I.4.2 Métodos en función de la velocidad.
Método de Hahn
La dependencia entre el coeficiente de resistencia al rodamiento de un neumático y la
velocidad de movimiento del mismo, se determina mediante diversas ecuaciones empíricas.
Una de ellas, demostrada por Hahn, para un tipo determinado de neumático, es la siguiente:
3
3
4
2
3
2
100
*
00420
.
0
100
*
00245
.
0
019
.
0
V
Pk
V
Pk
Pk
f
Donde:
Pk-Presión en el neumático (Kg/cm²)
V-Velocidad de traslación del neumático (km/h)
Métodos en función del tipo de vehículos, de neumáticos y la velocidad de circulación.
Estos métodos, mostrados en [27] se obtuvieron en superficies rígidas. En la figura: 6, para
neumáticos de capas sesgadas y radiales de automóviles de pasajeros, bajo cargas y
presión de inflado fijas, se muestra la relación entre el coeficiente de resistencia al
rodamiento y la velocidad (V) (hasta 150 km/h o 93
mph), que además puede expresarse –
para neumáticos de capas radiales por:
2
7
10
40
.
0
0136
.
0
V
f
y para el caso de neumáticos de capas sesgadas en automóviles de pasajeros. La
expresión analítica es:
2
6
10
19
.
0
0169
.
0
V
fr
Donde
V-Velocidad [ km/h].
figura 6 Variación del coeficiente de resistencia al rodamiento (f) con relación a la velocidad
para vehículos ligeros según tipos de neumáticos (tomado de [27] p. 10)
Radiales
Sesgados
V
f
Método en función del tipo de neumático y velocidad para camiones
En la figura 7, para neumáticos de capas sesgadas y radiales de camiones, bajo cargas y
presión de inflado fijas, se muestra la relación entre el coeficiente de resistencia al
rodamiento y la velocidad V (hasta 100 km/h o 62 mph), que además puede expresarse –para
capas sesgadas- por:
2
6
10
23
.
0
006
.
0
V
fr
y para neumáticos de camiones de capas sesgadas:
2
6
10
45
.
0
007
.
0
V
fr
Donde:
V-Velocidad [ km/h].
I.4.3 Métodos según la carga vertical que baja por el neumático.
Método según la carga vertical y la presión de inflado.
En [23] se estudió la influencia de la carga vertical sobre una rueda en el valor del coeficiente
de resistencia al rodamiento f, fue analizado mediante el estudio experimental de una rueda.
Los experimentos se realizaron para velocidad (V) constante y presión (Pk) variable. Los
estudios se ejecutaron en un rango de cargas verticales sobre el neumático entre 0.2 y 0.5
toneladas.
Para presión constante en el neumático, el aumento de la carga vertical provoca un pequeño
incremento del valor del coeficiente de resistencia al rodamiento.
figura 7 Coeficiente de resistencia al rodamiento (f) para neumáticos de capas sesgadas y radiales de
camiones en función de la velocidad, bajo carga y presión de inflado constantes (tomado de [27] p. 10)
.
V
f
Capas sesgadas
Capas radiales
I.5 VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL RODAMIENTO CON LA
TEXTURA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO.
De igual modo en [27] aparece una clasificación de las superficies en función de su Micro y
Macro texturas la cual se muestra en la siguiente gráfica.
Textura
Denominación
Descripción
Microtextura
Macrotextura
I
Hormigón hidráulico pulido
SUAVE
SUAVE
II
Hormigón hidráulico nuevo
SUAVE
GRUESA
III
Hormigón asfáltico con árido redondeado,
compactado con rodillo
MEDIA
DE SUAVE
A MEDIA
IV
Hormigón asfáltico, compactado con rodillo I
MEDIA
MEDIA
V
Hormigón asfáltico, compactado con rodillo II
DE MEDIA A
ÁSPERA
MEDIA
figura 8 Coeficiente de resistencia al rodamiento (f), en función de la carga vertical (G
s
) y la
presión (P
k
) (tomado de [23] p.37)
88
100
101
104
108
133
0
50
100
150
I
VI
V
IV
III
II
figura 9..Relación porcentual entre los coeficiente de resistencia al deslizamiento en diferentes
superficies, con respecto al hormigón asfáltico nuevo (según [27] p. 11)
Tabla 3 Denominaciones, descripción y relación con la textura de diferentes superficies de pavimentos
VI
Hormigón asfáltico con recubrimiento grueso
ÁSPERA
GRUESA
I.6 DISCUSIÓN
I.6.1 Métodos y situaciones de interés estructural
Los esfuerzos horizontales, como, la fuerza centrífuga o la fuerza de frenado tienen interés
en el caso del análisis de estructuras como los puentes. ¿Tiene interés práctico la resistencia
al rodamiento? ¿Pueden -sus valores- llegar a ser superiores a los de la fuerza de frenado?
El objetivo de este acápite es discretizar los métodos y situaciones que pueden ser de
utilidad para el análisis de puentes y -en consecuencia- responder las interrogantes
anteriores.
¿Cuáles son esas situaciones?
Se seguirá el orden de la tipología de los métodos, expuesta en el subcapítulo anterior.
De los métodos en función del tipo de superficie, la situación está fundamentada por dos
de ellas:
1.
De Hormigón asfáltico
2.
De Hormigón Hidráulico
Dentro de esos métodos aparecen una serie de variables, que son:
Tipo de vehículo.
Aparentemente la decisión parece recaer sobre los vehículos pesados
(recuérdese el convoy N-30), mas sucede que son precisamente estos los que
disponen de neumáticos menos deformables y a los que se aplican mayores
presiones de inflado. Por tanto, por el momento se tendrán en cuenta también los
ligeros.
Presión de inflado
Las presiones de inflado usadas en camiones oscilan entre 620-827 kPa (90-120
psi) y las utilizadas en vehículos ligeros varían en el intervalo entre 193-248 kPa
(28-36 psi)
11
Además de estos intervalos, se utilizarán los necesarios para poder arribar a
conclusiones acerca de los valores extremos que alcanzará el coeficiente de
resistencia al rodamiento
Diámetro del neumático
11
ver 27 p. 17-18
Mister Wong
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