DESARROLLO Y ANÁLISIS DE PAVIMENTOS INDUSTRIALES DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL ACABADO SUPERFICIAL

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1 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Escuel Técnic Superior de Ingenieros de Cminos Cnles y Puertos TESIS DOCTORAL DESARROLLO Y ANÁLISIS DE PAVIMENTOS INDUSTRIALES DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL ACABADO SUPERFICIAL Autor Directores DANIEL CASTRO FRESNO JUAN ANTONIO POLANCO MADRAZO Sntnder, Noiembre 7

2 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN L brsión en un pimento de hormigón es cusd por el moimiento continudo de ls rueds de los ehículos sobre l superficie de l los. Tomndo como bse el modelo propuesto por Horszczruk [83], en este Cpítulo se desrroll un modelo teórico que expres l pérdid de olumen de mteril como un función del trbjo relizdo por l rued y del tiempo trnscurrido, sí como de l composición del mteril brsdo. Pr l comprobción experimentl del modelo se utilizron muestrs de un pimento experimentl cbdo con prtículs de corindón. Finlmente, plicndo este modelo se podrá predecir l id útil de un pimento con tn sólo conocer l composición del hormigón y l intensidd y crcterístics del tráfico sobre el mismo. Entre el pimento y los ehículos en moimiento ocurren fenómenos de brsión por impcto o por el deslizmiento debido ls fuerzs de fricción generds entre ls rueds y l superficie. El resultdo de esto es un merm en ls crcterístics estétics del pimento, sí como un reducción en el espesor de l los, lo que puede su ez derir en un incremento de ls tensiones que reducirá l id de sericio del pimento. Por otr prte, el fenómeno de desgste del pimento puede umentr tmbién su resistenci l deslizmiento [84]. Se h demostrdo que l resistenci l brsión del hormigón depende principlmente de ribles como su resistenci compresión, ls crcterístics de los áridos o el tipo de cbdo y de endurecedores superficiles empledos. Diferentes utores firmn que l resistenci l brsión se e incrementd con un umento de l resistenci compresión [76, 7] y que est crcterístic es el fctor más importnte pr l resistenci l brsión del hormigón [7]. Nik et l. [3] indicn que l relción entre l resistenci compresión del hormigón y l resistenci l brsión es linel. Sin embrgo, Atis [9], sugiere que est relción er hiperbólic. Por otr prte, Kettle y Sdegzdeh [99], seern que en el cso de un pimento de hormigón, l resistenci compresión o el tipo de curdo no son muy relentes l hor de estudir l resistenci l brsión, siempre y cundo exist lgún tipo de cbdo superficil como por ejemplo el espoloredo de lgún tipo de endurecedor cementoso sobre el hormigón fresco ntes del proceso de pulido posterior, y que estos tienen un grn influenci en l resistenci l brsión [33, 99] mejorándol considerblemente cundo están correctmente plicdos. Estos utores llegron obtener resultdos [99] en los que pens hy diferenci en cunto l brsión se refiere entre loss ensyds los 8 dís y loss ensyds los 6 meses después de hber sido terminds. 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 89

3 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 De este modo, pr controlr l resistenci l brsión, no será suficiente con especificr un resistenci decud del hormigón. Sdegzdeh et l. [5] estudin l relción entre l microestructur superficil y l resistenci l brsión del hormigón. Los resultdos indicn que diferentes técnics de cbdo superficil producen distints estructurs de poro y durezs en un zon de unos pocos milímetros y que l resistenci l brsión se e fectd en grn medid por l estructur de poro en l zon superficil. De este modo, l pst de cemento en l zon superficil (proximdmente mm) del pimento puede hcerse más fuerte y dens trs el frtsdo, y que medinte este proceso se consigue que ls prtículs se encuentren más próxims uns de otrs, logrndo que ls prtículs de cemento hidrtdo se conecten muy densmente con cd prtícul de árido. Por otr prte, Omoregie et l. [58] encontrron que en el cso de brsión del hormigón por efecto de l cción del gu, el pimento pulido máquin er el que mejor resistenci presentb. Donde se requiere un lt resistenci l brsión, se suelen plicr trtmientos superficiles, como l incorporción de áridos minerles o metálicos, tnto l superficie durnte ls operciones de cbdo o como un segund cp encim del pimento. El uso de estos mteriles d lugr suelos ltmente resistentes l brsión y l impcto, que son ls crcterístics típicmente exigids en los lmcenes y plnts de mnufcturción. El grdo en que un suelo de hormigón, donde se us un endurecedor, puede resistir l brsión rirá de un mner considerble en función de qué tipo de endurecedor se emplee. Los más comúnmente utilizdos son curzo, hierro y corindón y deben colocrse como define l ACI 3. R-4 sección 8.6. []. El problem de los endurecedores de hormigón es que, un ez que se hn desgstdo, l resistenci brsión uele ser l mism que en un hormigón sin trtr. L myor prte de ensyos de resistenci l brsión de hormigón consisten en medir los efectos de l destrucción por chorro de ren sec o el crecimiento del desgste por medio de l fricción [86, 88]. Existen tmbién, otros tipos de ensyos que trtn de simulr ls condiciones reles los que estrá sometido el mteril de estudio [6]. Por ejemplo, mezclndo gu con ren. En el nálisis lledo cbo se h utilizdo el método que se h considerdo que mejor se proxim l efecto que tendrá un rued sobre el pimento, 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 9

4 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 consistente en un cilindro de cero que gir un elocidd determind sobre un muestr de hormigón entre los cules ce un chorro de brsio. De este modo, el objetio de est inestigción es desrrollr un modelo que sir como primer proximción pr futurs inestigciones cerc de l id útil de un pimento, proporcionndo l interesdo un bse teóric de l que prtir pr conocer l eolución de ls crcterístics superficiles del pimento en función de ls crgs de tráfico ctuntes. 7.. METODOLOGÍA Y MATERIALES USADOS 7... Ensyo de brsión Los ensyos de resistenci l brsión se hn prcticdo de cuerdo l norm UNE-EN 338 [86], con el prto mostrdo en l Figur 5. (). Consiste en un rued de cero de mm de diámetro y 7 mm de nchur, que gir 75 r.p.m. y que se encuentr en contcto con l muestr estudid. L fuerz entre l rued y l muestr iene dd por el peso de un plomd que cuelg libremente. Durnte el proceso del ensyo, el brsio se dejb cer entre l rued y l muestr. L elocidd de descrg de brsio es de.5 l/min y l durción totl del ensyo er de minutos. Se colocn dos trsductores en el crrito (Figur 5. (b)), de tl mner que se puede medir sus moimientos en el tiempo, que se correspondín con l profundidd de penetrción en el pimento. L señl nlógic proeniente de los comprdores se conierte señl numéric usndo un trjet rápid de dquisición de dtos, cuy frecuenci es de khz. t t Y k Udt (7.) Donde k es un coeficiente determindo experimentlmente, que relcion oltje con deformción y U es el oltje obtenido prtir de l deformción en el tiempo t -t Mteriles Pr el desrrollo del modelo se hn utilizdo ls muestrs de pimento cbdo con corindón descrits en el Cpítulo 5. L dosificción de áridos pr el hormigón de l los se justó por: (i) el método de los porcentjes retenidos, de tl form que todos ls prtículs se encontrrn retenids dentro del huso grnulométrico indicdo y por (ii) el 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 9

5 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 método de l distribución de prtículs, con el propósito de obtener un mezcl propid pr l colocción mnul del pimento [79]. L distribución combind de los gregdos usdos en l los, se muestr en l Tbl 3.3. El hormigón fue suministrdo por un plnt de hormigondo conteniendo 34 kg/m 3 de cemento CEM IV/A 3.5 SR y un relción gu/cemento de,48. El tmño máximo de árido er de mm y se empleó un ditio fluidificnte polifuncionl, de mner que su consistenci er fluid. Pr l dosificción de los cbdos superficiles se utilizron 5 kg de ren de curzo y sílice, 5 kg de corindón y 35 kg de cemento Pórtlnd y l form de colocción fue l descrit en el Cpítulo 5. El cemento puzolánico CEM IV/A (V) 3.5 N/SR usdo presentb un composición en peso de un 84 % de clínker, 4 % de ceniz olnte, % de yeso y un % de filler. L superficie específic Bline er de m /kg. El tiempo de frgudo de l pst de cemento tl y como se describe en l norm EN 96-3, con relción gu/cemento de.9 pr obtener consistenci norml y densidd de l pst 845 kg/m 3 es de 9 minutos [89] (Cpítulo ). L resistenci compresión del mortero hecho con este cemento 8 dís de curdo es de 46.5 MP Procedimiento experimentl L trbjbilidd del hormigón medid con el método del cono de Abrms er plástic. Después de ser colocd, l mezcl fue primero ibrd, después flotd, y por último, pulid. Cundo el pimento se encontrb completmente cbdo, se cubrí con un membrn plástic pr eitr l pérdid de humedd. Trnscurrids 4 hors, se cortron ls muestrs del pimento y se introdujeron en l cámr de curdo ºC y 98 % de humedd durnte 8 dís. Cumplid est edd, ls probets cilíndrics de 5 cm de diámetro y 6.3 cm de ltur se secron hst peso constnte y sujets brsión durnte dos minutos. L sustnci brsi elegid sobre lúmin blnc fundid. Se probron seis plomds diferentes, con pesos de, 6.4,, 4 y 8.4 kg. Pr cd peso se prcticron cinco ensyos. 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 9

6 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, RESULTADOS EXPERIMENTALES En l Figur 7. se muestrn los cmbios en el olumen brsdo ( ) como función de l fuerz ejercid por l plomd ( =f(f)) lo lrgo del tiempo. En est Figur, donde puede obserrse clrmente cómo cmbi l elocidd de brsión en función del peso de l plomd, los decrementos de olumen son l medi de los resultdos de cinco especímenes obtenidos de l mism los y curdos de l mism mner. Por otr prte, los dtos de profundidd de penetrción obtenidos estbn sometidos un ruido motido por ls ibrciones del motor del prto de ensyo. En l Figur 7. puede erse cómo este ruido es inersmente proporcionl l peso de l plomd Profundidd (x -3 m),,8,5,,9,6 35, N 8,3 N 37, N 98, N 6,7 N 9,6 N, Tiempo (s) Figur 7.: Cmbios de profundidd en el tiempo con diferentes pesos. Por otr prte, en l Figur 7. se muestr un ejemplo prticulr de rición de l profundidd de penetrción con el tiempo. En est figur puede precirse primer ist l existenci de dos etps diferencids en l rición de l brsión del hormigón. L primer de ls cules (hst proximdmente 5 segundos de tiempo y,5x -3 m de penetrción) tiene un elocidd mucho myor que l segund. El ensyo utilizdo permití estblecer ls condiciones de brsión. A prtir de l profundidd de penetrción de l huell en el hormigón medid con los trnsductores, se eriguó el olumen de hormigón brsdo. Por otr prte, prtir del peso, teniendo en cuent que l elocidd de rotción de l rued es constnte en el tiempo, podrí medirse prtir de l cur de regresión l rición de olumen-tiempo, el coeficiente de 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 93

7 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 rozmiento del hormigón con el cero de l rued. Los resultdos obtenidos en estos ensyos demostrron que l elocidd de brsión de un pimento de hormigón es proporcionl l fuerz entre l rued y el mteril brsdo y l elocidd de giro de l rued. Profundidd (x -3 m),75,5,5,,75,5, Tiempo (s) Figur 7.: Ejemplo de cmbios de penetrción rindo en el tiempo (4 kg) MODELO TEÓRICO El modelo teórico pr crcterizr l brsión del hormigón se h plntedo prtir del desrrolldo por Horszczruk [83], pr desgste por brsión del hormigón en estructurs hidráulics, modificándolo de tl mner que se puede dptr l ensyo de resistenci l brsión utilizdo. En primer lugr, el hormigón se consider como un sustnci uniforme construid de moléculs prticulres, que se mntienen unids grcis que l energí plicd sobre ells es menor que l energí de ctición (E ) necesri pr romper sus intercciones. Cundo el mteril se ensy brsión, se plic energí hst que un cierto niel (E ) es lcnzdo, con lo que ls fuerzs de intercción entre prtículs desprecen y surge un zon brsd. L ecución de Mxwell-Boltzmnn describe l probbilidd ( f (E) ) de que un prtícul teng un energí E en un instnte ddo en un sistem cuy energí medi es E m, proporciond por los componentes del hormigón y su grdo de hidrtción: 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 94

8 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 f ( E) C exp E Em (7.) Prte de l energí plicd por l rued sobre el hormigón se disip en el sistem (E d ) y prte se us pr incrementr l energí intern de ls prtículs de hormigón (E i ). Horszczruk indic que est prte se erá prcilmente disipd. Pr dejr ptente este efecto, este utor introduce un coeficiente de disipción (), que describe l resistenci l brsión del hormigón, y cundo l sum de estos dos procesos sobreps l energí de ctición del hormigón, éste será brsdo: E d E E (7.3) i Si el sistem se consider compuesto de (N+) prtículs y se pregunt por l probbilidd de que l molécul extr teng un energí entre Ei y Ei+dEi cundo se sbe que l energí totl del sistem es E m, l probbilidd será proporcionl l número de estdos pr los que E i se encuentr entre E i y E i +de i y por lo tnto, l energí en el resto del hormigón se encontrrá entre E i y E m -E i -de i. De este modo, escribiendo f(e i )d E i pr l probbilidd de que l energí del olumen brsdo extr se encuentre en este rngo, se obtendrá l siguiente fórmul: d E i dei C exp (7.4) En el ensyo utilizdo, l potenci del motor será proporcionl l fuerz hech por l plomd entre l muestr y l rued y l elocidd tngencil (Figur 7.3). Por otr prte, como l elocidd ngulr de l rued será constnte, l fuerz entre l rued y l muestr será igul l resistenci l deslizmiento del hormigón: P Ff V F wr (7.5) Y como l energí E i, plicd l sistem por l rued será proximdmente constnte en el tiempo y proporcionl l potenci de l máquin de ensyo (P) l rición de l energí en el tiempo será: 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 95

9 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 E F wrt de F wrdt C dt (7.6) i i Figur 7.3: Esquem de distribución de fuerzs. Llmndo l olumen de hormigón brsdo y l olumen inicil de l muestr estudid, (7.4) quedrá como sigue: d C 3 exp dt (7.7) Por otr prte, l brsión del pimento de hormigón dependerá de l resistenci brsión de los diferentes endurecedores superficiles ñdidos l cp superior y de l clidd del mortero. Por lo tnto, podrá considerrse que existen diferentes lores de en el pimento, dependiendo cd uno de ellos de ls propieddes locles del hormigón: d p exp C dt 3 n p n exp p exp n p exp n i i i i (7.8) L rición de l resistenci brsión del hormigón con el tiempo iene dd por: d dt C f ( ) exp d 3 (7.9) Y como l brsión en el hormigón dependerá de todos sus componentes, en este modelo propone el uso de l distribución Gmm pr determinr l rible f(), de mner 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 96

10 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 97 similr l solución propuest por Horszczruk [83], unque trnsformd pr el cso del prto de ensyo utilizdo: 3 3 exp )! ( C d C dt d (7.) Como se muestr en l Figur 7., el olumen totl de hormigón brsdo será l sum de dos prtes clrmente diferencids, con lo que hciendo l hipótesis de que existe continuidd entre ls dos curs se tendrá que: (7.) Llmndo t l instnte de tiempo en el que l cur pierde continuidd e integrndo (7.) desde hst t, es decir se obtendrá l fórmul que describe el incremento de hormigón brsdo en el tiempo durnte l primer etp: 3 t dt C (7.) Por otr prte, integrndo (7.) desde t hst t, se obtendrá un fórmul que describe el incremento olumétrico de pimento brsdo lo lrgo del tiempo durnte l segund etp: 3 dt C t t (7.3) Combinndo (7.) y (7.3) con (7.), se encontrrá l solución pr el olumen totl de hormigón desgstdo durnte l segund etp: B (7.4)

11 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 Cundo t, se hbrá trnsmitido suficiente energí l muestr, incrementándose el olumen brsdo de l muestr hst un síntot en l que =, con lo que B deberí ser proximdmente : Lim t B Lim t B B (pr >) (7.5) Combinndo (7.5) y (7.4) se obtendrá l siguiente ecución, que muestr l dependenci entre el peso de l plomd y el olumen brsdo de hormigón, que es l formul de l superficie de brsión del hormigón representd en l Figur 7.3: F wr t (7.6) Por otr prte, como muestr Horszczruk, el lor el prámetro endrá ddo por l fórmul: (7.7) P Que sustituyendo en (7.6): P (7.8) Con lo que y λ son los prámetros de form de est ecución, indicdores de l resistenci brsión del mteril. De este modo, pr λ : Lim Lim t P exp( P t ) (7.9) Y pr λ 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 98

12 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 Lim Lim t P (7.) De l mism form, en el cso en que, y en el cso en que, ; es decir, cunto myores sen estos prámetros, menor será l resistenci del mteril. Así, cundo, F, t, se cumplirá que:, (, F, t ) (, F, t ) (7.) Figur 7.4: Cmbios de olumen en el tiempo con diferentes pesos ANÁLISIS DE RESULTADOS A prtir de los dtos mostrdos en l Figur 7., se hn trnsformdo ls profundiddes de penetrción obtenids de los trnsductores olumen brsdo de l siguiente mner: R y y A R y R y y R ArcTn R y (7.) Donde A es l nchur de l rued de cero, R es el rdio de l mism e y cuntific su penetrción en el hormigón. En l Figur 7.5 se muestr l rición del olumen brsdo con el tiempo, obtenid de l medi de cinco ensyos, pr un fuerz F constnte de 35 N. En est figur se obser 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 99

13 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 cómo existen dos comportmientos en l rición de l profundidd brsd de hormigón con el tiempo. L mism crece rápidmente en los primeros instntes hst un profundidd de penetrción de proximdmente m. Esto es debido l existenci de un zon superficil de mortero muy dens por el efecto del pulido. En l Figur 7.6 se muestr un imgen l miscroscopio de l superficie del pimento estudido. En ell puede obserrse l existenci de un cp semitrnsprente (rlld por efecto del pulido) debjo de l cul se precin ls prtículs de curzo y corindón usds como endurecedores superficiles. Est cp es l que prooc el brillo del pimento. Volumen brsdo () (m 3 ) t Tiempo (s) t 3.86 Figur 7.5: Cmbio de olumen brsdo en el tiempo pr un fuerz F de 35, N..4.7 Figur 7.6: Vist l microscopio ( umentos) de l superficie del pimento estudido. En l Figur 7.7 se present el ppel de probbilidd norml de ls profundiddes de penetrción en l intersección de ls dos curs (Figur 7.5) pr todos los ejemplos estudidos (ANEXO VIII). En est figur, después de plicr el criterio de Chuenet los dtos, se obtiene un coeficiente de correlción de Person en l líne rect de.976 y un lor de p myor de.5, con lo que cbe suponer que el lor obtenido en l intersección 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN

14 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 de ls dos curs es independiente de l fuerz plicd entre l probet y l rued y por lo tnto es un prámetro intrínseco del mteril estudido. Los coeficientes de confinz del 5% y del 95% son de y de m respectimente y el lor medio de penetrción es de m. Probbilidd.999 Ppel de probbilid d norm l Y(x -3 m) Figur 7.7: Ppel de probbilidd norml de ls profundiddes de brsión ls que ls curs se intersecn. En l Figur 7.8, se muestr l rición de olumen brsdo en el tiempo con diferentes pesos de l plomd. En est figur, puede obserrse cómo se produce un disminución de l pendiente de ls curs; es decir, de l elocidd de brsión en los csos en que l fuerz ejercid por l plomd es menor. En l Tbl 7. se detlln los prámetros de regresión de ls curs representds en est figur. A prtir de estos dtos puede deducirse cómo los prámetros α y λ determinrán l elocidd de brsión del hormigón, que dependerá de fctores como ls crcterístics del ensyo o l resistenci del mteril. Como comprobción de l lidez de l regresión obtenid, se h representdo en un gráfico de probbilidd norml el prámetro con el fin de comprobr l existenci de un síntot únic entre todos los lores obtenidos. De este modo, en l Figur 7.9 () se muestr l linelidd de los lores representdos en el ppel de probbilidd norml, con lor p myor que,5 y un coeficiente de correlción de Person de.953; los coeficientes de confinz del 5 y del 95% obtenidos son de y.3-3 m 3 y el lor medio es de.49-3 m 3, con lo que se confirm l lidez del modelo l encontrrse un punto común entre todos los ensyos relizdos, independiente del peso de l plomd empledo. Por último, en l Figur 7.9 (b) se hn representdo los lores de λ en un ppel de probbilidd norml, obteniéndose un coeficiente de correlción de Person de.994 y 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN

15 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 un lor p myor de.5, con lo que, con l precución de los pocos dtos tomdos, puede firmrse que el lor de λ obtenido es de 7. N.m y que l dispersión se corresponde con el error proocdo por l heterogeneidd del mteril y por ls imperfecciones en ls medids inherentes l método. Volumen brsdo () (m 3 ) N 8. 3 N 37. N 98. N 6.7 N 9.6 N Tiempo (s) Figur 7.8: Cmbios de olumen en el tiempo con diferentes pesos. Fuerz entre el hormigón y l rued 9.6 N 6.7 N 98. N 37. N 8.3 N 35. N C.I. : C.S. : Intersección entre ls dos curs B α λ P o t (s) Penetrción (mm) C. I C. S E ,43E+4,3 C. I C. S E ,5E+4,4 C. I C. S E+6.5,78E+4, C. I C. S E+6. 4,54E+4,53 C. I C. S E+6.9,39E+4,5 C. I C. S E+6.35,98E+4,3 Cur inferior Cur superior Tbl 7.: Prámetros de regresión de ls curs de l Figur MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN

16 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 Probbilidd Ppel de probbilidd norml (m 3 ) Probbilidd Ppel de probbilidd norml λ (N m) Figur 7.9: Ppel de probbilidd norml de los prámetros de l ecución (7.8). () Ppel de probbilidd norml del prámetro. (b) Ppel de probbilidd norml del prámetro λ. L ecución (7.8) se h plicdo, tmbién, los olúmenes brsdos registrdos en un determindo instnte, rindo l fuerz (F) por medio de cmbios en el peso de l plomd. Como se muestr en l Figur 7., existe un buen correlción entre el modelo teórico y los dtos experimentles obtenidos durnte el período de estudio. Este ejemplo represent l rición de olumen brsdo durnte noent segundos de brsión en muestrs del pimento estudido con diferentes pesos de plomd. Después de plicr el criterio de Chuenet los dtos, el coeficiente de correlción de Person, en este cso es 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 3

17 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 de.99, y el interlo de confinz del 95% pr el error de profundidd de penetrción fue de cerc del 5%. En el cso de los ejemplos estudidos, el coeficiente de correlción fue siempre mejor que.97. Además, pr todos los tiempos estudidos, hy un probbilidd de que el 95% tengn un interlo de confinz del error de penetrción mejor que el 6%. Un de ls mejores pruebs de l lidción de un modelo es l normlidd de sus errores. Así, en l Figur 7. se present l distribución del porcentje de error en un gráfico de probbilidd norml. En este cso, el coeficiente de correlción de Person es de.99 y el lor p es superior.5. Como er de esperr, el gráfico de probbilidd norml es csi linel, lo que confirm l hipótesis de normlidd. En todos los ejemplos, l distribución de errores fue norml. (m 3 ) Interlo de confinz del 95% Fuerz (N) Figur 7.: Ejemplo de eolución del cmbio de olumen con uno de los pesos de l plomd estudidos y sus interlos de confinz. En l Figur 7., se muestrn los cmbios en el olumen brsdo ( ) como un función de l fuerz ejercid por l plomd ( =f(f)) en diferentes instntes de tiempo. En est figur, los decrementos de olumen son l medi de los resultdos obtenidos de cinco testigos extrídos de l mism los y con el mismo tipo de curdo. En este gráfico, después de plicr el criterio de Chuenet los dtos, el peor coeficiente de correlción fue de.994. En l Tbl 7. se muestrn los prámetros de ls regresiones mostrds en l Figur MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 4

18 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 Probbilidd.999 Ppel de probbilidd norml error Figur 7.: Gráfico de probbilidd norml de los errores del modelo propuesto Volumen brsdo () (m 3 ) s; R = s; R = s; R = s; R =.999 s; R = Fuerz (N) Figur 7.: Cmbios de olumen en el tiempo pr diferentes pesos de l plomd. Tiempo (s) α λ P o Tbl 7.: Prámetros de regresión de ls curs de l Figur MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 5

19 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 Figur 7.3: Superficie de brsión del hormigón. En l Figur 7.3 se muestr un representción tridimensionl de l ecución (7.8), donde se obser que, pr elocidd ngulr (w) constnte, un incremento del tiempo drá lugr un myor olumen de mteril brsdo, y del mismo modo, un incremento de l fuerz entre l rued y el hormigón prooc un incremento en l elocidd de desgste del mismo. En teorí, est superficie será únic pr cd mteril brsdo. El punto de un mteril que comenzr sufrir brsión se encontrrí en el origen de est superficie, pr ir desplzándose sobre ell en función del tiempo de brsión efectio que le fectr o de l fuerz entre el mteril desgstdo y el mteril brsio. A tiempo o fuerz infinitos, est superficie se trnsformrá en un plno en el que CONCLUSIONES En este Cpítulo, se h desrrolldo de un modelo de resistenci l brsión que puede ser fácilmente plicdo l conocimiento de l eolución del desgste de pimentos en los que exist un tráfico rel, con el consiguiente conocimiento de su id útil, unque precis de un refinmiento bsdo en el contrste de más experiencis. 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 6

20 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, 7 Este modelo teórico de desgste por brsión h sido experimentlmente comprobdo pr el tipo de ensyo utilizdo, muy precido l cso rel del efecto de un rued sobre el pimento. Horszczruk demostró, en un modelo similr, credo pr estudir l eolución de l brsión en obrs hidráulics que, el desgste del hormigón se puede expresr por un prámetro que depende de su composición. En este cso, se h demostrdo que l eolución de l resistenci brsión en un pimento de hormigón depende directmente de l fuerz entre el suelo y l rued, del coeficiente de rozmiento entre l rued y el suelo y de l elocidd de giro de l mism; es decir, del tipo de ehículos que discurrn por el pimento, sí como de l composición del hormigón. Finlmente, el nálisis de los resultdos muestr l existenci de dos zons en el desgste de un pimento de hormigón pulido. L primer de ells corresponde l tque de l cp de mortero superficil, muy denso y trnsprente por efecto del pulido del hormigón, y l segund, concierne l propio cbdo superficil del pimento, lgo menos resistente que l nterior. 7. MODELO DE EVOLUCIÓN DEL DESGASTE POR ABRASIÓN EN UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN 7