Prueba

1. TRANSPORTE INVESTIGACIÓN GRABAR 1401 117
Hidroplaning y Calzada
Agravio Responsabilidad
JUAN M. MüUNCE Y RICHARD T. BARTOSKEWITZ
Agravio contra agencias de carreteras por presuntos incidentes de hy
droplaning debido a defectos de la carretera han ido creciendo en
número. Mucho ciaims de hidroplaning no poder ser Justificado por
el tiempo calzada o condiciones vehicie presente en el tiempo de
el accidente. Y a menudo, cuando se produce hidroplaning, la
evidencia indica que una respuesta inadecuada a la conducción
adversa conducida ditions, o simplemente negligencia del
conductor, puede ser la causa directa más bien que un defecto en la
calzada. Investigación del fenómeno de hidro Cepillado se revisó
para abordar los problemas que surgen cuando hidro el planing se
alega en el litigio del agravio del camino. El hidroplano es el
separación de un rodar o deslizarse neumático de la calzada
Superficie por un !ayer de fluido. De los tres tipos de hidroplaning
comúnmente reconocido, los ingenieros de carreteras se refieren
sobre todo a vis cous e hidroplaning dinámico. De estos dos, hidro
dinámica el planificar presenta el mayor riesgo. En la situación
extrema de pleno derecho hidroplano dinámico, separación
completa del neumático de la acera por un fluido !ayer niega la
capacidad del conductor para controlar velocidad vehicie y
dirección. Hidroplaning Mayo evitarse por consideración de la
separación! Factores. El diseño adecuado de la carretera puede re
duce hydroplaning riesgos al proporcionar una textura adecuada del
pavimento y cruz cuesta. Sin embargo último responsabilidad de
Evitar hidroplaning miente con el conductor. Los conductores
pueden reducir Incidentes de hidroplaning manteniendo los
neumáticos en buen estado a la calificación presiones inflacionarias
y por desaceleración durante las tormentas de lluvia o en mojado
Caminos.
Precipitaciones y agua presentes en la superficie del
pavimento influyen ence la seguridad de la explotación de los
vehículos de motor. Lo último a nivel nacional accidente
estadísticas, compilado hasta 1990, indicar que ap proximately
10 por ciento de ali accidentes fatales ocurren en pavimento
mojado ciones durante las precipitaciones (1). En Texas,
aproximadamente el 28 por ciento de los accidentes de Ali se
clasifican como que ocurren durante las lluvias o en mojado
Pavimentos (2).
Automovilistas mosto ser Confiado sobre Para reconocer el
degradación de su capacidad para operar con seguridad Trajo en
por disminuido visibilidad a través de las precipitaciones y
reducción de las capacidades de frictíon en pavimento mojado.
Los accidentes de hombre y en clima húmedo se deben a la
pérdida de vehículo control cuál resultados de cualquiera de los
dos fracaso para rec ognize o para correctamente responder a
clima adverso y pavimento Ment condiciones.
En los últimos años, un número cada vez mayor de demandas
por agravio han se ha presentado contra las agencias operadoras
de calles y carreteras con Alegatos de calzada defectos
responsable de "hydroplan" ing." En la adjudicación de estas
demandas, muchas declaraciones have sido hecho en cuanto a
cuándo, dónde y cómo hidroplaning Ocurre.. La mayoría de los
accidentes de clima húmedo no son causados por la energía
hidroeléctrica Cepillado. En realidad hidroplaning es un evento
raro, y su oc currencia es dependiente en mucho Factores. Éste
papel es un com-
Transporte de Texas Instituto, El Tejas A&M Sistema Universitario,
Universidad Estación Tex. 77843-3135. ·

2. pilación de la investigación dirigida al fenómeno del
hidroplaning como relacionado Para calzada agravio
litigación.
FÍSICA DE HIDROPLANING
Una comprensión básica de la función de la textura del
pavimento en el neumático-pavimento interface is
critica) a una discusión de el mecánica del hidroplano.
Las superficies de la carretera son de carácter ized por
pavimento microtextura y macrotextura. Microtex ture
describe el grado de pulido de la superficie del
pavimento o agregado, variando de áspero a pulido (3,
Capítulo 2), y es necesario al desarrollo de las fuerzas
de fricción sea Interpolación el neumático y el
pavimento en superficies mojadas. La magnitud de
estas fuerzas de fricción se hace mayor con el aumento
mi crotexture, y se maximiza a velocidades más bajas
del vehículo (4). Cuando un fino !ayer de agua está
presente, asperities en el pavimento Ment Superficie
quebrar a través de el película de agua Para habilitar
directo contacto entre el neumático y el pavimento (5).
Estas asperidades son miles de pequeño puntiagudo
Proyecciones ese hacer hacia arriba microtextura. Alta
local se generan presiones de rodamiento por contacto
entre la banda de rodadura del neumático y el
pavimento Asperezas lo que permite que el neumático
establezca un contacto esencialmente "seco" con el
calzada (6).
Macrotextura Describe el tamaño y extensión de a gran
escala
Protuberancias De la superficie de el pavimento,
variando de Suave Para áspero. Macrotextura es un
función de agregado gradación el acera construcción
método y especial Superficie Tratamientos tal como
Ranurado o Saltar (3, Capítulo 2). Mientras que
microtextura Gobierna mojado fricción en Bajo
vehículo Velocidades macrotextura es el factor
critica) para mayor vehículo Velocidades. Priction
Niveles son significativamente bajar para Pavimentos
con pobre macrotextura que para pavimentos con
bueno mamá crotexture cuando las velocidades de los
vehículos son Alto y condi inundado ciones
prevalecen. Esto se explica por el hecho de que
macrotextura Proporciona canales de drenaje, por lo
tanto Reducir hidrodía presiones méricas existentes
entre el neumático y el pavimento cuando el agua está
presente (4). Por un delgado película de agua y Alto
vehículo Velocidades macrotextura es vital Para
Establecer y Mantener contacto entre el cansar y
acera. Por un inundado pave- 'Ment eso Opera como
escapar Canales para bulto Agua drenaje De debajo
el cansar footpi-int (6).
El fenómeno físico del hidroplaning es la separación
de un neumático rodante o deslizante de la superficie
de la carretera por un !ayer de líquido. En un pavimento
mojado o inundado, pres hidrodinámico las certezas
aumentan a medida que aumenta la velocidad del
vehículo y eventualmente alcanzan una crítica! punto
en el que el neumático se levanta lejos de la superficie
(7}. Tres Tipos de hidroplaning have sido identificado:
a) viscoso hidroplano, b) dinámico hidroplano, y e)
pisada

4. 12 TRANSPORTATJON INVESTIGACIÓN GRABAR
reversión de goma hidroplano. Hidro viscoso y dinámico la
planificación es motivo de preocupación al examinar las
operaciones de las carreteras en mojado Pavimentos.
El hidroplano viscoso es un problema asociado con la baja
operación de velocidad en pavimentos con poca microtextura
orno. Lt resultados de una película extremadamente delgada
de agua existente co hesively entre el neumático y la
superficie del pavimento porque de insuficiente microtextura
Para penetrar y difusa el fluido
!ayer. Por esta razón, el hidroplano viscoso es comúnmente re
ferred to as thin film hydroplaning para distinguirlo de dy namic
hidroplano, cuál requiere un espesor comparativo fluido !ayer.
Opinioñs en el importancia de vehículo velocidad Para
viscoso hidroplaning variar. Yeager afirma que el hidroplano
viscoso se observa a velocidades del vehículo superiores a 32
km/h (20 mph) (8). Sin embargo Browne sostiene que la
hidroplanificación viscosa puede ocurrir a cualquier velocidad
del vehículo y con cualquier película de agua de espesor ness (9).
El punto importante es que puede ocurrir cuando el vehículo las
velocidades son muy bajas, como con las velocidades típicas de
la conducción en ciudad.¡El más criticado! factores de influencia
durante la hidrología viscosa la planificación es la viscosidad del
fluido, el estado de los neumáticos y la calidad de la superficie
del pavimento. Lt no se producirá a menos que el la profundidad
de la banda de rodadura de los neumáticos es muy poco profunda
y el pavimento tiene un "pol ished" calidad. El hidroplano
viscoso puede describirse como un evento raro caracterizado por
un neumático calvo que opera en un espejo Suave Superficie.
El hidroplano dinámico es el resultado de las fuerzas de
elevación creadas por una cuña de agua accionada entre un
neumático en movimiento y el pavimento Superficie como se
muestra en Figura 1. El riesgo de hidro dinámica el alzate es alto
cuando dominan los efectos inerciales fluidos, como con gruesas
películas de agua encontradas en un pavimento inundado. Hy
dinámico droplaning sólo puede ocurrir cuando la acumulación
de agua en contrarrestado por el neumático supera la capacidad
de drenaje combinada del banda de rodadura de neumáticos y
macrotextura del pavimento para un determinado velocidad (9).
Para el extremo condiciones, se ha observado para profundidades
de agua tan poco como 0.76 mm (0.03 in.) con neumáticos calvos
encendidos Suave pulido acera Superficies (8).
¡Un neumático de hidroplano puede experimentar
cualquiera de las dos partes! o lleno hidroplano dinámico.
¡Con partía! hidropláning dinámico, sólo una parte del
neumático en realidad monta en la superficie del agua. Contacto
entre al menos una parte de la huella del neumático y el acera
Superficie es Mantenido. Lleno dinámico hidroplanIng en el
Otro mano es caracterizado por íntegro sepa-
Vehículo Pesaje
Uplifl Fuerzas
FIGURA 1 Dinámico hidroplano.
ración de la neumático del pavimento por el fluido (ayer). El
aparición de hidroplaning dinámico completo representa un mucho
mayor peligro que partía! hidroplanificación dinámica; El
controlador no puede para controlar la dirección y el frenado del
vehículo debido a la pérdida de contacto.
La velocidad y el espesor de la película en agua son las
condiciones que rigen para partía! y dinámica completa
hidroplano. Eso es difícil Para identificar con precisión la
velocidad a la que estos fenómenos se producen, porque otras
variables que describen la carretera sur la cara, el estado de los
neumáticos y el entorno de conducción debe ser Considera.
Considerando que las velocidades ordinarias de funcionamiento
de las autopistas y las profundidades del agua pueden dar lugar a
hidroplano dinámico parcial, velocidades de vehículos
considerablemente más altas y una película de agua muy gruesa,
tales como la producida por las precipitaciones de alta intensidad,
son necesarias para que se produzca un hidroplano dinámico
completo (10). Para la mayoría situa ciones, el velocidad del
vehículo a la que se completa el hidroplano dinámicose observa
se consideraría inseguro o no prudente para la cantidad de agua
en la carretera, suponiendo que el neumático pisada es suficiente
y ese el Neumáticos son propiamente inflado.
FACTORES INFLUENCIAR CALZADA
HIDROPLANING
El hidroplaning dinámico es una función de la interacción
compleja entre muchas variables. Por esta razón, la probabilidad
de dinámica completa hidroplaning es bastante bajo (10).
Factores critica!Para hidroplaning se muestran en la Figura 2.
Como se puede ver, el cuatro variables efectivas primarias son la
lluvia, la carretera, el neumático características y el conductor.
En general, el hidroplaning es un evento de baja probabilidad
porque las intensidades de lluvia necesarias para inundar una
superficie de pavimento son raros y de corta duración (11).
Además, las precipitaciones son insensibles lazos de
magnitud suficiente [5,1 a 10,2 cm/h (2 a 4 pulgadas/h)]Para
crear una inundación de láminas de superficies de pavimento,
reduzca la visibilidad aun con Limpiaparabrisas así que ese
prudente Controladores será reducir operativo Velocidades
para seguridad (10).
Drenaje camino largura Se nombra Para el distancia cualquier
discreto molécula de agua tendría que negociar para drenar de un
dado punto en la superficie del pavimento. Eso es una función
del número de Carriles de viajar y el Jane Ancho. Un típico
dos carriles,
Probabilidad de Hidroplaning
FIGURA 2 Síntesis de interactivo Factores
Influenciar hidroplano.
CAMINO
* Textura
* Cruz
Cuesta
CONDUCTOR
* Reconocimi
ento
* Acciones
CAN PRECIPIT
Ó

5. Mounce y Bartoskewitz 11
Coronado cruz sección tiene un nominal drenaje camino
largura de
3,66 pies Este factor es especialmente significativo para el agua
acuse mulations ese resultado De extendido drenaje camino
Longitudes asociado con carreteras de varios carriles. Una
investigación de po tential meaos de decreciente la aparición de
hidroplaning Concluyó que minimiza la longitud de la ruta de
drenaje a través de el diseño y la construcción cuidadosos de la
carretera son un estrato eficaz egy (11). Cuando hay varios
carriles de viaje presentes, el negativo el impacto de las longitudes
más largas de las trayectorias de drenaje se puede mitigar a través
de apropiado aplicación de acera pendiente transversal y
pavimentar Ment textura.
Factores viales de textura de pavimento y cruz transversal
pendiente son critica! para controlar la acumulación y el drenaje
de agua edad. Una pendiente transversal transversal de 2.5 por
ciento es deseable Para facilitar drenaje superficial adecuado
para común precipitación en tensidades sin impedir la dirección
del vehículo o el cambio de carril maniobras (10).
El papel de la textura del pavimento en la recolección y el
drenaje de sur el agua de la cara de la trayectoria del vehículo
ya se ha abordado.Balmer y Gallaway (1J) informó de los
resultados de un extenso investigación de aplicaciones de
textura de pavimento para reducir el riesgo de hidroplaning y
Para mejorar mojado tracción. El usode una textura o acabado
de superficie arenosa y gruesa en la construcción y
mantenimiento de Pavimentos era recomendado.
¡Proporcionar profundidad de textura también es crítica!
porque tex más profundo tures actuar como más grande escapar
Canales para Agua forzado De debajo la huella del neumático
región. Balmer y Gallaway dis cubierto que aumenta la
profundidad de textura de 0,76 mm (0,03 en.) a 3,81 mm (0,15
pulgadas) elevó la velocidad a la que la dinámica se predijo que
el hidroplano ocurriría en 16,1 km/h (10 mph) para la inflado de
neumáticos presión de 206.85 kPa (30 psi), banda de rodadura
del neumático profundidad de 6,75 mm (8.5/32 en.), y Agua
profundidad de 7,6 mm (0,3 pulgadas). Lt también se concluyó
que la textura transversal, alineada paralelo a la dirección de la
pendiente cruzada, se puede esperar a pro vide mejorado drenaje
superficial general, mejorado agua ex Pulsion entre el
neumático y el acera y una disminución en el movimiento
hacia adelante del agua responsable de crear un agua cuña entre
el cansar y acera.
Acera textura profundidad de 1.52 milímetro (0.06 en.) o
mayores el mínimum recommeñded para roadwáys con alta
oper velocidades de ating. Esto proporcionará un drenaje
adecuado y de hidroplanificación de pliegues para las tasas de
precipitación normalmente esperadas (10). Para carreteras con
operación a baja velocidad, aún menos textura profundidad
Mayo ser tolerable. Sin embargo incluso bajo el mejor diseño
y condiciones de construcción, tormentas de intensidad
inusualmente alta sity, aunque raro, son propensos a crear
inundaciones del pavimento Superficie encima el textura
asperaciones.
El neumático es uno de los el más critica! factores que
influyen hidroplano. Incluso en un lugar bien diseñado y bien
mantenido carretera, desgastada, subinflada o sobreinflada
experiencias con neumáticos un riesgo considerablemente
mayor de hidroplano que un neumático en "buena" forma,
para normalmente esperado lluvias y pru velocidad de
abolladura. Yeager (8) y Browne (9) have Dirigida Factores
de cansar constructton y condición ese influencia hidroplano.
El patrón de banda de rodadura es uno de estos factores.
Lateral y longi ranuras tudinales, sipes y costillas conforman el
patrón de la banda de rodadura del neumático. Los surcos son
los canales profundos que corren alrededor de la circun ferencia del
neumático (ranuras longitudinales) y a través del neumático
Superficie (lateral surcos). Tliey servir Dos principal Funciones.Por
canalización bulto Agua a través de y fuera de el cansar huella

6. 12 TRANSPORTATJON INVESTIGACIÓN GRABAR
región, los surcos ayudan a prevenir la formación del
agua cuña que penetra en la región de la huella y
causa hidroplano dinámico. También funcionan como
depósitos para delgadospelículas de agua exprimidas
desde entre el neumático y el pavimentoSuperficie
cuál Reduce el riesgo de viscoso hidroplaning (9).
Cuatro Parámetros describir el efectividad de el
pisada ranuras con respecto a la tracción en mojado y el
hidroplano: banda de rodadura profundidad surco
capacidad surco forma y surco espaciamiento. Pisada la
profundidad es principalmente una medida de cómo
mucho pisada re cañerías en un neumático después de
experimentar desgaste como resultado de la extensión
uso. Cuando el el neumático está desgastado hasta
cierto punto tal ese el profundidad de la banda de
rodadura alcanza un mínimum valor seguro, reemplazo
de neumáticos es recomendado.
La cantidad de superficie agua para ser eficaz
handled es conocido como la capacidad de ranura del
neumático. Está relacionado con la banda de rodadura
profundidad e influencia por construcción, carga e
inflado de neumáticos presión. Una vez el importe de
acera Superficie Agua en Contradijo por la banda de
rodadura del neumático excede la capacidad del surco,
el el exceso de agua debe tener tiempo suficiente para
ser desplazado sin construir delante del neumático y
crear elevación presión sobre el neumático. Las
velocidades más altas del vehículo reducen el tiempo de
desplazar Ment y aumentar el riesgo de hidroplano.
Otro factor determinante de la capacidad del surco
es el surco clausura. El efecto del cierre de la ranura es
una reducción considerable ción en la capacidad de
ranura de la banda de rodadura. Este fenómeno depende
sobre las propiedades estructurales de la banda de
rodadura del neumático, la rotación velocidad del
neumático, y las fuerzas inerciales de la capa de
fluido que los encuentros con neumáticos. Es una
consecuencia directa de las fuerzas laterales actuando
en las costillas del neumático hacia la línea central
longitudinal de la huella del neumático. El cierre de la
ranura es resistido por las fuerzas de fricción entre el
neumático y el pavimento. Sin embargo, en ausencia
de estas fuerzas de fricción, como en un pavimento
mojado, sin fuerza existe para contrarrestar el cierre
de ranura. El cierre de ranuras ha sidose encontró que
era menos un problema para los neumáticos radiales
que para el sesgo Neumáticos (8).
La forma de la ranura y el espaciado influyen en la
tracción en mojado de un neumático capacidades y
rendimiento. Surco la forma es especialmente im
portante para un neumático deslizante, en lugar de un
neumático de balanceo libre (8). Extenso Ranuras
proporcionar flujo óptimo características y mitigate
los efectos del cierre del surco. Ligeras cantidades de
zigzag con los surcos qiagonal también son
deseables. Para un balanceo libre neumático, la
capacidad de la ranura es el factor de control, aunque
di agonal Ranuras y Blading Ayuda Para reducir el
riesgo de viscosohidroplano en una superficie lisa. Los
surcos deben estar cerca Espaciados Para lograr pico
tracción rendimiento.
Otros factores de los neumáticos relacionados con el
hidroplano imd tracción en mojado puede ser
generalmente categorizado como elementos de la
carcasa del neumático. Estos incluyen las
dimensiones de los neumáticos y la flexibilidad. La
región de el contacto entre el neumático y el
pavimento, la huella del neumático, es medido por la longitud
y la anchura del neumático. A medida que aumenta el ancho
de los neumáticos, el ancho de la huella aumenta. En un lugar
húmedo o inundado pavimento, esto es importante porque el
neumático se encontrará e interactuar con una mayor cantidad
de líquido de lo que habría hecho de otra manera. En
consecuencia, la tarea de recopilación y canalizaciónel agua
lejos de la huella del neumático se vuelve más difícil y requiere
un mayor período de tiempo, y la magnitud de hy las fuerzas
drodinámicas que actúan sobre el neumático son mayores.
Pero mientras que Aumentar el ancho de la región de contacto
es potencialmente DET rimental, el aumento de su longitud
da lugar a mayores cantidades de contacto seco dentro de esta
región. De ello se deduce que la tracción en mojado
rendimiento y seguridad son mejorado.

7. Mounce y Bartoskewitz 11
Agua
El Efectos de cansar dimensiones de la huella en dinámico
hidro la velocidad de planificación se ha investigado
recientemente (12-14). El la relación de aspecto de la huella
del neumático se calcula como el contacto de la banda de
rodadura ancho de área dividido por la longitud de la huella
(Figura 3). Es de particular interés en el análisis de la
hidroplanación de diez dency de camiones tractor-remolque.
Las relaciones de aspecto para camiones son influenciado por
la magnitud de la carga. El aspecto de la huella la proporción
para un camión vacío es considerablemente más alta que para
un camión cargado, al mantener constante la presión de
inflado, debido a huellas de neumáticos más cortas para
camiones vacíos. Como se explicó antes viously, esto da lugar
a menos área de contacto seca entre el neumático y el
pavimento. Además, las estadísticas de accidentes muestran
que jackknifing de camiones tractor-remolque vacíos en
pavimentos mojados es un evento significativo que puede
atribuirse a dynamic hy droplaning. Lt se determinó que la
relación de aspecto de la huella es una variable que se debe
tener en cuenta al estimar la dinámica hidroplaning
Velocidades para neumático Neumáticos.
La construcción de neumáticos y la presión de inflado
gobiernan la flexibilidad de los neumáticos bilidad. La percha
de sesgo, la ply de sesgo con cinturón y la ply radial son las
tres métodos comunes de construcción de neumáticos. Con
respecto a de arrugando el potencial del neumático al
hidroplano, sesgo ceñido se prefieren los neumáticos de la ply
y radiales. Las pisadas de estos neumáticos han mejorado la
estabilidad, proporcionada por correas debajo de la banda de
rodadura región. Esto sirve para reducir el desgaste de la
banda de rodadura de los neumáticos y la ranura seguro y hace
posible la inclusión de pisada exagerada pattems ese reducir
hidroplaning Riesgos (9).
La función de inflado de neumáticos presión en subir o bajar
La tendencia de hidroplano de un neumático es difícil de analizar
y eval uate. Lt se ha demostrado que para el hidroplaning
dinámico tomar lugar, la superficie del neumático debe
deformarse hacia adentro, hacia el centro del neumático.
Cuando esta deformación está presente, el agua puede pluma
etrate más profundamente en la huella del neumático para
crear la cuña de aguaese enlatar finalmente Conducir Para lleno
dinámico hidroplano. Superior
inflación presión Mejora el neumáticos rigidez y su capacidad
Para resistir el hidrodinámico Fuerzas causal cansar
Superficie defor
que ocurra. Lt también contrarresta las fuerzas laterales en las
costillas de los neumáticos que fomentan el cierre del surco.
El inconveniente, sin embargo, es acortamiento de la huella
de los neumáticos y la consiguiente reducción de el área de
contacto seco entre el neumático y el pavimento. Éste
esencialmente Baja el hidroplaning velocidad (9).
Carretera, vehículo y factores ambientales que interactúan
para crear hidroplaning se han mencionado. El del conductor
El reconocimiento y la respuesta a estos diversos factores son
críticos ¡Ica!. Controladores evitar hidroplaning por directo
acción para instancia manteniendo velocidades seguras en
carreteras mojadas. También pueden reducir indirectamente
el potencial de hidroplanificación a través de un cuidadoso
programa de cansar mantenimiento.
PREDECIR Y IDENTIFICARHIDROPLANING
VELOCIDADES
Substancial esfuerzo tiene sido devoto Para el desarrollo de
fórmulas y criterios para identificar el velocidad precisa a la que
hidroplaning Ocurre. Los más comunes acercarse ha sido para
calcular la crítica! velocidad Obligatorio para dinámico hidro
Cepillado. Sorne de estos Ecuaciones son sencillo Relaciones
definir la velocidad de hidroplano en función de uno o dos
Variables. Otros son considerablemente más complejo. Como
podría ser esperado, la tarea de predecir cuándo se hará
hidroplaning ocurrir, o de identificar un particular clima
húmedo accidente como un incidente de hidroplano, es bastante
difícil e involucra a un sub grado stantial de incertidumbre. El
propósito de Esta sección espara describir brevemente sorne de
la tecnología analítica y empírica niques para Evaluar
hidroplaning potencial.
En el caso de hidroplano viscoso, la Ecuación 1 describe la
velocidad mínima de hidroplano para una superficie de
pavimento con leve microtextura:
> -
L
mation, por lo tanto levantamiento el velocidad Obligatorio
para hidroplaning
VH- l::. T
Sf
(1)
L
­

8. 12 TRANSPORTATJON INVESTIGACIÓN GRABAR
ASPECTO PROPORCIÓN
W
W + L
FIGURA 3 Cansar huella-pavimento vista.

9. Mounce y Bartoskewitz 12
(
(
=
Dónde
VH = mínimo viscoso hidroplaning velocidad
L = largura de el cansar huella región y
li T,1 = tiempo requerido para una reducción suficiente del
fluido película para contacto entre la goma de la
banda de rodadura y el acera Asperezas Para ocurrir
(9).
Esta fórmula no es aplicable a la hidroplanificación dinámica.
Yang tiene Propuesto un analítico ecuación Para definir
hidro
Cepillado como par't de un esfuerzo Para desarrollar diseño
criterios para ranurado del pavimento de la pista (15). El
principie subyacente para Esta ecuación es que el hidroplano
ocurrirá cuando el agua velocidad de escape debida a una
externa! la fuerza, la presión del neumático, es menor que la
velocidad a la que el agua superficial viaja hacia los lados. ¡La
crítica! momento en se define qué hidroplano se produce por
Ecuación 2:
Investigaciones recientes han indicado que la dinámica
mínimum la velocidad de hidroplano de los neumáticos de
automóviles, camiones y autobuses varía no sólo con el
presión de inflado pero también con el neumático huella
aspecto proporción (12-14). Por consiguiente Hogar pro
planteó una modificación de bis fórmula anterior para tener en
cuenta el influencia de la relación de aspecto de la huella bajo
carga. Simplificadoéste Nuevo ecuación Mayo ser escrito
como Ecuación 6:
(6)
Dónde wll es la relación de aspecto de la huella del neumático,
la inflación del neumático presión pis en kPa, y la velocidad
mínima de hidroplano de los neumáticos VH está en km/h. Para
las unidades habituales de EE. UU., Ecuación 6 Mayo ser
escrito como
(7)
Cp11 2 = 0.1292 (B
7J'llV)
Dónde
E = constante
p = cansar inflación presión (kPa),
un = anchura de la huella del
neumático (cm),B = largura de cansar
huella (cm), yV = vehículo velocidad
(cm/seg).
Para Estados Unidos acostumbrado unidades
Ecuación 2 es Reescrito como
i12- 7J'a/4
Cp - 2blv
(2)
(3)
lo que produce la velocidad VP en mph en función del neumático
en presión de flación p en lbf/in.2 Lt se ve tha t el magnitud de la
mínimum hidroplano dinámico velocidad Aumenta como el
cansar aumenta la presión de inflado y la relación de aspecto de
la huella del neumático Disminuye (12). Investigación en el
Instituto de Transporte de Texas (ITT) investigado la validez de
las predicciones de Horne de dy namic hidroplaning de
ligeramente cargado camión Neumáticos en típico carretera
Velocidades (13). ITT ingenieros Formulado el relación
0. 5
V= 24,99 p)0 2 1 (8)
normalizado para la relación de aspecto de prueba de 1,4. En
U.S. costumbre unidades Ecuación 8 es escrito como
Dónde
E =
constante
V= 23.3(p)º2 1 (irs (9)
p = cansar inflación presión (lbf/in.2 ) ,
un = Ancho de el cansar huella región (en.),
B = largura de el huella de neumáticos región (en.), y
V = vehículo velocidad (in./sec).
El desarrollo de éste ecuación Asume un elíptico cansar
huella forma.
Uno de el más frecuentemente ecuaciones de hidroplano
citadasera desarrollado por Hogar Para predecir el mínimo
dinámico
Aunque las ecuaciones 8 y 9 difieren de las ecuaciones 6 y 7,
curvas de rendimiento que coinciden estrechamente en el
rango de prueba condiciones.
Un estudiar por Gallaway Et al. (17) desarrollado un empírico
fórmula para la velocidad de hidroplano dinámico cuando el
waterfilm el espesor supera los 0,10 pulgadas. Regresión lineal
múltiple rendido el siguiente expresión:
( l)o.o 6A
hidroplaning velocidad para neumático Neumáticos (16). En su
simplificadoforma éste ecuación es
VH = 6.35Vp (4)
V = 0,902SD0 04 P0 3 TD +
0.794
Dónde Un es el mayor de
(10)
cuál produce la velocidad mínima de hidroplano de los
neumáticos VH (km! hr) en función de la presión de inflado del
neumático p (kPa). En ESTADOS UNIDOS acostumbrado
unidades Ecuación 4 es dado por
11.008
Un WDº º 6
o
)
+ 3.507 (11)

10. 12 TRANSPORTE INVESTIGACIÓN GRABAR 1401
ENANA
(5)
Dónde el mínimum cansar hidroplaning velocidad VPis en
Mph y
Un = (26· 87 1 - 6 861)TXDº 14 (12)
la presión de inflado de neumáticos pis en lbf/in.2 El se deriva la
fórmula de empírico datos y basado en las propiedades inerciales
de la fluido !ayer. Es aplicable a inundado Pavimentos cuando el
Agua profundidad Excede el cansar pisada profundidad.
y V es la velocidad del vehículo (km/h), SD es el spindown
por centage, Pis la presión de inflado del neumático (kPa), TD
es la banda de rodadura profundidad (mm), ENANA
BLANCA es el profundidad del agua por encima del
pavimento Asperezas (cm), y TXD es el acera textura
profundidad (cm).

11. Mounce y Bartoskewitz 12
(
W D0·06
Para indicar el punto en el que se produce el hidroplano, el espín
abajo parámetro se utilizó. Spindown describe el cambio en un
libre rodante rotación del neumático velocidad sobre pérdida
de contacto con la superficie del pavimento, como en el
hidroplano dinámico completo. Cuando Estados Unidos
acostumbrado unidades son usado Ecuación 13 es aplicado:
medioambiental condiciones que crean suficientes
profundidades de agua en el acera para el posibilidad de
hidroplano, y el acción de mantener una velocidad de
funcionamiento razonable bajo esos condiciones es el
responsabilidad de el conductor.
Pérdida de control debido a la alta o la velocidad insegura es
la directa causa de más clima húmedo accidentes. Si el
conductor Elige Para
V = SD0 04 P0 3 (TD + l )0 06 Un
Dónde Un es el mayor de
10.409 )
Un = ENANA BLANCA º·º 6 +
3.507
o
Un = [28· 952 - 7 817] TXDº·1 4
(13)
(14)
(15)
ignorar las lluvias de alta intensidad y continúa operando a
velocidadesconsiderado alto para las condiciones existentes, la
probabilidad de se incrementa el hidroplano dinámico. Con hidro
dinámica completa Cepillado el conductor Pierde control sobre
vehículo dirección y frenado.
Conductor Expectativas durante precipitación mosto ser
realista y razonable. Operando a límites de velocidad publicados
superiores a 80 km/h (50 mph) bajo pesado precipitación pone
en riesgo al conductor de hidroplaning dinámico. Citaciones
emitidas por la policía el personal en muchos de estos casos
carga al conductor con op borrar el vehículo a una "velocidad
insegura para las condiciones" o "fallar Ure Para control
velocidad". Carretera ingenieros mosto confiar en el
y V se expresa en Mph Pis en lbf/in. 2 , TD es dado como32º
de una pulgada, y ENANA BLANCA y TXD se expresan en
pulgadas. Dos estudios Realizado en El Pensilvania Estado
Univer sity have investigado hidroplaning Velocidades.
Agrawal Et al.
(18) rendimiento del pavimento de la carretera clasificado
mediante la evaluación de la hidroplaning potencial de varios
pavimentos Tratamientos. El dinámico hidroplaning velocidad
era determinado indirectamente por medir el coeficiente de
fuerza de freno, el valor de fricción que describe la interfaz
neumático-pavimento. Lt se asumió que ful! el hidroplano
dinámico se produce cuando el coeficiente de fuerza de frenado
es cero.
Huebner et al. (19) desarrollado un hidroplano modelo ese se
basa en el trabajo tanto de Gallaway como de Agrawal. Para wa
terfilm Espesores mayor que 0,25 mm (0,10 pulgadas), Galla
ecuación de way para la crítica! hidroplano dinámico velocidad
fue aprobado. Una regresión de 18 puntos de datos recopilados
por el Estudio de Agrawal para waterfilm espesores inferiores a
0,25 cm (0.10 en.) era Realizado. El relación
prudencia y funcionamiento razonable de los conductores en
tiempos de lluvia o cuando el agua está en el pavimento. La
velocidad debe ser reducido por debajo de 80 km/h (50 mph)
para disminuir la probabilidad de dinámica completa
hidroplaning (10). Acciones o reacciones expresas por el frenado
o la dirección debe tener cuidado controlado cuando encontrar
agua en la superficie del pavimento, debido a la fricción
capacidad es significativamente reducido.
Responsabilidad por el cuidado y mantenimiento adecuado
de los neumáticos también miente con el conductor. Se debe
confiar en los conductores para mantener presiones de inflado
de los neumáticos de acuerdo con lacaracterísticas técnicas.
Aunque el recomendado presión inflacionaria varíes para
diferente Tipos de Neumáticos eso es típicamente en o
encima
206,85 kPa (30 psi) para la mayoría de los neumáticos de
turismo. Cuidado de neumáticos y el mantenimiento también
implican la responsabilidad del conductor de mon itor desgaste
de la banda de rodadura de los neumáticos regularmente y para
reducir los efectos de la banda de rodadura desgaste en el
rendimiento y la seguridad de los neumáticos mediante el
equilibrio adecuado y la rotación de los neumáticos a
intervalos regulares. Profundidad de la banda de rodadura del
neumático debe ser un mínimum de 0,159 cm (2/32 in.) para
reducir el vehículos susceptibilidad a hidroplaning y Para
obtener óptimo
HPS = 53.34 (W PIES )- 0
2s9
(16) mojado tracción rendimiento (10).
Carretera ingenieros have responsabilidad (responsabilidad)
para puntal
era Obtenido para el dinámico hidroplaning velocidad HPS
(km/hr) como un fünction de el película de agua espesor
WFT (cm). En
Estados Unidos acostumbrado unidades el equátion es
erly artero Construir y Mantener el calzada acera para
adecuadamente drenar Superficie Agua De normalmente
Esperado Precipitaciones. Esto incluye el reconocimiento y reme
diación de acera defectos Fallas o Áreas propenso Para el
HPS = 26.04 (WFT)-02s9 (17) posibilidad de Acumulación Agua. Sin embargo como
Declaró previamentedebajo el más deseable métodos de
diseño construcción
para la velocidad de hidroplano dinámico HPS en mph y el
espesor de la película de agua WFTin Pulgadas. El estudio
señaló que conSe requieren más datos para establecer con
precisión esto relación para espesores de película de agua
inferiores a 0,25 cm (0,10 en.). Sin embargo, la crítica! velocidad
de hidroplano bajo este con la dición es mucho más alta, y la
velocidad de hidroplano dinámico completo es menos
probable que ocurra para waterfilms de esta profundidad
en legal carretera Velocidades.
RESPONSABILIDAD PARA HIDROPLANING
Ali de el previamente Discutido factores- neumático inflación
Pres seguro, profundidad y diseño de la banda de rodadura,
profundidad de textura del pavimento, pavimento Ment
cuesta drenaje camino largura y precipitación intensidad

12. 12 TRANSPORTE INVESTIGACIÓN GRABAR 1401
influencia hidroplaning ocurrencia. Pero el reconocimiento
de
y mantenimiento de una calzada para el drenaje superficial del
pavimento, una tormenta atípica de alta intensidad puede
producir una inundación de láminas Ing o Agua Acumulación
tal ese hidroplaning enlatar ocurrir.
Ambos transversales y longitudinal áreas de Agua Puddling
puede desarrollarse en las carreteras porque de rueda cargas o
fallos de el acera sobre Hora. Estos "surcos" trampa Agua y
son
más probabilidades de ocurrir en flexible pavimentos y ser de
corto largura. Los estudios indican que el hidroplaning puede
ocurrir en estos áreas cuando la longitud de la roderas es de 9.144
m (30 pies) o más. Sin embargo, con pendientes transversales
normales (::s2.5 por ciento), profundidades de rode de 0,61 cm
(0,24 pulgadas) o menos no contribuyen significativamente Para
un superior riesgo de hidroplaning (11).
Especial atención debe darse por los ingenieros de carreteras
a áreas en Caminos propenso Para Acumulación de Agua debajo
Alto intensidad de las precipitaciones Tarifas. Las instalaciones
de drenaje deben ser en énfasis Tamaño ese será recopilar
rápidamente y eliminar Agua De Ubicaciones

13. Mounce y Bartoskewitz 12
de perfil vertical plano o hundido que son susceptibles a la
hidro Cepillado debajo pesado precipitación condiciones.
Alineación horizontal de las zonas de aproximación con
superlevación También puede crear un "punto plano" en la
sección transversal transversal de una calzada. ¡Esta es una
crítica especial! punto donde poco o no existe ninguna
pendiente longitudinal para drenar el agua lejos de la camino
recorrido. Los ingenieros de carreteras deben anticiparse a la
posibilidad bilidad del agua de encharcamiento en el pavimento
en esta situación bajo precipitaciones de alta intensidad e
introducir ajustes de drenaje aminimizar el probabilidad de
hidroplano.
HIDROPLANO Y AGRAVIO VIAL
LITIGACIÓN
Un número cada vez mayor de los accidentes de clima húmedo
tienen Resultó en pleitos con reclamos de causa próxima siendo
agua en el acera Superficie Inducir pérdida de control a través de
hidro Cepillado. Alegaciones en este litigio puede estar
enfocado en Dos Áreas: Encontrar sábana inundación o
encharcado áreas de agua en la superficie del pavimento y
testimonios sobre op borrando la velocidad y la pérdida de
control. La siguiente hipótesis los casos legales relacionados con
hidroplaning y responsabilidad extracontractual son pre enviado
para ilustrar las acusaciones típicas frente a las pruebas fácticas
y fracaso para cumplir tarea (negligencia) por cualquiera de
los dos el conductor o el carretera agencia.
Caso 1
El conductor A estaba avanzando a través de una curva a la
derecha en un carretera de asfalto de dos carriles durante una
lluvia moderada en luz del día. Justo antes de completar la
curva, el conductor A perdió la estafa trol del vehículo y cruzó
la línea central de la calzada,corredizo costado en un oponente
vehículo y Herida Conductor
B. El conductor A presentó una demanda contra la agencia de
carreteras, alegando que la pérdida de control se debió al
hidroplano, que resultó en De un calzada defecto.
En el momento del accidente, la curva de la calzada estaba
bien marcado y firmado con una advertencia de curva de
avance y un placa de velocidad de aviso de 64 km/h (40 mph).
Radio de la curvatura se demostró que la pendiente de vatura
y cruz (superlevación) estaba en cumplimiento para la
clasificación de la calzada y publicado op borrando la
velocidad. La superficie del pavimento de Tne estaba bien
transitada, sin embargo, se ha demostrado que tiene un buen
coeficiente de fricción. No hay registro de quejas de accidentes
comparables en la misma ubicación de la curva fueron
encontrados dentro de un período anterior de 3 años. Ambos
vehículos eran evaluados en buenas condiciones mecánicas,
y sus neumáticos fueron evaluados en Adecuado condición y
propiamente inflado.
El conductor A testificó a un precollision velocidad por
debajo de 64 km/h (40 mph). Daños en ambos vehículos
indicados una velocidad de impacto de más de 80 km/h (50
mph). El supuesto hidroplano más probablemente Sería no se
han producido a una velocidad de 64 km/ hr (40 mph) o menos
en este sitio bajo estos geométricos, pave y las condiciones de
los neumáticos. El patín del costado del tala también era índico-
· ative de velocidad excesiva por encima de lo publicado y
critica! para el curva alineación.
Caso 2
El conductor C viajaba en una carretera interestatal rural con un
Publicada regulador velocidad de 104 km/h (65 mph) próximo

14. 12 TRANSPORTE INVESTIGACIÓN GRABAR 1401
una tormenta severa. Al encontrarse con la lluvia, el
vehículo salió corriendo de la carretera y golpeó un
árbol dentro de la división me Dian. El conductor C
sufrió lesiones en la colisión, por lo que se presentó
una demanda contra la agencia operadora alegando que
hydro Cepillado Para ser el causa de pérdida de
vehículo control.
La carretera del dedo deldo deldo del día era una
sección de cuatro carriles, dividida, tangente en el
punto de desviación delvehículo de la calzada. La
calzada la superficie había sido recientemente
cubierta con hormigón asfáltico, proporcionando un
alto coeficiente de fricción.l. Pendiente transversal en
el loSe midió el catión y se comprobó que cumplía
con publicado criterios.
El conductor C testificó que viajaba a 104 km/h (65
mph) cuando se produjo la pérdida de control del
vehículo. Otros automovilistastestificó que redujo la
velocidad a 80 km/h (50 mph) debido a la evidente
reducción de la visibilidad y la extensión del agua en
elpavimento de la tormenta. Datos meteorológicos
indicados el precipitación intensidad para el tormenta
asociado con elaccidente para estar cerca de 10.2
cm/hr (4 in./hr) y la causa de inundación daño.
En este caso, el conductor C puede haber perdido
el control del vehículo como resultado de la
hidroplanificación al encontrar agua en el superficie
de pavimento de considerable profundidad. El
controlador C puede tener salió de la carretera debido
a la mala visibilidad o puede haber perdido control
del vehículo como consecuencia de una dirección
inadecuada, o reacciones de frenado a las fuerzas
hidrodinámicas. Sin embargo, es probable que este
accidente fue el resultado directo de la falla del
conductor C para reconocer y responder a las
condiciones climáticas adversas. Rea Una acción
prudente y prudente por parte del conductor C, en el
forro de una reducción de velocidad, probablemente
habría evitado esto accidente.
Caso 3
Conductor D era de viaje en un dos carriles, asfalto
calzada en la curva de la izquierda durante las ligeras
precipitaciones. Pérdida de control provocado el
vehículo para continuar en una recta línea desactivada
un embancación Para el exterior de la curva.
Conductor D alegado ese agua encontrada en la
carretera causó hidroplano y la posterior pérdida del
control del vehículo. Se presentó una demanda contra el
operativo agencia para negligencia en diseño
construcción·y mantenimiento resultante en un
carretera defecto.
Conductor D Testificó ese él era de viaje en el
Publicada velocidad límite de 88 km/h (55 mph) en el
momento del accidente. El la superficie del pavimento
se tambaleó y pulió con un marginal, pero adecuado,
coeficiente de fricción. La ubicación del agua se
determinó el encontrado para estar en el superlevation
transition de normal, pendiente de cruz de corona a
pendiente de cruz bancada (superlevación). El
transverso grado de un área en el camino la forma en
que en esta transición se midió y se determinó que era
menor que 0.05 por ciento. Esta área "plana" se
complicó por también estando en el punto de
hundimiento (bajo) de un grado vertical longitudinal.
Además, las pruebas indicaban un promedio de cinco
empresas accidentes rable por año para este sitio durante los 3
años anteriores a la accidente. ·
Para la geometría y pavimento existente condiciones, era
posible que el hidroplano se haya producido debido al agua
en la carretera para un automovilista que viaja a la velocidad
publicada límite por debajo de las precipitaciones
normalmente esperadas intensitiés. La ruta de acceso de
salida también indicó poco orno control del vehículo, típico
de lleno dinámico hidroplano. El agencia Tenía un deber y

15. Mounce y Bartoskewitz 12
Responsabilidad de reconocer la combinación de condiciones
con ducive a mal drenaje de la calzada y para remediar aquellos
condiciones.
CONCLUSIONES
Muchas reclamaciones de responsabilidad extracontractual
en carreteras se están haciendo con pocoo ningún hecho base
para fundamentar alegaciones de hidroplaning como factor
causal. Los fenómenos físicos de la dinámica el hidroplano
solo puede ser posible en un mínimum designado velocidad
cuando la profundidad del agua en la carretera excede el com
profundidad de macrotextura de superficie agrupada y
profundidad de la banda de rodadura de los neumáticos. Otro
factores de influencia, como la presión de inflado de los
neumáticos y los neumáticos tamaño de la huella y la forma,
puede ajustar el cálculo óf el critica! hidroplaning velocidad.
Los ingenieros de carreteras tienen la responsabilidad de los
factores de la carretera que afecta a la capacidad de fricción,
como el diseño de texturas de pavimentoy profundidad, y
drenaje superficial, como pendiente transversal, super
transición de elevación, grado longitudinal y longitud de la
vía de drenaje transversal. Los ingenieros deben diseñar,
construir, y mantener las calles y carreteras de una manera que
garantice la propiedaddrenaje superficial para minimizar la
probabilidad de acumulación de agua mulación debajo
normal precipitación condiciones.
Automovilistas mosto Además aceptar responsabilidad
para su conduccióncomportamiento durante los períodos de
precipitación. Un razonable y prudenteconductor deber
reconocer el mayor potencial peligro de Opborrar un
vehículo en un mojado calzada medio ambiente y reducir
vehículo velocidad Para minimizar el riesgo de perdedor
control de elvehículo. Para más Casos de lleno dinámico
hidroplaning (assumIng Adecuado cansar pisada y
apropiado cansar inflación), el vehículovelocidad en cuál
hidroplaning es Observado Sería ser Considera inseguro o no
prudente para el importe de Agua en la calzada. Jueces y
jurados en casos de carretera litigios por agravio mosto
determinar si hidroplaning Ocurrió y su pertinenciacomo
un causativo factor en mucho accidénts. En adición evaluar
Ment mosto hacerse en cuanto a la responsabilidad por las
condiciones eseresultar hidroplano. Estos Decisiones enlatar
solamente ser hecho confáctico información acerca de el
físico fenómeno de Hydroplaning y factores que influyen
tanto en la carretera como en la vehicle. Eso es Esperaba ese
éste papel tiene Dirigida cuestiones pertinente Para
hidroplaning y calzada agravio litigación en un informativo
y útil manera.
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Publicación de éste papel patrocinado por el Comité de Agravios
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