarizado que garantice la repetibilidad de la medición. Por otro, la resistencia al deslizamiento y  la  fricción  son  un  fenómeno  físico  en  el  que  interactúan  tres  elementos:  las  propiedades  físicas  del pavimento,  una  interface  o  medio  y  el  vehículo.  Por  lo  tanto,  la  variabilidad  temporal  y  espacial  del pavimento, el trazado y el proceso de conducción mismo deben ser considerados, con el fin de obtener un índice  representativo  de  un  segmento  de  un  camino  o  carretera  y  para  alguno  de  los  propósitos  antes señalados. En la Tabla 2, se presenta una descripción de indicadores asociados a cada tipo de variable. En cada caso, los indicadores son estimados en función del equipo que se utilice para medirlos. Por lo tanto, es  necesario  que  en  cada  caso  exista  una  condición  estándar  de  experimentación  que  permita  realizar mediciones precisas, estadísticamente hablando. Otro aspecto necesario de considerar es la variabilidad temporal y espacial de los indicadores. Es necesario definir un tamaño muestral que permita identificar sitios de medición, frecuencia de medición y longitud de sitios de medición, tal que exista representatividad estadística de los datos y, a la vez, que permita describir claramente el fenómeno que se está analizando. Estos aspectos se analizan a continuación.                                                                      8  LEES, G. “SKID RESISTENCE OF BITUMINOUS AND CONCRETE SURFACING”. CHAPTER 6. PELL, P (ED). DEVELOPMENTS IN HIGHWAY PAVEMENTS ENGINEERING. 219 – 285. 1ST EDITION. APPLIEDSCIENCE. LONDON. 1978. 9  KENNEDY, C YOUNG, A Y BUTLER, I. “MEASUREMENT OF SKIDDING RESISTENCE AND SURFACE TEXTUREAND THE USE OF RESULTS IN THE UNITED KINGDOM”. MEYER, W Y REICHERT, J (EDS.) FIRSTINTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SURFACE CHARACTERISTICS ASTM STP 1031. 505 – 511. JUNE1988. PHILADELPHIA. ESTADOS UNIDOS. 1990.  15  
    •    TABLA 2: INDICADORES DE TEXTURA Y FRICCIÓN  FUENTE: DOCUMENTO ANTECEDENTES PARA LA INSPECCION Y DISEÑO DE ESPECIFICACIONES DE TEXTURA,  RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO Y FRICCION EN PAVIMENTOS  EQUIPOS Y ESPECIFICACIONES DE ENSAYES  Las  técnicas  de  medición  de  los  indicadores  resumidos  en  Tabla  3,  están  asociadas  al  tipo  de  equipo empleado.  La  textura  puede  medirse  mediante  métodos  volumétricos  o  perfilométricos,  en  tanto  que  la resistencia al deslizamiento y la fricción, requieren el uso de equipos que permitan reflejar las condiciones de interacción en presencia y ausencia de aceleraciones laterales. TABLA 3: EQUIPOS DE MEDICIÓN DE TEXTURA (PIARC, 1995; ASTM, 1997). FUENTE: DOCUMENTO ANTECEDENTES PARA LA INSPECCION Y DISEÑO DE ESPECIFICACIONES DE TEXTURA, RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO Y FRICCION EN PAVIMENTOS        16  
    •    MEDICIÓN DE TEXTURA:   La  microtextura  puede  medirse  mediante  dos  técnicas.  Una  mediante  el  Péndulo  Británico  o  SRT  (Skid Resistence  Tester)  o  mediante  técnicas  de  procesamiento  de  imágenes.  La  macrotextura  púede  estimarse aplicando métodos de tipo: (a) Volumétrico como el Método de la Mancha de Arena, regulado por la norma ASTM  E965;  (b)  Métodos  indirectos,  basados  en  el  uso  de  perfilómetros;  (c)  Medición  directa,  basada  en equipos móviles o estacionarios de medición de textura tales como el equipo MTM (Mini Texture Meter). En Tabla 4, se muestra un resumen de las técnicas y/o equipos de medición, el principio de medida, y la norma asociada al ensaye.  M EDICIÓN DEL  C OEFICIENTE DE  F RICCIÓN  L ONGITUDINAL   Los  equipos  de  medición  de  este  indicador  se  basan  en  el  principio  de  bloque  de  rueda  sin  esviaje.  La estimación  puede  realizarse  en  forma  directa  utilizando equipos del  mismo  tipo  de  los  empleados para  la medición  de  fricción  transversal.  También  se  puede  medir  en  forma  indirecta  mediante  la  estimación  del factor de arrastre, que corresponde a la razón entre la deceleración máxima de frenado y la aceleración de gravedad. El valor obtenido, la constante de frenado, refleja el valor de fricción longitudinal requerida para un bloque del 100 % de rueda, justo en el instante en que comienza el deslizamiento. M EDICIÓN DEL  C OEFICIENTE DE  F RICCIÓN  T RANSVERSAL  Los equipos para medir la resistencia al deslizamiento está basado en el principio de bloqueo de rueda. El valor del coeficiente se estima como el 15 % del valor máximo de coeficiente de frenado. La medición de fricción transversal, se aplica considerando una rueda bloqueada esviada entre 15 y 20 grados respecto del eje de desplazamiento, de modo tal que el coeficiente de fricción sea cercano al valor máximo. Estos principios son los aplicados en equipos tales como SCRIM, MU – Meter y GRIP Tester, que permiten medir a una velocidad entre 20 y 140 Km./h. En Tabla 4 se muestran las características generales de estos equipos. TABLA 4: CARACTERÍSTICAS GENERALES DE EQUIPOS DE MEDICIÓN DE FRICCIÓN (PIARC, 1995; ASTM, 1997; WALLMAN ET AL, 2001). FUENTE:  DOCUMENTO  ANTECEDENTES  PARA  LA  INSPECCION  Y  DISEÑO  DE  ESPECIFICACIONES  DE  TEXTURA, RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO Y FRICCION EN PAVIMENTOS  17  
    •     4. TRÁNSITO    a. VELOCIDAD DEL VEHICULO A  medida  que  la  velocidad  aumenta  existe  la  tendencia  a  una  disminución  del  rozamiento  debido  a  que disminuye el área de contacto entre el neumático y el pavimento.  CLASIFICACIÓN DE LA VÍA Y PESO DEL VEHÍCULO Esto está relacionado con la categoría de la vía. El tipo y volumen de tráfico que circule por la vía influirá en el desgaste del pavimento. Mientras mayor sea la carga, mayor será el desgaste del pavimento y por ende, las características adecuadas para una textura superficial correcta, disminuirán.  NEUMÁTICOS Los  neumáticos  de  un  automóvil,  y  el  aire  que  los  llena  constituyen  el  único  contacto  con  el  pavimento. Dado que el tipo de neumático es un aspecto asociado a la tecnología del automóvil, en el presente trabajo sólo se mencionarán sus características principales y algunos tipos de neumáticos especialmente diseñados para evacuar el agua y resistir el deslizamiento. PRESIÓN DE INFLADO  La presión de inflado de los neumáticos depende de las especificaciones dadas en cada automóvil. Son muy pocos los usuarios que utilizan correctamente la presión de inflado y siempre tienden a inflar más la llanta de lo especificado. Este es un problema muy grave ya que la fricción entre la superficie del neumático y la superficie del pavimento disminuirá si el neumático posee una gran presión de inflado debido a que habrá menor área de contacto. Por este motivo, para que haya una adecuada adherencia neumático – pavimento, es de vital importancia que las autoridades creen conciencia de ello y regulen el tema.      18  
    •    TIPO DE NEUMÁTICO  Los neumáticos lisos tendrán menor adherencia con el pavimento que los neumáticos con dibujos ya que los neumáticos con dibujos hacen que el agua evacue más rápido sobre la superficie de contacto. El tipo de neumático es importante ya que son los encargados de asegurar la adherencia y la amortización de las imperfecciones del pavimento, siendo fundamentales para la seguridad. Todos  los  neumáticos  vienen  con  unas  inscripciones  grabadas.  Estas  definen  gran  parte  de  sus características, las cuales generalmente son:  FIGURA 6: INSCRIPCIONES Y CARACTERÍSTICAS DE LOS TIPOS DE NEUMÁTICOS.   P: Pasajero (automóvil de turismo). Si aparece LT se trata de un vehículo de carga ligero (light truck). 215: Ancho del neumático (mm). Se mide con la presión máxima de inflado y sin carga alguna. 65:  Neumático  radial.  Si  aparece  B  significa  que  esta  construido  con  capas  circulares.  Si  aparece  D  está construido en forma diagonal. 15: Diámetro de la llanta (pulg.)  Para  darnos  una  idea  de  cómo  deben  ser  los  dibujos  adecuados  para  una  buena  adherencia  de  los neumáticos  con  el  pavimento  a  continuación  se  presentarán  los  tipos  de  neumáticos  de  la  empresa Goodyear diseñados específicamente para obtener esta característica.10                                                                   10  CFR. CATÁLOGOS GOODYEAR: 2003  19  
    •    L LANTAS PARA AUTOMÓVIL CONVENCIONAL Y RADIAL .  GPS2   Neumático con gran poder de agarre y reducción de hidroplaneo en pistas mojadas. Su construcción sistema “envelope” fortalece el costado y ofrece resistencia a impactos.  GPS3   SPORT   Neumático radial con un agresivo diseño de tres canales longitudinales formando 4 ribs ligados radialmente con  bloques  orientados  a  la zona de  los hombros  cuyos canales  terminan  en  la  zona alta  de  los  costados, incorpora además el nuevo concepto exclusivo de Goodyear denominado BUBBLE BLADE, que permite vía las burbujas cóncavas y convexas conectar los bloques para un mejor agarre. GT70  20  
    •     Neumático que permite mayor confort y agarre con las pistas, de buen desempeño en superficies mojadas, debido a la conexión de los canales centrales y los bloques direccionados en la zona de los hombros.   L LANTAS  H IGH  P ERFORMANCE :  EAGLE   F1   GSD3    Excelente  diseño  Ultra  High  Performance  que  combina  su  alto  desempeño  a  un  exclusivo  estilo  de neumático  para  los  vehículos  más  modernos  y  deportivos  del  mundo  automovilístico.  El  diseño unidireccional con canales alargados en forma de “V” garantiza un drenaje eficaz de agua, excelente frenada en piso mojado.    21  
    •   EAGLE   NCT5    Las nervaduras transversales mejoradas y hombros en forma de bloques dan un mejor agarre a la pista para un mejor control. Las nervaduras longitudinales dispersan el agua, previniendo el hidroplaneo.  EAGLE   NCT3   Sus  amplios  surcos  circunferenciales  le  otorgan  una  excelente  resistencia  al  hidroplaneo  y  una  rápida respuesta al volante debido a sus canales centrales en su banda de rodamiento.        22  
    •     L LANTAS PARA CAMIÓN :  G358/LHS     Su banda de rodamiento con láminas (siping) da una mejor tracción en pisos mojados y su diseño con surcos profundos permite un mayor kilometraje y menor costo por kilómetro.  TRAILERA   CT‐217   Las  barras  transversales  de  gran  profundidad  dan  un  gran  agarre  e  inmejorable  tracción.  Tiene  un  diseño mixto de surcos longitudinales, para uso en cualquier posición y es apropiado para ser usado en carretera.    23  
    •     5. CONCLUSIONES     El  factor  más  importante  que  afecta  a  la  resistencia  al  deslizamiento  entre  el  neumático  y  el  pavimento es la textura superficial. Si existe una adecuada textura superficial significa que puede  combatir a los demás factores que la afectan.     Para  poder  tener  una  idea  de  los  resultados  de  los  diferentes  ensayos  alrededor  del  mundo,  es  necesario estudiar el Índice de Fricción Internacional, ya que éste armoniza y se puede comparar  sus resultados.     Es  importante  conocer  las  normas  internacionales  para  evaluar  la  textura  superficial,  ya  que  la  experiencia permite tener una idea de cómo evalúan en otros países este tema.              24  
    •      6. BIBLIOGRAFIA   1. AEPO  INGENIEROS  CONSULTORES.  2003.  Introducción  a  la  auscultación  de  Firmes (http://www.aepo.es/ausc/publ/auscultacion.pdf )   2. AEPO INGENIEROS CONSULTORES. 2003.  (http://www.aepo.es/ausc/ejem/pre.pdf)   3. CRESPO, Ramón. 1999. Jornadas sobre la calidad en el proyecto y la construcción  de  carreteras.  Barcelona:  AEPO  Ingenieros  Consultores.  (http://www.aepo.es/ausc/publ/calidad.pdf)   4. DE  SOLMINHAC,  Hernán  y  ECHAVEGUREN,  Tomás.  2003.  Antecedentes  para  la  inspección y diseño de especificaciones de textura, resistencia al deslizamiento y  fricción  en  pavimentos.  http://www.udec.cl/~provial/trabajos_pdf/35HernandeSolminihacResistenciaad eslizamiento.pdf   5. MASTRAD:  QUALITY  AND  TEST  SYSTEM.  2003  (http://www.mastrad.com/griptest.htm )   6. ROCO,  Víctor;  FUENTES,  Claudio  y  VALVERDE,  Sergio.  2003.  Evaluación  de  la  resistencia  al  deslizamiento  en  pavimentos  chilenos  (http://www.udec.cl/~provial/trabajos_pdf/33VictorRocoResistenciaDeslizamien to.pdf)     25