ES2754083A1 - Test apparatus for measuring the slip resistance of a flat specimen of a pavement and the accelerated polishing test method therefor. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Aparato de ensayo para medir la resistencia al deslizamiento de una probeta plana de un pavimento y método de ensayo de pulimento acelerado mediante el mismo.Test apparatus for measuring the slip resistance of a flat specimen of a pavement and accelerated polishing test method by the same.
Campo técnico de la invenciónTechnical field of the invention
La presente invención corresponde al campo técnico de los medios de ensayo de una probeta plana de un pavimento, para medir su resistencia al deslizamiento, y en concreto a un aparato de ensayo y un método de ensayo realizado mediante el mismo.The present invention corresponds to the technical field of the test means of a flat specimen of a pavement, to measure its resistance to slipping, and specifically to a test apparatus and a test method carried out by it.
Antecedentes de la InvenciónBackground of the Invention
La resistencia al deslizamiento es una fuerza horizontal producida por la interacción del neumático en movimiento con la superficie de la carretera sobre la que se apoya y que se opone al deslizamiento de la rueda. A través de esta resistencia el vehículo puede acelerar, maniobrar, girar y parar de una manera segura. La resistencia al deslizamiento varía con la velocidad y con las condiciones de giro de la rueda, en concreto, la resistencia al deslizamiento que se genera cuando el neumático deja de rotar y desliza sobre la superficie del firme es de gran relevancia. Su valor es el producto entre el coeficiente de rozamiento y la fuerza normal que ejerce el vehículo sobre el pavimento y depende de la regularidad del firme.Slip resistance is a horizontal force produced by the interaction of the moving tire with the road surface on which it rests and which opposes the sliding of the wheel. Through this resistance the vehicle can safely accelerate, maneuver, turn and stop. The slip resistance varies with the speed and conditions of the wheel turning, specifically, the slip resistance that is generated when the tire stops rotating and slides on the surface of the pavement is of great relevance. Its value is the product between the friction coefficient and the normal force exerted by the vehicle on the pavement and depends on the regularity of the pavement.
El rozamiento es la resistencia que se encuentra un objeto al moverse sobre una superficie. En carretera está definido por el comportamiento del caucho del neumático y por las características de la capa de rodadura. Las fuerzas de fricción en los materiales elastómeros (neumáticos) se producen en un proceso térmico y cinético-molecular y se deben a las componentes de adherencia y de histéresis.Friction is the resistance an object encounters when moving on a surface. On the road it is defined by the behavior of the tire rubber and by the characteristics of the tread. Friction forces in elastomeric (pneumatic) materials occur in a thermal and kinetic-molecular process and are due to the adhesion and hysteresis components.
La adherencia está generada por los enlaces intermoleculares entre la rueda y el pavimento, que surgen cuando las micro-asperezas de las dos superficies entran en contacto, creando fuerzas de Van der Waals que las atraen. La adherencia está relacionada con el área de contacto entre neumático y superficie, es dominante en la resistencia al deslizamiento hasta que se produce un deslizamiento crítico. Al ser el caucho un material visco-elástico, las componentes del rozamiento pueden variar en gran medida con la temperatura de la superficie y la velocidad de deslizamiento. The adhesion is generated by the intermolecular links between the wheel and the pavement, which arise when the micro-roughnesses of the two surfaces come into contact, creating Van der Waals forces that attract them. Adhesion is related to the contact area between tire and surface, it is dominant in slip resistance until a critical slip occurs. As rubber is a visco-elastic material, the friction components can vary greatly with surface temperature and sliding speed.
La histéresis se debe a la pérdida de energía debida a la deformación de la rueda por las protuberancias y depresiones de la superficie de rodadura. Está relacionada con la macro-textura. La adherencia es predominante a bajas velocidades de deslizamiento y la histéresis a deslizamientos de velocidad elevada.The hysteresis is due to the loss of energy due to deformation of the wheel by the protrusions and depressions of the running surface. It is related to macro-texture. Adhesion is predominant at low gliding speeds and hysteresis at high gliding speeds.
El deslizamiento se produce, bien en un movimiento de las ruedas en la dirección de la marcha cuando se frena un vehículo bloqueando las ruedas, o cuando, por efecto de la fuerza centrífuga o derrapes, se produce un deslizamiento lateral. La medida del rozamiento longitudinal puede ser distinta a la transversal.Slippage occurs either when the wheels move in the direction of travel when a vehicle is braked by locking the wheels, or when lateral slippage occurs as a result of centrifugal force or skidding. The measure of longitudinal friction may be different from the transversal.
En la resistencia al deslizamiento intervienen varios elementos: el vehículo, la superficie del pavimento, las cargas y los factores ambientales.Various elements are involved in sliding resistance: the vehicle, the surface of the pavement, loads and environmental factors.
Así pues, la resistencia al deslizamiento es una medida de la seguridad ofrecida por la superficie de rodadura de un pavimento y tiene una gran influencia en la reducción de los accidentes, especialmente en circunstancias de lluvia o superficie mojada.Thus, slip resistance is a measure of the safety offered by the running surface of a pavement and has a great influence on the reduction of accidents, especially in rainy or wet conditions.
Debido a lo transcendental de la seguridad de los usuarios y de la eficacia de las redes de carreteras, la medida de la resistencia al deslizamiento se ha convertido en una herramienta básica para la gestión de las redes.Due to the importance of user safety and the effectiveness of road networks, the measurement of slip resistance has become a basic tool for network management.
A pesar de ello la resistencia al deslizamiento es un parámetro que no está adecuadamente controlado por una serie de razones.Despite this, slip resistance is a parameter that is not adequately controlled for a number of reasons.
En primer lugar, esta falta de control se debe a que no se dispone de medios contrastados de medida del mismo. El ensayo que se viene utilizando en España, vigente actualmente en la normativa europea sobre mezclas bituminosas, caracteriza únicamente el árido grueso, pero no se ensaya el árido fino ni lo que es más importante la mezcla bituminosa en sí misma. Esto significa que no hay procedimientos directos para predecir la resistencia al deslizamiento tanto inicial como la que resulta del paso del tráfico, salvo dosificar las mezclas bituminosas de manera que se optimice este parámetro.In the first place, this lack of control is due to the lack of contrasted means of measuring it. The test that is being used in Spain, currently in force in the European regulations on bituminous mixtures, characterizes only the coarse aggregate, but the fine aggregate is not tested, nor is the bituminous mixture itself more important. This means that there are no direct procedures to predict both initial slip resistance and that resulting from traffic, except for dosing bituminous mixtures in order to optimize this parameter.
Este planteamiento ha quedado en duda en la práctica en las ocasiones en que, a pesar de cumplir los requisitos de ensayo del árido y de textura de la superficie, el comportamiento a medio plazo, en términos de coeficiente de rozamiento transversal, no ha sido satisfactorio.This approach has been questioned in practice on occasions when, despite meeting the test requirements for aggregate and surface texture, the medium-term performance, in terms of cross friction coefficient, has not been satisfactory.
En segundo lugar, las mezclas bituminosas tienen unas fuertes variaciones por factores que no dependen únicamente de sus componentes o de la ejecución de la capa, y que son difícilmente controlables, entre ellos la situación de humedad/sequedad de la zona en la que se encuentra el tramo o la presencia de partículas en la superficie. Estos factores hacen que la resistencia al deslizamiento varíe al alza o a la baja de una manera difícil de predecir y que los resultados de la medida sean función de estos factores. En consecuencia, una capa de rodadura determinada va cambiando estacionalmente su resistencia al deslizamiento y la caracterización de la misma depende del momento de la medida. En consecuencia, es difícil establecer criterios de intervención.Secondly, bituminous mixtures have strong variations due to factors that do not depend solely on their components or the performance of the layer, and which are difficult to control, including the situation of humidity / dryness of the area in which it is found. the stretch or the presence of particles on the surface. These factors cause slip resistance to vary up or down in a way that is difficult to predict, and the measurement results are a function of these factors. Consequently, a determined tread layer changes its resistance to sliding seasonally and its characterization depends on the moment of the measurement. Consequently, it is difficult to establish intervention criteria.
Son necesarios por tanto otros planteamientos, que introduzcan además de la resistencia al deslizamiento inicial del pavimento, su evolución con el tráfico, en el diseño de las capas de rodadura y los tratamientos superficiales. Estos ensayos deben someter a pruebas de pulimento no ya los áridos, sino la superficie del pavimento, bien in situ, bien sobre testigos, y probetas fabricadas en laboratorio previamente a la obra.Therefore, other approaches are necessary, which introduce, in addition to the resistance to the initial slippage of the pavement, its evolution with traffic, in the design of the tread layers and surface treatments. These tests must submit to polishing tests not only the aggregates, but the surface of the pavement, either in situ, or on cores, and test pieces manufactured in the laboratory before the work.
Actualmente, entre los medios conocidos que se utilizan para medir la resistencia al deslizamiento de probetas de mezclas bituminosas en laboratorio cabe destacar, por un lado, equipos de pulimentado que someten a las probetas a un proceso de desgaste similar al que sucede en las carreteras y equipos de medida del rozamiento de dichas probetas.Currently, among the known means used to measure the slip resistance of samples of bituminous mixtures in the laboratory, it is worth highlighting, on the one hand, polishing equipment that subjects the samples to a wear process similar to that which occurs on roads and equipment for measuring the friction of said specimens.
Entre los primeros es conocido un dispositivo con tres ruedas pivotantes unidas a una placa giratoria de modo que las ruedas se muevan siguiendo una trayectoria circular. La fricción de las ruedas pivotantes en la superficie de la probeta pule la mezcla bituminosa de forma similar a la manera en que los neumáticos de los vehículos pulen las mezclas bituminosas de una carretera. Se trata de un dispositivo adaptable que permite, por ejemplo, configuraciones de mayor o menor peso de la placa giratoria (añadiendo o quitando módulos) y un amplio rango de velocidades de rotación.Among the former is known a device with three pivoting wheels attached to a turntable so that the wheels move along a circular path. The friction of the caster wheels on the specimen surface polishes the bituminous mix in a similar way to the way vehicle tires polish bituminous mixes on a road. It is an adaptable device that allows, for example, configurations of greater or lesser weight of the turntable (adding or removing modules) and a wide range of rotation speeds.
Este dispositivo presenta ciertos inconvenientes como es un elevado desgaste de los neumáticos de las ruedas, que por tanto varía las condiciones de realización del ensayo y genera una alteración del resultado. Además, el hecho de que las ruedas sean pivotantes, genera una serie de vibraciones en las mismas que de nuevo alteran el resultado.This device has certain drawbacks, such as high wear on the wheel tires, which therefore varies the conditions for carrying out the test and generates an alteration in the result. Also, the fact that the wheels are pivoting, generates a series of vibrations in them that again alter the result.
Por otro lado, es un dispositivo que no consigue reflejar las condiciones reales de circulación, ya que no se considera la existencia de polvo y arena en los pavimentos, que actúan como abrasivo que contribuye al desgaste y comportamiento del firme. Así mismo, es necesario considerar la actuación de humedades debidas a la lluvia y con este dispositivo no se reflejan las condiciones de un pavimento cuando llueve.On the other hand, it is a device that fails to reflect the real conditions of circulation, since the existence of dust and sand is not considered in the pavements, which act as an abrasive that contributes to wear and behavior of the road surface. Likewise, it is necessary to consider the performance of humidity due to rain and with this device the conditions of a pavement when it rains are not reflected.
Entre los segundos es conocido un medidor de fricción dinámica (en adelante DFT iniciales de “Dynamic Friction Tester”) que está especificado en la norma ASTM E 1911. El DFT tiene tres zapatas de caucho que están montadas mediante un muelle en un disco con un diámetro de 350mm. El disco se suspende inicialmente por encima de la superficie del pavimento y es accionado por un motor hasta que la velocidad tangencial de las zapatas es de 90 km/h. En ese momento se aplica agua a la superficie de ensayo, se desconecta el motor y se baja el disco. Las tres zapatas de caucho contactan con la superficie y la fuerza de fricción se mide mediante un transductor durante el período de desaceleración del disco, hasta su detención. La fuerza de fricción y la velocidad durante la desaceleración del disco se guardan en un archivo.Among the latter is a dynamic friction meter (hereinafter initial DFT of “Dynamic Friction Tester”) which is specified in ASTM E 1911. The DFT has three rubber shoes that are spring-mounted on a disc with a 350mm diameter. The disc is initially suspended above the pavement surface and is powered by a motor until the tangential speed of the shoes is 90 km / h. At that time water is applied to the test surface, the motor is switched off and the disc is lowered. The three rubber pads contact the surface and the friction force is measured by a transducer during the period of deceleration of the disc, until it stops. The friction force and speed during deceleration of the disk are saved in a file.
El DFT se puede utilizar para medir la fricción como una función de la velocidad en el rango de 0 a 90 km/h. Toda la operación es controlada por un software instalado en un ordenador portátil. El DFT se puede utilizar para medir las características de fricción de probetas que tengan al menos 450 x 450mm2.The DFT can be used to measure friction as a function of speed in the range of 0 to 90 km / h. The entire operation is controlled by software installed on a laptop. The DFT can be used to measure the friction characteristics of specimens that are at least 450 x 450mm2.
Ahora bien, las pruebas realizadas para medir la resistencia al deslizamiento con los equipos mencionados no han dado resultados satisfactorios pues el dispositivo de pulimentado no consigue reflejar las condiciones reales de un pavimento lo que ocasiona que el dispositivo de medición de fricción tampoco consiga obtener unos valores representativos de la fricción en condiciones reales de los pavimentos.However, the tests carried out to measure the slip resistance with the aforementioned equipment have not given satisfactory results since the polishing device does not manage to reflect the real conditions of a pavement, which causes the friction measurement device to fail to obtain values. representative of the friction in real conditions of the pavements.
La presente invención está orientada a la solución de ese problema.The present invention is aimed at solving that problem.
Descripción de la invención Description of the Invention
El aparato de ensayo para medir la resistencia al deslizamiento de una probeta plana de un pavimento que aquí se presenta, comprende una carcasa de protección en cuyo interior presenta un dispositivo de pulimentado configurado por tres ruedas unidas a una plataforma giratoria conectada a unos medios de accionamiento y control para llevar a cabo una o más series de ciclos de pulimentado sobre una primera corona circular de la probeta plana y, un dispositivo de medida de la resistencia al deslizamiento de la probeta configurado para actuar sobre la zona de la misma en forma de una segunda corona circular. Este aparato de ensayo comprende medios dispuestos para ubicar el dispositivo de medida de la resistencia al deslizamiento sobre la probeta plana tras una serie de ciclos de pulimentado de manera que dicha segunda corona circular queda comprendida en el interior de la primera corona circular.The test apparatus for measuring the slip resistance of a flat specimen of a pavement presented here, comprises a protective casing inside which has a polishing device configured by three wheels attached to a rotating platform connected to drive means and control to carry out one or more series of polishing cycles on a first circular crown of the flat specimen and, a device for measuring the slip resistance of the specimen configured to act on the area of the specimen in the form of a second circular crown. This test apparatus comprises means arranged to locate the sliding resistance measuring device on the flat specimen after a series of polishing cycles so that said second circular crown is included within the first circular crown.
Dicho aparato de ensayo comprende además unos medios de dosificación de material abrasivo sobre la superficie de la probeta y unos medios de dosificación controlada de agua sobre la misma.Said testing apparatus further comprises means for dosing abrasive material on the surface of the specimen and means for controlled dosing of water on it.
Así mismo, el aparato de ensayo comprende unos medios de desplazamiento vertical del dispositivo de pulimentado configurados para situarlo en una primera posición sobre la probeta, para la realización de una serie de ciclos de pulimentado y en una segunda posición a una altura determinada sobre la probeta cuando se termina dicha serie de ciclos, tal que permite el posicionamiento del dispositivo de medida de la resistencia al deslizamiento sobre la probeta.Likewise, the test apparatus comprises vertical displacement means of the polishing device configured to place it in a first position on the specimen, to carry out a series of polishing cycles and in a second position at a certain height on the specimen. when said series of cycles is finished, such that it allows the positioning of the sliding resistance measuring device on the specimen.
En este aparato de ensayo, las ruedas del dispositivo de pulimentado son ruedas macizas sujetas a la plataforma giratoria en una posición fija y tal que están situadas alineadas tangencialmente.In this testing apparatus, the wheels of the polishing device are solid wheels attached to the turntable in a fixed position and such that they are positioned tangentially aligned.
También forma parte de la presente invención un método de ensayo de pulimento acelerado de una probeta plana de un pavimento, mediante un aparato de ensayo para medir como el definido previamente.Also part of the present invention is an accelerated polishing test method of a flat specimen of a pavement, by means of a test apparatus to measure as previously defined.
Este método de ensayo comprende unas fases que se definen a continuación:This test method comprises some phases that are defined below:
Una primera fase de obtención de una probeta plana de pavimento o fabricación de la misma en el laboratorio. A first phase of obtaining a flat pavement specimen or manufacturing it in the laboratory.
Una segunda fase de realización de una primera etapa de ejecución de series de determinados números de ciclos de pulimento y medición del coeficiente de fricción tras cada serie, en la superficie de dicha probeta, donde dicha primera etapa comprende un total de al menos 4000 ciclos de pulimento.A second phase of carrying out a first stage of execution of series of certain numbers of polishing cycles and measurement of the coefficient of friction after each series, on the surface of said specimen, where said first stage comprises a total of at least 4000 cycles of polish.
En esta primera etapa se cumple que durante todas las series de ciclos de pulimento se realiza un aporte de material abrasivo sobre la superficie de la probeta.In this first stage it is fulfilled that during all the series of polishing cycles a contribution of abrasive material is made on the surface of the specimen.
A continuación, tiene lugar una tercera fase de realización de una segunda etapa de ejecución de series de determinados números de ciclos de pulimento y medición del coeficiente de fricción tras cada serie, en la superficie de dicha probeta, donde dicha segunda etapa comprende un número de ciclos tal que la probeta queda sometida a un total de al menos 22000 ciclos de pulimento.Next, a third phase of carrying out a second stage of execution of series of certain numbers of polishing cycles and measurement of the coefficient of friction after each series, takes place on the surface of said specimen, where said second stage comprises a number of cycles such that the specimen is subjected to a total of at least 22,000 polishing cycles.
En esta segunda etapa se cumple que durante series alternas de ciclos de pulimento se realiza un aporte de material abrasivo sobre la superficie de la probeta.In this second stage it is fulfilled that during alternate series of polishing cycles a contribution of abrasive material is made on the surface of the specimen.
Además, durante la primera y la segunda etapa, tanto durante la ejecución de las series de ciclos de pulimento como durante la medición del coeficiente de fricción, se realiza un aporte regulado de agua sobre la superficie de la probeta mediante unos medios de dosificación controlada de agua, para la humectación de la misma.In addition, during the first and second stages, both during the execution of the series of polishing cycles and during the measurement of the coefficient of friction, a regulated supply of water is made on the surface of the specimen using controlled dosing means of water, for the humidification of the same.
Finalmente se realiza una tercera fase de obtención de una curva de evolución del coeficiente de fricción.Finally, a third phase is carried out to obtain a curve of evolution of the friction coefficient.
Con el aparato de ensayo para medir la resistencia al deslizamiento de una probeta plana y el método de ensayo de pulimento acelerado que aquí se proponen se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.With the test apparatus for measuring the slip resistance of a flat specimen and the accelerated polishing test method proposed here, a significant improvement in the state of the art is obtained.
Esto es así pues el aparato de ensayo integra ambos dispositivos de pulimentado y de medición del coeficiente de fricción de manera que permite la realización de ensayos tanto en laboratorio como in situ.This is so because the test apparatus integrates both polishing and coefficient of friction measurement devices in a way that allows tests to be carried out both in the laboratory and on site.
Es válido para cualquier tipo de pavimentos, tanto bituminosos o asfálticos, como pavimentos de hormigón, peatonales, etc... It is valid for any type of pavement, both bituminous or asphalt, such as concrete, pedestrian, etc ...
En lo referente al dispositivo de pulimentado que forma parte de este aparato de ensayo resulta más eficaz que el dispositivo utilizado en la actualidad, dado que las ruedas de la plataforma giratoria están sujetas de manera fija y alineadas tangencialmente con lo que se eliminan vibraciones y con ello se obtienen resultados más reales. Además dichas ruedas son macizas (preferiblemente de goma), con lo que se elimina el desgaste de los neumáticos, consiguiendo mantener de este modo las condiciones de ensayo inalteradas durante toda la realización del mismo y se proporciona un valor más constante a lo largo del ensayo.Regarding the polishing device that is part of this test apparatus, it is more effective than the device currently used, since the wheels of the turntable are fixedly fixed and tangentially aligned, thereby eliminating vibrations and with This gives more real results. Furthermore, said wheels are solid (preferably rubber), thereby eliminating tire wear, thus maintaining the test conditions unchanged throughout the performance of the tires and providing a more constant value throughout the test .
Gracias a la existencia en el aparato de ensayo de unos medios de dosificación de material abrasivo sobre la superficie de la probeta, se consigue acelerar de forma significativa el proceso, con lo que si actualmente son necesarios un total de 90.000 ciclos para la realización del ensayo, con este aparato se reduce a un orden de 22.000 ciclos, por lo que se consigue una importante reducción tanto del tiempo necesario para la realización del ensayo, como del desgaste de los equipos.Thanks to the existence in the test apparatus of a means of dosing abrasive material on the surface of the specimen, it is possible to significantly accelerate the process, so that if a total of 90,000 cycles are currently required to carry out the test , with this apparatus it is reduced to an order of 22,000 cycles, so a significant reduction is achieved both in the time necessary to carry out the test and in the wear of the equipment.
Por otro lado, se consigue una mejor simulación de las condiciones reales de una calzada mediante la aplicación de material abrasivo y por tanto los resultados obtenidos son más fiables.On the other hand, a better simulation of the real conditions of a roadway is achieved by applying abrasive material and therefore the results obtained are more reliable.
Además, el aparato comprende unos medios de dosificación controlada de agua, con la posibilidad de regular y simular de forma mucho más precisa las condiciones reales de una calzada cuando llueve.Furthermore, the apparatus comprises controlled water dosing means, with the possibility of regulating and simulating much more precisely the actual conditions of a road when it rains.
El ensayo realizado mediante la utilización de este aparato de ensayo consigue una simulación mucho más precisa de las condiciones reales de un pavimento, mediante la utilización de material abrasivo y agua en un volumen regulado sobre la calzada, de manera que se logra reflejar la variación del comportamiento del firme según las condiciones que actúan sobre el mismo.The test carried out using this test apparatus achieves a much more precise simulation of the real conditions of a pavement, by using abrasive material and water in a regulated volume on the road, so that it is possible to reflect the variation in pavement behavior according to the conditions acting on it.
De este modo, con el aparato de ensayo aquí propuesto se consigue elaborar curvas de evolución del coeficiente de fricción que pueden interpretarse diferenciando condiciones óptimas del pavimento y condiciones desfavorables del mismo tal que permitan seleccionar los tratamientos más adecuados para restablecer la resistencia al deslizamiento en pavimentos que lo precisen. In this way, with the test apparatus proposed here, it is possible to elaborate evolution curves of the friction coefficient that can be interpreted by differentiating optimal conditions of the pavement and unfavorable conditions of the same so as to select the most suitable treatments to restore the resistance to sliding in pavements. they need it.
Resulta por tanto un aparato de ensayo y un método de ensayo muy efectivos para la predicción del coeficiente de fricción de pavimentos y la aplicación del resultado obtenido en la optimización de la evolución de la resistencia al deslizamiento de dichos pavimentos.Therefore, it is a very effective test apparatus and test method for predicting the coefficient of friction of pavements and the application of the result obtained in optimizing the evolution of slip resistance of said pavements.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:In order to help a better understanding of the characteristics of the invention, in accordance with a preferred example of its practical embodiment, a series of drawings is provided as an integral part of said description, where, by way of illustration and not limitation, represented the following:
La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del aparato de ensayo en una primera posición en la que está actuando el dispositivo de pulimentado sobre una probeta de un pavimento, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 1.- Shows a perspective view of the testing apparatus in a first position in which the polishing device is acting on a specimen of a pavement, for a preferred embodiment of the invention.
La Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del aparato de ensayo en una segunda posición en la que está actuando el dispositivo de medida de la resistencia al deslizamiento sobre la probeta de un pavimento, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 2.- Shows a perspective view of the testing apparatus in a second position in which the sliding resistance measurement device is operating on the specimen of a pavement, for a preferred embodiment of the invention.
La Figura 3.- Muestra una vista en planta inferior del dispositivo de medida de la resistencia al deslizamiento del aparato de ensayo, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 3.- Shows a bottom plan view of the slip resistance measurement device of the test apparatus, for a preferred embodiment of the invention.
La Figura 4.- Muestra una vista en planta de la probeta plana de pavimento tras la actuación del aparato de ensayo, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 4.- Shows a plan view of the flat pavement specimen after the test apparatus has been operated, for a preferred embodiment of the invention.
La Figura 5.- Muestra una gráfica con la curva de evolución del coeficiente de fricción obtenida en un ensayo ejemplificativo, para un modo de realización preferente de la invención.Figure 5.- Shows a graph with the curve of evolution of the coefficient of friction obtained in an exemplary test, for a preferred embodiment of the invention.
La Figura 6.- Muestra una gráfica con las curvas envolventes de los valores máximos y de los valores mínimos, obtenida en un ensayo ejemplificativo, para un modo de realización preferente de la invención. Figure 6.- Shows a graph with the envelope curves of the maximum values and the minimum values, obtained in an exemplary test, for a preferred embodiment of the invention.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invenciónDetailed description of a preferred embodiment of the invention
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, el aparato (1) de ensayo para medir la resistencia al deslizamiento de una probeta (2) plana de un pavimento que aquí se propone, comprende una carcasa (3) de protección en cuyo interior presenta un dispositivo de pulimentado (4) configurado por tres ruedas (5) unidas a una plataforma giratoria (6) conectada a unos medios de accionamiento y control para llevar a cabo una o más series de ciclos de pulimentado sobre una primera corona (7) circular de la probeta (2) plana.In view of the figures provided, it can be seen how in a preferred embodiment of the invention, the test apparatus (1) for measuring the slip resistance of a flat specimen (2) of a pavement proposed here, comprises a protective casing (3) inside which has a polishing device (4) configured by three wheels (5) attached to a rotating platform (6) connected to actuation and control means to carry out one or more series of polishing cycles on a first circular crown (7) of the flat specimen (2).
El aparato (1) de ensayo comprende además un dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento de la probeta (2) configurado para actuar sobre una zona de la misma en forma de una segunda corona (9) circular y, medios dispuestos para ubicar el dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento sobre la probeta (2) plana tras una serie de ciclos de pulimentado de manera que dicha segunda corona (9) circular queda comprendida en el interior de la primera corona (7) circular.The test apparatus (1) further comprises a device (8) for the sliding resistance of the specimen (2) configured to act on an area thereof in the form of a second circular crown (9) and, means arranged to locate the sliding resistance measuring device (8) on the flat specimen (2) after a series of polishing cycles so that said second circular crown (9) is included inside the first crown (7) circular.
Como se muestra en la Figura 1, este aparato (1) de ensayo comprende unos medios de dosificación de material abrasivo sobre la superficie de la probeta (2) y unos medios de dosificación controlada de agua sobre la misma.As shown in Figure 1, this test apparatus (1) comprises means for dosing abrasive material on the surface of the specimen (2) and means for controlled dosing of water thereon.
En este modo de realización preferente de la invención, dichos medios de dosificación controlada de agua comprenden un depósito de agua, una bomba volumétrica conectada a la misma (no representados en las Figuras) y al menos dos difusores (10) fijados en la carcasa (3) de protección. Con ellos es posible reproducir las condiciones del pavimento en situaciones de lluvia, por lo que los resultados obtenidos son más reales y fiables.In this preferred embodiment of the invention, said controlled water dosing means comprise a water tank, a volumetric pump connected to it (not represented in the Figures) and at least two diffusers (10) fixed in the casing ( 3) protection. With them it is possible to reproduce the conditions of the pavement in rainy situations, so the results obtained are more real and reliable.
Por su parte, en este modo de realización preferente de la invención, los medios de dosificación de material abrasivo están situados sujetos sobre la plataforma giratoria (6) y presentan unos medios de control (12) inalámbricos y un depósito (11) del material abrasivo. En este caso el material abrasivo considerado es un grano de esmeril natural.For its part, in this preferred embodiment of the invention, the dosing means for abrasive material are located on the turntable (6) and have wireless control means (12) and a tank (11) for the abrasive material . In this case, the abrasive material considered is a natural emery grain.
Así mismo, el aparato (1) de ensayo comprende unos medios de desplazamiento vertical del dispositivo de pulimentado (4) configurados para situarlo en una primera posición sobre la probeta (2), para la realización de una serie de ciclos de pulimentado, tal y como se muestra en la Figura 1 y, en una segunda posición a una altura determinada sobre la probeta (2), como puede observarse en la Figura 2, cuando se termina dicha serie de ciclos, tal que permite el posicionamiento del dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento sobre la probeta (2).Likewise, the test apparatus (1) comprises vertical displacement means of the polishing device (4) configured to place it in a first position on the specimen (2), to carry out a series of polishing cycles, such and as shown in Figure 1 and, in a second position at a certain height above the specimen (2), as can be seen in Figure 2, when said series of cycles is finished, such that it allows positioning of the sliding resistance measuring device (8) on specimen (2).
Así pues, mediante este aparato (1) es posible el ensayo de una probeta (2) de pavimento mediante la actuación del dispositivo de pulimentado (4) sobre la misma y tras la realización de un número determinado de ciclos de pulimentado, los medios de desplazamiento vertical trasladan dicho dispositivo de pulimentado (4) a una altura tal que se permite la colocación sobre la probeta (2) del dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento, para que éste realice el cálculo del coeficiente de fricción correspondiente a tal número de ciclos de pulimentado.Thus, by means of this apparatus (1) it is possible to test a paving specimen (2) by acting the polishing device (4) on it and after carrying out a certain number of polishing cycles, the vertical displacement move said polishing device (4) to a height such that it is allowed to place the sliding resistance measurement device (8) on the specimen (2), so that it can calculate the coefficient of friction corresponding to such a number of polishing cycles.
En el dispositivo de pulimentado (4) que forma parte de este aparato (1) de ensayo, las ruedas (5) utilizadas son macizas (preferiblemente de goma) y están sujetas a la plataforma giratoria (6) en una posición fija, y situadas alineadas tangencialmente. Al ser ruedas (5) macizas, se reduce el desgaste de las mismas con lo que además de reducir los costes por mantenimiento, se consigue mantener las condiciones de realización de ensayos inalterables por un mayor tiempo, de manera que se obtienen unos valores más constantes.In the polishing device (4) that is part of this test apparatus (1), the wheels (5) used are solid (preferably rubber) and are attached to the turntable (6) in a fixed position, and located tangentially aligned. As they are solid wheels (5), their wear is reduced, which in addition to reducing maintenance costs, it is possible to maintain the conditions for carrying out unalterable tests for a longer time, so that more constant values are obtained .
Así mismo, al ser ruedas (5) que están fijas respecto a la plataforma giratoria (6) y alineadas tangencialmente, se eliminan las molestas vibraciones que ocurrían con ruedas pivotantes.Likewise, being wheels (5) that are fixed with respect to the rotating platform (6) and aligned tangentially, the annoying vibrations that occurred with pivoting wheels are eliminated.
En este modo de realización preferente de la invención, la probeta (2) plana es una probeta elaborada en laboratorio y el aparato (1) de ensayo comprende una zona de recepción (13) de la misma, como puede observarse en la Figura 1. En este caso, los medios de desplazamiento vertical del dispositivo de pulimentado (4) permiten el posicionamiento del mismo sobre dicha probeta (2).In this preferred embodiment of the invention, the flat specimen (2) is a specimen made in the laboratory and the test apparatus (1) comprises a reception area (13) thereof, as can be seen in Figure 1. In this case, the vertical displacement means of the polishing device (4) allow its positioning on said specimen (2).
En otros modos de realización la probeta (2) plana puede ser una probeta delimitada in situ en una superficie de rodadura de un pavimento, en cuyo caso el aparato (1) de ensayo y los medios de desplazamiento vertical del dispositivo de pulimentado están dispuestos tal que pueden posicionar el dispositivo de pulimentado (4) sobre dicha probeta (2). In other embodiments, the flat test piece (2) may be a test piece delimited in situ on a running surface of a pavement, in which case the test apparatus (1) and the vertical movement means of the polishing device are arranged such that can position the polishing device (4) on said specimen (2).
La carcasa (3) de protección del aparato (1) de ensayo, que en este modo de realización está configurada a modo de jaula, permite centrar la probeta (2) de ensayo en la ubicación adecuada para la correcta utilización de los dispositivos de pulimentado y de medida (4, 8) de la resistencia al deslizamiento, sobre la misma. Además, permite el alojamiento de las tuberías (14) y difusores (10) de agua, tal y como se muestra en la Figura 1 y, presenta una puerta (22) de acceso a su interior (representada en posición abierta en las figuras) con un dispositivo de control de apertura y cierre, de manera que el aparato (1) de ensayo sólo puede estar en funcionamiento cuando la puerta (22) está cerrada, consiguiendo de este modo que la carcasa (3) ejerza de protección del personal frente accidentes y descuidos.The protective casing (3) of the test apparatus (1), which in this embodiment is configured as a cage, allows the test specimen (2) to be centered in the appropriate location for the correct use of the polishing devices and measurement (4, 8) of the slip resistance on it. In addition, it allows the accommodation of the water pipes (14) and diffusers (10), as shown in Figure 1, and has a door (22) for access to its interior (shown in the open position in the figures) with an opening and closing control device, so that the test apparatus (1) can only be in operation when the door (22) is closed, thus achieving that the casing (3) protects personnel against accidents and oversights.
En este modo de realización preferente de la invención los medios de desplazamiento están formados por unos gatos hidráulicos (no representados en las Figuras). Estos elevan el dispositivo de pulimentado (4), tal y como se muestra en la Figura 2, tal que se permita la colocación del dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento sobre la probeta (2).In this preferred embodiment of the invention, the displacement means are formed by hydraulic jacks (not shown in the Figures). These raise the polishing device (4), as shown in Figure 2, so as to allow the placement of the sliding resistance measurement device (8) on the specimen (2).
Como se muestra en la Figura 3, dicho dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento comprende un disco (15) que presenta tres zapatas (16) de goma dispuestas tal que el giro del disco (15) permite que la trayectoria de dichas zapatas (16) describan la segunda corona (9) circular. Comprende además un software de medida del coeficiente de fricción en función de la deceleración del disco (15).As shown in Figure 3, said sliding resistance measurement device (8) comprises a disc (15) having three rubber shoes (16) arranged such that the rotation of the disc (15) allows the trajectory of said shoes (16) describe the second circular crown (9). It also includes software for measuring the coefficient of friction as a function of the deceleration of the disc (15).
Como se muestra en la Figura 4, en este modo de realización preferente de la invención, la diferencia entre el diámetro exterior y el diámetro interior de la primera corona (7) circular es mayor que la diferencia entre dichos diámetros de la segunda corona (9) circular. De forma preferida, esta diferencia será de al menos 36mm.As shown in Figure 4, in this preferred embodiment of the invention, the difference between the outside diameter and the inside diameter of the first circular crown (7) is greater than the difference between said diameters of the second ring (9). ) circular. Preferably this difference will be at least 36mm.
De este modo, la segunda corona (9) circular presenta un menor ancho que la primera corona (7) circular, proporcionándose de este modo un margen de seguridad suficiente para garantizar que el dispositivo de medida (8) de la resistencia al deslizamiento actúa dentro de la primera corona (7) circular resultante del pulimentado por la acción del dispositivo de pulimentado (4).In this way, the second circular crown (9) has a smaller width than the first circular crown (7), thereby providing a sufficient margin of safety to guarantee that the sliding resistance measurement device (8) acts within of the first circular crown (7) resulting from polishing by the action of the polishing device (4).
En este modo de realización preferente de la invención, los medios de accionamiento y control (17) del dispositivo de pulimentado (4) comprenden un microprocesador y están conectados a un motor de giro de la plataforma giratoria (6), a los medios de dosificación controlada de agua y a los medios de dosificación de material abrasivo.In this preferred embodiment of the invention, the actuation and control means (17) of the polishing device (4) comprise a microprocessor and are connected to a rotating motor of the turntable (6), to the controlled water dosing means and to the abrasive material dosing means.
Dichos medios de accionamiento y control (17) comprenden un reductor para facilitar el control de la velocidad de giro y están configurados de manera que la velocidad tangencial de las ruedas (5) está comprendida entre 2-5 Km/h. Esto es así pues a una velocidad mayor está comprobado que las ruedas (5) derrapan y no pulimentan adecuadamente la probeta (2).Said drive and control means (17) comprise a reducer to facilitate control of the turning speed and are configured such that the tangential speed of the wheels (5) is between 2-5 km / h. This is so because at a higher speed it is verified that the wheels (5) skid and do not adequately polish the specimen (2).
Además, estos medios de accionamiento y control (17) comprenden un contador láser o magnético de revoluciones, configurado para programar las series de ciclos necesarias a llevar a cabo.Furthermore, these actuation and control means (17) comprise a laser or magnetic revolution counter, configured to program the series of cycles necessary to carry out.
En este modo de realización preferente de la invención, el dispositivo de pulimentado (4) presenta un peso fijo comprendido entre 40 y 45kg.In this preferred embodiment of the invention, the polishing device (4) has a fixed weight of between 40 and 45kg.
Forma también parte de la presente invención un método de ensayo de pulimento acelerado de una probeta plana de un pavimento, mediante un aparato de ensayo para medir la resistencia al deslizamiento tal como el definido en esta memoria.Also part of the present invention is an accelerated polishing test method of a flat specimen of a pavement, by means of a test apparatus to measure the slip resistance as defined in this specification.
Dicho método de ensayo presenta las fases que se definen a continuación.Said test method presents the phases defined below.
Una primera fase de obtención de una probeta (2) plana de pavimento. En el ejemplo aquí descrito a modo de realización preferente de la invención esta probeta (2) se ha definido como una probeta (2) elaborada en laboratorio.A first phase of obtaining a flat pavement specimen (2). In the example described here as a preferred embodiment of the invention, this specimen (2) has been defined as a specimen (2) made in the laboratory.
A continuación, tiene lugar una segunda fase de realización de una primera etapa de ejecución de series de determinados números de ciclos de pulimento y medición del coeficiente de fricción tras cada serie, en la superficie de dicha probeta (2).Subsequently, a second phase of carrying out a first stage of execution of series of certain numbers of polishing cycles and measurement of the coefficient of friction after each series, takes place on the surface of said specimen (2).
Esta primera etapa comprende un total de al menos 4000 ciclos de pulimento. En la tabla 1 se representa la secuencia del ensayo de pulimento realizado en este modo de realización preferente de la invención y, como se muestra en la dicha tabla 1, este ensayo comprende una primera serie de 1000 ciclos de pulimento y, una segunda y una tercera serie de 1500 ciclos cada una. This first stage comprises a total of at least 4000 polishing cycles. Table 1 represents the sequence of the polishing test carried out in this preferred embodiment of the invention and, as shown in said table 1, this test comprises a first series of 1000 polishing cycles and, a second and a third series of 1500 cycles each.
Durante todas las series de ciclos de pulimento de la primera etapa se realiza un aporte de material abrasivo sobre la superficie de la probeta (2).During all the series of polishing cycles of the first stage, a contribution of abrasive material is made on the surface of the specimen (2).
Así mismo, durante esta primera etapa se realiza un aporte continuo de agua sobre la superficie de la probeta (2) mediante unos medios de dosificación controlada de agua, para la humectación de la misma, durante los ciclos de pulimentadoLikewise, during this first stage, a continuous supply of water is made on the surface of the test piece (2) by means of controlled dosing of water, for its wetting, during the polishing cycles.
La tercera fase consiste en la realización de una segunda etapa de ejecución de series de determinados números de ciclos de pulimento y medición del coeficiente de fricción tras cada serie, en la superficie de dicha probeta (2), donde dicha segunda etapa comprende un número de ciclos tal que la probeta queda sometida a un total de al menos 22000 ciclos de pulimento.The third phase consists of carrying out a second stage of execution of series of certain numbers of polishing cycles and measurement of the coefficient of friction after each series, on the surface of said specimen (2), where said second stage comprises a number of cycles such that the specimen is subjected to a total of at least 22,000 polishing cycles.
En la tabla 1 puede observarse que esta segunda etapa comprende un número determinado de series de 1500 ciclos cada una hasta llegar a los 22000 ciclos.In Table 1 it can be seen that this second stage comprises a determined number of series of 1500 cycles each until reaching 22000 cycles.
Tabla 1Table 1
En esta segunda etapa, se realiza un aporte de material abrasivo sobre la superficie de la probeta (2) durante series alternas de ciclos de pulimento. Además, se realiza un aporte regulado de agua sobre la superficie de la probeta (2) mediante los medios de dosificación controlada de agua, para la humectación de la misma en todas las series de ciclos.In this second stage, a contribution of abrasive material is made on the surface of the specimen (2) during alternate series of polishing cycles. In addition, a regulated supply of water is made on the surface of the test piece (2) by means of controlled water dosing, for wetting it in all series of cycles.
Al finalizar cada serie de ciclos, se haya realizado aporte de material abrasivo o no, se aplica el dispositivo de medida (8) de rozamiento sobre la probeta (2) y se obtiene el valor del coeficiente de fricción.At the end of each series of cycles, whether abrasive material has been added or not, the friction measuring device (8) is applied to the specimen (2) and the value of the coefficient of friction is obtained.
En este modo de realización preferente de la invención, el coeficiente de fricción obtenido mediante el proceso de medición tras cada serie es el que se obtiene de la medición a una velocidad de 20km/h (DF20).In this preferred embodiment of the invention, the coefficient of friction obtained by the measurement process after each series is that obtained from the measurement at a speed of 20km / h (DF 20 ).
Aunque no se refleja en el ejemplo aquí descrito, el método de realización expuesto puede realizarse exactamente igual para velocidades superiores a 20km/h, considerándose como un rango preferente de velocidades de ensayo el rango entre 20km/h y los 40km/h, que respectivamente permitirán obtener los coeficientes de fricción correspondientes a cada velocidad de ensayo entre (DF20) y (DF40).Although it is not reflected in the example described here, the exposed method of realization can be carried out exactly the same for speeds higher than 20km / h, considering as a preferred range of test speeds the range between 20km / h and 40km / h, which respectively will allow obtain the coefficients of friction corresponding to each test speed between (DF 20 ) and (DF 40 ).
Finalmente, la cuarta fase consiste en la obtención de una curva de evolución (18) del coeficiente de fricción con el tráfico acumulado, simulado mediante el número de vueltas del dispositivo de pulimentado (4). En la Figura 5 se muestra que para 22.000 vueltas acumuladas, con el protocolo de ensayo aquí expuesto, el valor DF20 resulta prácticamente constante tanto para los picos máximos como para los mínimos (y ello ocurre con todas las superficies bituminosas estudiadas con este procedimiento), describiendo la curva, en términos gráficos, dos asíntotas horizontales, una de máximos y otra de mínimos, por lo que se ha asumido en el estudio que no tiene interés continuar el ensayo con un número mayor de ciclos. Finally, the fourth phase consists of obtaining an evolution curve (18) of the friction coefficient with the accumulated traffic, simulated by the number of turns of the polishing device (4). In Figure 5 it is shown that for 22,000 accumulated turns, with the test protocol outlined here, the DF 20 value is practically constant for both maximum and minimum peaks (and this occurs with all bituminous surfaces studied with this procedure) , describing the curve, in graphic terms, two horizontal asymptotes, one of maximums and one of minimums, for which reason it has been assumed in the study that it is of no interest to continue the test with a greater number of cycles.
Si se observa dicha Figura 5, puede deducirse que existe un primer tramo (T1), en el que el material abrasivo va desnudando el árido del betún adherido, por lo que se registra un incremento de la fricción, hasta alcanzar un máximo o pico.If said Figure 5 is observed, it can be deduced that there is a first section (T1), in which the abrasive material strips the aggregate of the adhered bitumen, so an increase in friction is registered, until reaching a maximum or peak.
Se observa igualmente la existencia de un segundo tramo (T2) en que la fricción comienza a reducirse, debido a que el árido, desprovisto ya de betún, comienza a perder textura por la acción del grano de esmeril combinado con la acción de las ruedas (5).The existence of a second section (T2) in which the friction begins to decrease is also observed, because the aggregate, already devoid of bitumen, begins to lose texture due to the action of the emery grain combined with the action of the wheels ( 5).
Finalmente, la curva de evolución (18) del coeficiente de fricción presenta un tercer y último tramo (T3), en forma de dientes de sierra, aunque con tendencia decreciente. En este tercer tramo (T3), la rama ascendente de cada “diente” se corresponde con la realización de una serie de ciclos en la que se aporta material abrasivo, lo que genera textura en el árido, que aumenta la fricción, mientras que la rama descendente de cada “diente” se corresponde con una serie de ciclos en la que no existe dicho aporte de material abrasivo, por lo que el paso de las ruedas (5) de goma sin abrasivo produce un pulido suave que reduce la fricción.Finally, the evolution curve (18) of the friction coefficient presents a third and last section (T3), in the form of saw teeth, although with a decreasing trend. In this third section (T3), the ascending branch of each "tooth" corresponds to the realization of a series of cycles in which abrasive material is provided, which generates texture in the aggregate, which increases friction, while the descending branch of each "tooth" corresponds to a series of cycles in which there is no such contribution of abrasive material, so that the passage of the rubber wheels (5) without abrasive produces a smooth polishing that reduces friction.
Así pues, el objetivo de la alternancia de series de ciclos de pulimento con y sin aporte de material abrasivo es el de someter la superficie de ensayo a una alternancia de abrasión y pulimento suave, lo que va generando respectivamente los puntos altos y bajos, en forma de diente de sierra, de la curva de evolución (18) del coeficiente de fricción.Thus, the objective of alternating series of polishing cycles with and without contribution of abrasive material is to subject the test surface to an alternation of abrasion and light polishing, which generates, respectively, the high and low points, in sawtooth shape of the evolution curve (18) of the friction coefficient.
Ahora bien, esta curva de evolución (18) obtenida puede reinterpretarse en términos de ingeniería de pavimentos. En cierta medida el seguimiento de tramos de carreteras en servicio demuestra cada día que el coeficiente de fricción del pavimento tiende a disminuir a largo plazo, pero no lo hace de una forma monótona, sino con curvas de evolución que presentan también subidas y bajadas.Now, this obtained evolution curve (18) can be reinterpreted in terms of pavement engineering. To a certain extent, the monitoring of sections of roads in service shows every day that the coefficient of friction of the pavement tends to decrease in the long term, but it does not do so in a monotonous way, but with evolution curves that also show ups and downs.
Esta falta de monotonía en la evolución del coeficiente de fricción suele atribuirse a varios factores: la climatología, particularmente las lluvias y su efecto de lavado del pavimento, y otros factores, cuya influencia en conjunto no ha sido posible modelizar para todos los tipos de pavimentos. Suele decirse que estas fluctuaciones del coeficiente de fricción responden a condiciones favorables o desfavorables del momento en que se realiza la medición y de las condiciones meteorológicas y de tráfico durante las semanas precedentes a la medida. This lack of monotony in the evolution of the friction coefficient is usually attributed to several factors: the weather, particularly the rains and their effect of washing the pavement, and other factors, whose influence as a whole has not been possible to model for all types of pavements . These fluctuations in the coefficient of friction are often said to respond to favorable or unfavorable conditions at the time of measurement, and to weather and traffic conditions during the weeks preceding the measurement.
En el caso de las gráficas obtenidas en probetas pulimentadas con el dispositivo de pulimento (4) de este aparato (1) de ensayo aquí propuesto, dichas fluctuaciones parecen reproducir, de una forma normalizada, situaciones óptimas y pésimas de la superficie que se está evaluando, siempre dentro de una tendencia general “a largo plazo” de pérdida de fricción.In the case of the graphs obtained in specimens polished with the polishing device (4) of this test apparatus (1) proposed here, said fluctuations seem to reproduce, in a normalized way, optimal and lousy situations of the surface being evaluated , always within a general "long-term" trend of friction loss.
En este modo de realización preferente de la invención, a partir de la curva de evolución (18) del coeficiente de fricción es posible obtener la gráfica que se muestra en la Figura 6, en la que se ha realizado el trazado de una primera envolvente (19) de los puntos altos y una segunda envolvente (20) de los puntos bajos, dando lugar a dos ramas, una de puntos óptimos (la primera envolvente (19)) y otra de situaciones pésimas (la segunda envolvente (20)). Precisamente ésta segunda envolvente (20), la curva de mínimos, es la crítica, que debe tenerse en cuenta para el análisis de las condiciones de seguridad de la carretera.In this preferred embodiment of the invention, from the evolution curve (18) of the coefficient of friction it is possible to obtain the graph shown in Figure 6, in which the drawing of a first envelope ( 19) of the high points and a second envelope (20) of the low points, giving rise to two branches, one of optimal points (the first envelope (19)) and another of lousy situations (the second envelope (20)). Precisely this second envelope (20), the minimum curve, is the critical one, which must be taken into account for the analysis of road safety conditions.
En este ensayo, tras la realización de 22.000 ciclos en las superficies más resistentes, se obtiene una estabilización del valor DF20, tanto los máximos como los mínimos, por lo que se deduce que, en términos de fricción, la superficie ha alcanzado el equilibrio, es decir, ya no pierde más coeficiente de fricción, aunque continúen los ciclos con el aparato de pulimento.In this test, after carrying out 22,000 cycles on the most resistant surfaces, a stabilization of the DF 20 value is obtained, both maximum and minimum, therefore it is deduced that, in terms of friction, the surface has reached equilibrium that is, it no longer loses any more coefficient of friction, even if the cycles continue with the polishing apparatus.
Esto es extrapolable a los pavimentos como por ejemplo las carreteras, en las que se observa que, después de un número de años en servicio alcanza un valor mínimo, que lo caracteriza, a partir del cual el coeficiente de fricción se estabiliza. Desafortunadamente este valor “mínimo estable” puede ser insuficiente para garantizar la seguridad de los vehículos.This can be extrapolated to pavements such as roads, where it is observed that, after a number of years in service, it reaches a minimum value, which characterizes it, from which the coefficient of friction stabilizes. Unfortunately, this "stable minimum" value may be insufficient to guarantee vehicle safety.
Finalmente, a partir de las gráficas mostradas en las Figuras 5 y 6, puede obtenerse un parámetro adicional consistente en la distancia entre la primera y la segunda envolventes, que se denomina ADF20 (21). Este valor constituye un indicador de la magnitud de las fluctuaciones que pueden esperarse en el coeficiente de fricción de la superficie, en función de si las condiciones de pulimento previas sean más o menos favorables.Finally, from the graphs shown in Figures 5 and 6, an additional parameter can be obtained consisting of the distance between the first and second envelopes, which is called ADF 20 (21). This value is an indicator of the magnitude of fluctuations that can be expected in the surface friction coefficient, depending on whether the previous polishing conditions are more or less favorable.
Así pues, con este ensayo de pulimento acelerado realizado con el aparato (1) de ensayo definido, en el que se combina el pulimento de la superficie de la probeta (2) y la medida del coeficiente de fricción, es posible obtener una curva de evolución (18) de dicho coeficiente que ofrecen un patrón típico consistente como se ha visto en un primer tramo (T1) de denudado del árido hasta alcanzar un pico, un segundo tramo (T2) de bajada del coeficiente DF20 por pulimento del árido y un tercer tramo (T3) con evolución en dientes de sierra debida a la alternancia de la aplicación de material abrasivo.Thus, with this accelerated polishing test carried out with the defined test apparatus (1), in which the polishing of the surface of the specimen (2) and the measurement of the coefficient of friction are combined, it is possible to obtain a curve of evolution (18) of said coefficient that offer a consistent typical pattern as seen in a first section (T1) of denuded of the aggregate until reaching a peak, a second section (T2) of reduction of the DF 20 coefficient by polishing the aggregate and a third section (T3) with evolution in saw teeth due to the alternation of the application of abrasive material.
Puede afirmarse pues, que el pulimento acelerado de superficies con el aparato (1) de ensayo objeto de la invención es una herramienta interesante para seleccionar los tratamientos más adecuados para restablecer la resistencia al deslizamiento en pavimentos que lo precisen. En laboratorio pueden probarse distintos áridos, ligantes, aditivos, o técnicas para determinar las que mejor puedan garantizar la fricción neumático pavimento a largo plazo. El uso de este equipo de laboratorio puede contribuir al adecuado diseño de capas delgadas y ultradelgadas, muy especializadas para rodadura, que ahorran material.It can therefore be said that accelerated surface polishing with the test apparatus (1) object of the invention is an interesting tool to select the most suitable treatments to restore slip resistance in pavements that require it. Different aggregates, binders, additives, or techniques can be tested in the laboratory to determine which ones can best guarantee long-term pavement pneumatic friction. The use of this laboratory equipment can contribute to the proper design of thin and ultra-thin layers, very specialized for rolling, which save material.
La forma de realización descrita constituye únicamente un ejemplo de la presente invención, por tanto, los detalles, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible, así como la información suficiente al experto en la materia para aplicar la presente invención. The described embodiment constitutes only an example of the present invention, therefore, the specific details, terms and phrases used herein are not to be considered as limiting, but are to be understood only as a basis for claims and as a representative basis that provides an understandable description, as well as sufficient information to the person skilled in the art to apply the present invention.
Claims (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2754083 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20200415 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20200917 |