Artículo de método

Determinación de los coeficientes de fricción de pavimentos helados bajo diferentes cantidades de nieve

DOI:

10.3791/63769

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6 de enero de 2023

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1Highway Academy, Chang’an University, 2School of Modern Posts (Logistics School) & Institute of Posts, Xi’an University of Posts and Telecommunications

En este artículo

Resumen

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Aquí, presentamos un método para determinar el coeficiente de fricción de pavimentos con diferentes espesores de hielo en interiores. El procedimiento completo incluye la preparación del equipo, el cálculo y análisis de la nevada, la calibración del equipo, la determinación del coeficiente de fricción y el análisis de datos.

Resumen

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El hielo en las superficies de las carreteras puede conducir a una disminución significativa en el coeficiente de fricción, poniendo así en peligro la seguridad de la conducción. Sin embargo, todavía no hay estudios que proporcionen valores exactos de coeficiente de fricción para pavimentos cubiertos de hielo, lo que es perjudicial tanto para el diseño de carreteras como para la selección de medidas de mantenimiento de carreteras invernales. Por lo tanto, este artículo presenta un método experimental para determinar el coeficiente de fricción de las superficies de carreteras heladas en el invierno. Para el experimento se empleó un probador portátil británico (BPT), también conocido como medidor de coeficiente de fricción de péndulo. El experimento se dividió en los siguientes cinco pasos: la preparación del equipo, el cálculo y análisis de la nevada, la calibración del equipo, la determinación del coeficiente de fricción y el análisis de datos. La precisión del experimento final se ve directamente afectada por la precisión del equipo, que se describe en detalle. Además, este artículo sugiere un método para calcular el espesor del hielo para las cantidades correspondientes de nevadas. Los resultados ilustran que incluso el hielo irregular formado por nevadas muy ligeras puede conducir a una disminución significativa en el coeficiente de fricción del pavimento, poniendo así en peligro la seguridad de conducción. Además, el coeficiente de fricción está en su punto máximo cuando el espesor del hielo alcanza los 5 mm, lo que significa que se deben tomar medidas de protección para evitar la formación de dicho hielo.

Introducción

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La fricción del pavimento se define como el agarre entre los neumáticos del vehículo y la superficie subyacente de la carretera1. El índice más comúnmente asociado con la fricción del pavimento en el diseño de carreteras es el coeficiente de fricción del pavimento. La fricción es uno de los factores más importantes en el diseño de carreteras y solo es superada por la durabilidad. Existe una fuerte y clara correlación entre el rendimiento de fricción del pavimento y el riesgo de accidente2. Por ejemplo, existe una correlación negativa significativa entre las tasas de accidentes de tráfico y la resistencia al deslizamiento....

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Protocolo

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1. Preparación del equipo

  1. BPT
    1. Asegúrese de que el BPT (Figura 1) esté dentro de su vida útil y que la superficie esté limpia y sin daños.
      NOTA: Los componentes del BPT son la base, la espiral de nivelación, la burbuja de nivelación, el puntero, el péndulo, la espiral de elevación, la espiral de sujeción, el mango y el dial.
  2. Losas asfálticas
    1. Asegúrese de que el tamaño de la muestra de mezcla asfáltica utilizada para el experimento sea de 30 cm x 30 cm x 5 cm.
  3. Equipos de congelación
    1. Asegúrese de que el equipo de congelación utilizado pueda regular....

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Resultados

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La muestra 7 en la Tabla 4 es el grupo de control de muestra seca, mientras que las muestras restantes 1-6 corresponden a espesores de hielo que van desde nieve muy ligera hasta una gran ventisca.

Al comparar la muestra 7 y los otros seis grupos, se observó que la formación de hielo reduce significativamente el coeficiente de fricción del pavimento. Además, el coeficiente de fricción del pavimento disminuyó con el aumento del espesor del hielo, y el espesor del hielo tendió a .......

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Discusión

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El presente trabajo examina el procedimiento para probar el coeficiente de fricción del pavimento helado utilizando un BPT. Varios puntos deben analizarse exhaustivamente y se discuten en detalle aquí. Primero, en términos de la preparación de las muestras de mezcla asfáltica, uno debe tratar de usar asfalto de petróleo de carretera para preparar las muestras, pero esto no es un requisito. La preparación de las muestras de mezcla asfáltica debe realizarse en estricta conformidad con los protocolos experimentales ASTM (D6.......

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Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Los autores desean reconocer el Programa de Investigación Científica financiado por el Departamento de Educación Provincial de Shaanxi (Programa No. 21JK0908).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
CepilloShenzhen Huarui Brush Industry Co., LTDL-31
Equipo de congelaciónHaier GroupBC/BD-251HD
Cilindro de mediciónZhaoqing High-tech Zone Qianghong Plastic Mould Co., LTDlb1
Termómetro de pavimento Fluke Electronic Insrtument CompanyF62MAX
Medidor de cuerda de fricción de pénduloMuyang County Highway Instrument Co., LTD/
Lámina de cauchoJiangsu Muyang Xinchen Highway Instrument Co., LTD785120123500
Regla de longitud deslizante Jiangsu Muyang Xinchen Highway Instrument Co., Ltd785120123500
TrípodeHangzhou Ruiqi Trading Co., LtdTRGC1169

Referencias

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  1. Rajamani, R., Piyabongkarn, N., Lew, J., Yi, K., Phanomchoeng, G. Tire-road riction-coefficient estimation. IEEE Control Systems Magazine. 30 (4), 54-69 (2010).
  2. Wallman, C. -G., Åström, H. Friction measurem....

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Etiquetas

Coeficiente de fricci nprobador de fricci n de p ndulocantidades de nevadalosa de asfaltoespesor del hielocongelaci n del pavimentocompensaci n de temperaturaseguridad vialmantenimiento invernal

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