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ADHERENCIA SUPERFICIAL

Daniel Gálvez MuñozSubdepartamento de Auscultaciones y Prospecciones

10/06/2015 1

MOP - Dirección de Vialidad - Laboratorio Nacional

PavimentoPavimento

ConfortableConfortable

DuraderoDuradero

GeometríaGeometría SuperficieSuperficie

SeguroSeguro

GEOMETRIA:GEOMETRIA:••CurvaturaCurvatura••PendientePendiente••SingularidadesSingularidades

SUPERFICIE:SUPERFICIE:••Aspereza de la SuperficieAspereza de la Superficie••Aspereza de los AgregadosAspereza de los Agregados••Agua superficialAgua superficial••Presencia de Contaminantes.Presencia de Contaminantes.

¿Por qué es importante?

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Se define Adherencia Superficial como “la habilidad demovilizar las fuerzas de fricción del contacto entre neumáticoy pavimento por efecto de las solicitaciones inducidas por elproceso de conducción, tales como aceleración, frenadas yvirajes”.

La adherencia permite que el vehículo conserve en todomomento su trayectoria, especialmente en los virajes.

Contribuye a reducir las distancias de frenado .

Favorece las maniobras de recuperación de la trayectoria.

DEFINICIÓN DE ADHERENCIA SUPERFICIAL

Factores que afectan la Adherencia

VEHÍCULO:VEHÍCULO:••Peso del VehículoPeso del Vehículo••Presión de InfladoPresión de Inflado••Tipo de NeumáticoTipo de Neumático••Dibujo del NeumáticoDibujo del Neumático••VelocidadVelocidad

GEOMETRIA:GEOMETRIA:••CurvaturaCurvatura••PendientePendiente••SingularidadesSingularidades

SUPERFICIE:SUPERFICIE:••Aspereza de la SuperficieAspereza de la Superficie••Aspereza de los AgregadosAspereza de los Agregados••Presencia de AguaPresencia de Agua••Presencia de ContaminantesPresencia de Contaminantes••TemperaturaTemperatura

CLIMA:CLIMA:••Temperatura del AireTemperatura del Aire••PrecipitacionesPrecipitaciones

ADHERENCIAADHERENCIA

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Textura superficial de un pavimento

• Corresponde a la geometría más fina del perfil de un camino

Fina Fina -- ÁsperaÁspera

Fina Fina -- PulidaPulida

Gruesa Gruesa -- ÁsperaÁspera

Gruesa Gruesa -- PulidaPulida

D FINA PULIDA

C FINA ASPERA

A GRUESA ASPERA

B GRUESA PULIDA

MACRO MICRO

CLASES DE TEXTURASUPERFICIE

Clasificación de la Textura Superficial

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•• CCaracterísticaaracterística propiapropia deldel áridoárido expuestoexpuesto sobresobre lala superficiesuperficie dedeloslos pavimentospavimentos..

•• ProporcionaProporciona elel contactocontacto directodirecto entreentre elel neumáticoneumático yy pavimentopavimento..

•• LaLa MicroMicro texturatextura debedebe proveerproveer alal pavimentopavimento elel roceroce necesarionecesarioparapara obtenerobtener unauna adecuadaadecuada resistenciaresistencia alal deslizamientodeslizamiento aa bajabajavelocidadvelocidad (( ≤≤5050 km/hr)km/hr)..

•• EstasEstas pequeñaspequeñas protuberanciasprotuberancias queque formanforman lala micromicro texturatextura,,permitenpermiten lala penetraciónpenetración dede lala películapelícula dede aguaagua entreentre elelneumáticoneumático yy elel pavimentopavimento permitiendopermitiendo unauna adherenciaadherenciaadecuadaadecuada..

•• LaLa resistenciaresistencia alal deslizamientodeslizamiento aa bajabaja velocidadvelocidad,, dependedependeprincipalmenteprincipalmente dede lala durezadureza deldel agregadoagregado finofino,, eses decirdecir queque lalasuperficiesuperficie nono deberíadebería pulirsepulirse bajobajo lala acciónacción deldel tráficotráfico..

Concepto de Micro Textura

Concepto de Macro Textura

•• LLaa texturatextura influyeinfluye directamentedirectamente enen lala capacidadcapacidad deldelpavimentopavimento dede evacuarevacuar elel aguaagua dede lala interfaseinterfase neumáticoneumático--pavimento,pavimento, yy dede formaforma indirecta,indirecta, enen elel valorvalor deldel coeficientecoeficientedede rozamientorozamiento deldel pavimentopavimento..

•• EsEs unauna dede laslas característicascaracterísticas determinantedeterminante enen elel nivelnivel dederuidoruido deldel tráficotráfico..

•• EnEn elel aspectoaspecto económicoeconómico influyeinfluye enen elel consumoconsumo dedegasolinagasolina yy enen elel deteriorodeterioro dede loslos vehículosvehículos..

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•• ElEl objetivoobjetivo dede lala macromacro texturatextura eses ofrecerofrecer unauna adecuadaadecuadaresistenciaresistencia aa altasaltas velocidadesvelocidades sobresobre pavimentospavimentos mojados,mojados,permitiendopermitiendo desplazardesplazar elel aguaagua dede taltal maneramanera queque elel neumáticoneumáticoestéesté enen contactocontacto directodirecto concon elel pavimentopavimento..

•• DependeDepende deldel tamañotamaño máximomáximo dede loslos agregadosagregados yy dede lalacomposicióncomposición dede lala mezclamezcla..

•• EsEs necesarianecesaria parapara unauna adecuadaadecuada resistenciaresistencia alal deslizamientodeslizamiento enenvelocidadvelocidad mediamedia yy elevadaelevada (>(> 6060 kph)kph) concon pavimentopavimento mojadomojado

•• MejoraMejora lala visibilidadvisibilidad yy propiedadespropiedades ópticasópticas deldel pavimentopavimento alalreducirreducir laslas proyeccionesproyecciones dede aguaagua..

Concepto de Macro Textura

La Resistencia al Deslizamiento (RD)

•• LaLa ResistenciaResistencia alal DeslizamientoDeslizamiento eses unauna propiedadpropiedad deldelpavimentopavimento queque describedescribe susu gradogrado dede adherenciaadherencia..

•• EsEs unauna fuerzafuerza resultanteresultante dede lala interaccióninteracción deldel neumáticoneumáticoconcon elel pavimentopavimento yy lala interfaseinterfase existenteexistente entreentre ellosellos..

•• SeSe describedescribe mediantemediante elel coeficientecoeficiente dede resistenciaresistencia alaldeslizamientodeslizamiento (CRD)(CRD)..

CRD = CRD = ΣΣFFhorizontalhorizontal / / ΣΣ FFVerticalVertical

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ParaPara lograrlograr unauna adecuadaadecuada resistenciaresistencia alal deslizamientodeslizamiento sesedebendeben considerarconsiderar loslos siguientessiguientes factoresfactores::

a)a) UnaUna adecuadaadecuada macromacro textura,textura, queque facilitefacilite elel drenajedrenaje yy eleldesplazamientodesplazamiento deldel volumenvolumen dede aguaagua entreentre elel neumáticoneumático yyelel pavimentopavimento..

b)b) UnUn adecuadaadecuada micromicro textura,textura, queque contengacontenga partículaspartículas durasdurasdede altaalta resistenciaresistencia alal pulimientopulimiento..

c)c) LaLa dosisdosis dede cementocemento oo liganteligante bituminosobituminoso segúnsegún seasea elelcaso,caso, debedebe asegurarasegurar unauna fuertefuerte adherenciaadherencia entreentre loslosagregadosagregados evitandoevitando susu desprendimientodesprendimiento dede lala superficiesuperficiedede rodadorodado..

La Resistencia al Deslizamiento (RD)

d)d) LaLa texturatextura debedebe conservarseconservarse durantedurante largolargo tiempotiempo..

e)e) AlAl frenarfrenar elel vehículovehículo oo realizarrealizar ciertacierta maniobramaniobra sesedebedebe obtenerobtener lala máximamáxima adherenciaadherencia dede contactocontactoentreentre loslos neumáticosneumáticos..

f)f) EnEn laslas curvas,curvas, laslas reaccionesreacciones transversalestransversales deldelpavimento,pavimento, debendeben mantenermantener alal vehículovehículo sobresobre unaunatrayectoriatrayectoria precisa,precisa, yy queque nono sese produzcaproduzcadeslizamientodeslizamiento..

La Resistencia al Deslizamiento (RD)

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RuidoRuidoElEl ruidoruido eses generadogenerado porpor loslos neumáticosneumáticos sobresobre superficiessuperficies dedetexturatextura profundaprofunda.. ElEl ruidoruido deldel roceroce entreentre elel neumáticoneumático yy elelpavimentopavimento eses directamentedirectamente proporcionalproporcional aa lala eficaciaeficacia dede esaesaresistenciaresistencia alal deslizamientodeslizamiento aa altasaltas velocidadesvelocidades..

RocíoRocíoElEl problemaproblema dede laslas salpicadurassalpicaduras queque lanzanlanzan laslas ruedasruedas dedevehículosvehículos aa altaalta velocidad,velocidad, especialmenteespecialmente vehículosvehículos pesados,pesados,aumentaaumenta susu importanciaimportancia aa medidamedida queque aumentaaumenta lala intensidadintensidaddeldel tránsitotránsito.. SeSe produceproduce unauna disminucióndisminución dede lala visibilidad,visibilidad, porporcausacausa deldel salpicamientosalpicamiento dede aguaagua cuandocuando elel caminocamino estáestá enenpresenciapresencia dede lluvialluvia..

PROBLEMAS ASOCIADOS

HidroplaneamientoHidroplaneamiento

EnEn esteeste casocaso loslos neumáticosneumáticos pierdenpierden contactocontacto concon lalasuperficiesuperficie deldel pavimentopavimento yy literalmenteliteralmente flotanflotan sostenidossostenidosporpor elel empujeempuje hidrodinámicohidrodinámico dede lala películapelícula deldel aguaagua..

ParaPara evitarevitar esteeste fenómenofenómeno sese hacehace indispensableindispensable lalapresenciapresencia dede unauna macrotexturamacrotextura adecuadaadecuada enen lala superficiesuperficiedede rodado,rodado, enen queque susu funciónfunción eses permitirpermitir lala rupturaruptura yy lalarápidarápida evacuaciónevacuación dede lala películapelícula dede aguaagua bajobajo elel efectoefecto dedelala presiónpresión dede loslos neumáticosneumáticos..

PROBLEMAS ASOCIADOS

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VelocidadVelocidad

CuandoCuando lala velocidadvelocidad aumentaaumenta sese apreciaaprecia enen generalgeneral unaunatendenciatendencia aa lala disminucióndisminución deldel coeficientecoeficiente dede roce,roce, quequedependedepende enen parteparte dede loslos estadosestados dede loslos neumáticosneumáticos yy deldelestadoestado superficialsuperficial dede lala carpetacarpeta dede rodadorodado..

PROBLEMAS ASOCIADOS

PENDULOPENDULOBRITANICOBRITANICO

SCRIMSCRIM(Rueda Inclinada)(Rueda Inclinada)

GRIPTESTER GRIPTESTER (Rueda Bloqueada)(Rueda Bloqueada)

EQUIPOS DE MEDICIÓN DE LA RD

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En Chile existen diversos equipos de medición de textura.

CÍRCULO DE ARENACÍRCULO DE ARENA

PERFILÓMETRO LASERPERFILÓMETRO LASER

EQUIPOS DE MEDICIÓN DE MACRO TEXTURA

Regla graduadaRegla graduadaEnrasadorEnrasador

escobillaescobilla

Probeta Probeta graduadgraduadaa

Corta vientoCorta viento

ArenaArena

Procedimiento ensaye Mancha de Arena

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Arena tipo 80-100: Arena que pasa por la malla 80 yes retenida en la malla 100.

Arena tipo 100-200: Arena que pasa por la malla 100 y esretenida en la malla 200.

Se Se requiererequiere queque la arena sea de la arena sea de ríorío , , lavadalavada y y secadasecada..

REQUISITO GRANULOMÉTRICO DE LA ARENA

Limpieza del Limpieza del área de trabajoárea de trabajo

Procedimiento ensaye Mancha de Arena

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Colocar la arena en Colocar la arena en la superficiela superficie

Procedimiento ensaye Mancha de Arena

Proceder a Proceder a enrasarenrasar

Procedimiento ensaye Mancha de Arena

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Medición de Medición de diámetrosdiámetros

19 cm19 cm

18 cm18 cm

17.5 cm17.5 cm 17 cm17 cm

asfaltoasfalto

H equiv. =0.99H equiv. =0.99

Textura profundaTextura profunda

Procedimiento ensaye Mancha de Arena

--VertirVertir unun volumenvolumen dede arenaarena determinadodeterminado

--ConCon unun enrasadorenrasador dede caracara circularcircular yy planaplana dede gomagoma sese procedeprocede aarealizarrealizar movimientosmovimientos circularescirculares sobresobre lala arenaarena

--GenerarGenerar unun círculocírculo lolo suficientementesuficientemente simétricosimétrico,, hastahasta queque dichadichaarenaarena rellenerellene todastodas laslas depresionesdepresiones dede lala superficiesuperficie..

--RealizarRealizar 44 medicionesmediciones deldel diámetrodiámetro deldel círculocírculo generadogenerado..

--CCalcularalcular elel promediopromedio enen mmmm..

DIÁMETRO

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4

D

VH

⋅

⋅=

π

H H = = ProfundidadProfundidad media de media de texturatexturasuperficial (mm).superficial (mm).

VV = = VolumenVolumen de Arena de Arena utilizadautilizada, en , en (m(ml)l)

D D = = DiámetroDiámetro promedio del área promedio del área cubierta por la arena (cm)cubierta por la arena (cm)

Procedimiento ensaye Mancha de Arena

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Consideraciones del ensaye

PreviamentePreviamente sese debedebe realizarrealizar unauna inspeccióninspección visualvisual aamodomodo dede determinardeterminar loslos sectoressectores homogéneoshomogéneos enen loslos quequesese realizarárealizará elel ensayeensaye..

LaLa superficiesuperficie aa auscultarauscultar debedebe encontraseencontrase secaseca yy limpialimpiadede lolo contrariocontrario hayhay queque procederproceder aa secarsecar yy removerremover lalasuciedadsuciedad deldel lugarlugar.. EstaEsta áreaárea debedebe serser dedeaproximadamenteaproximadamente 5050 cmcm dede diámetrodiámetro..

EsEs idealideal protegerproteger contracontra elel vientoviento concon algúnalgún dispositivodispositivo,, aamodomodo dede generargenerar unauna barrerabarrera queque impidaimpida queque elel vientovientoesparzaesparza lala arenaarena depositadadepositada sobresobre elel pavimentopavimento..

Clasificación a nivel Internacional

Tipo de Textura H (profundidad media) mm

Textura muy fina (No deben utilizarse) < 0.2

Textura fina (Zonas urbanas de baja velocidad) 0.2 < H < 0.4

Textura media (Velocidades entre 80 y 120 km/h)

0.4 < H < 0.8

Textura profunda (Velocidades mayores a 120 Km/h) 0.8 < H < 1.2

Textura muy profunda (Curvas peligrosas, alta precipitación) 1.2 < H

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Tabla de resultados de ensaye

CAM INO : HORA :

SECTOR : CLIMA :

FECHA :

TRAMO :

ObservacionesDiámetro 2

(cm)Diámetro 3

(cm)Diám etro 4

(cm)Promedio

(cm)Heq (mm)

MACRO TEXTURA SUPERFICIAL (Ensaye de la Mancha de Arena)

KM Pista HuellaDiámetro 1

(cm)Clasif. Textura

•• Se emite un rayo Se emite un rayo sobre un punto del sobre un punto del pavimento y pavimento y mediante un mediante un receptor situado en receptor situado en un ángulo respecto un ángulo respecto al láser se al láser se determina la altura determina la altura de dicho punto.de dicho punto.

Laser

Lente

Detectorde Posición

Rango deMedición

V

λ

Laser

Lente

Detectorde Posición

Rango deMedición

V

λ

V

λ

PERFILÓMETROS LÁSER

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Longitud BaseLongitud Base

PERFILÓMETROS LÁSER

SMTD (Sensor SMTD (Sensor measuredmeasured texturetexture depthdepth): Error cuadrático medio ): Error cuadrático medio de la longitud Base.de la longitud Base.

•• LaLa MPDMPD (Mean(Mean ProfileProfile DepthDepth)) ISOISO correspondecorresponde alalpromediopromedio dede loslos máximosmáximos queque sese obtienenobtienen enen laslas 22mitadesmitades dede lala longitudlongitud basebase..

PERFILÓMETROS LÁSER

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Lado copilotoLado copiloto Lado conductorLado conductor

AcelerómetroAcelerómetro AcelerómetroAcelerómetro

TexturaTextura TexturaTextura

RegularidadRegularidad RegularidadRegularidad

PERFILÓMETRO MULTILÁSER

Para medición del perfil longitudinal, el MLP mide los siguientes Para medición del perfil longitudinal, el MLP mide los siguientes parámetros, en sentido de avance del vehículo:parámetros, en sentido de avance del vehículo:

••DDistanciaistancia vertical entre la barra del vertical entre la barra del perfilómetroperfilómetro y la superficie y la superficie del pavimento.del pavimento.

••Aceleración vertical de la barra del Aceleración vertical de la barra del perfilómetroperfilómetro..

••Tiempo y distancia de lectura de los parámetros anteriores.Tiempo y distancia de lectura de los parámetros anteriores.

PERFILÓMETRO MULTILÁSER

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ElEl MLPMLP midemide lala macrotexturamacrotextura enen lala huellahuella deldel pasajeropasajero yyenen elel centrocentro.. CadaCada 77..22 mmmm dede recorridorecorrido elel MLPMLP midemide laladistanciadistancia verticalvertical entreentre lala barrabarra deldel perfilómetroperfilómetro yy lalasuperficiesuperficie deldel pavimentopavimento..

TexturaTextura TexturaTextura

950 mm950 mm

PERFILÓMETRO MULTILÁSER

SCRIM(SFC)

PÉNDULOBRITÁNICO TRR

Sectores sin singularidades Min. 0.4 Min. 55

Sectores con singularidades Min. 0.55 Min. 65

Descripción del sector:

� Sectores sin singularidades: Sectores rectos, sin restricciones señalizadas.

� Sectores con singularidades: Sectores con curvas de radio inferior a 100 m, pendientesmayor o igual a 10%, aproximación a intersecciones, intersecciones, aproximación asemáforos y a señalización de prioridad, ramales.

Control receptivo: Control receptivo: CoefCoef. de Fricción. de FricciónMezclas asfálticas y Pavimentos de HormigónMezclas asfálticas y Pavimentos de Hormigón

Contratos TradicionalesContratos TradicionalesContratos ConcesionadosContratos Concesionados

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ControlControl 11 vezvez alal añoaño

CumplimientoCumplimiento obligatorioobligatorio dede loslos umbralesumbrales ��reparacionesreparaciones..

MediciónMedición continuacontinua incluyendoincluyendo singularidadessingularidades

ElEl equipoequipo patrónpatrón dede mediciónmedición eses elel SCRIMSCRIM

EvaluaciónEvaluación enen tramostramos dede 200200 mm.. oo fracciónfracción dede inicioinicio oo términotérmino deldeltramotramo..

Contratos ConcesionadosContratos Concesionados

Control receptivo: Control receptivo: CoefCoef. de Fricción. de FricciónMezclas asfálticas y Pavimentos de HormigónMezclas asfálticas y Pavimentos de Hormigón

E N S A Y E E X I G E N C I A

M a c r o t e x t u r a t o d o t i p o d es u p e r f i c i e d e r o d a d u r a

M í n i m o 0 . 6 m m

Contratos TradicionalesContratos TradicionalesContratos ConcesionadosContratos Concesionados

Control receptivo: Macro texturaControl receptivo: Macro texturaMezclas asfálticas y Pavimentos de HormigónMezclas asfálticas y Pavimentos de Hormigón

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Cumplimiento obligatorio de los umbrales �reparaciones.

Control de preferencia dentro de un plazo de cuatro meses de dado el tránsito.

Ensaye patrón: Mancha de arena. Cuatro mediciones por km y por pista

Se puede efectuar medición continua con perfilómetro láser para definir sectores

homogéneos en textura. Si se utiliza ésta metodología de medición se efectuarán

4 mediciones de la mancha de arena por sector homogéneo.

La D.V. podrá homologar otros equipos estableciendo los umbrales específicos.

Control receptivo: Macro texturaControl receptivo: Macro texturaMezclas asfálticas y Pavimentos de HormigónMezclas asfálticas y Pavimentos de Hormigón

Contratos TradicionalesContratos Tradicionales