El ondulado o la ondulación [1] es la formación de ondulaciones periódicas y transversales en la superficie de caminos de grava y tierra . El ondulado se produce en materiales secos y granulares [2] con tráfico repetido, a velocidades superiores a 8,0 kilómetros por hora (5 mph). [3] El ondulado crea un viaje incómodo para los ocupantes de los vehículos que se desplazan y condiciones de conducción peligrosas para los vehículos que viajan demasiado rápido para mantener la tracción y el control. [4]
El ondulación de las carreteras comprende una serie de ondulaciones que se producen con el paso de las ruedas sobre carreteras sin pavimentar a velocidades suficientes para provocar el rebote de la rueda sobre la superficie inicialmente no ondulada y tomar la apariencia de una tabla de lavar ropa . La mayoría de los estudios sobre ondulación se refieren a materiales granulares, como arena y grava . [1] [5] Sin embargo, otros trabajos sugieren que el fenómeno puede ocurrir en materiales que tienen alguna unión de partículas, por ejemplo, suelos arcillosos . [6]
Los expertos del departamento de carreteras a mediados de la década de 1920 eran conscientes de que el volumen y la velocidad del tráfico eran las principales causas de las ondulaciones en los caminos de grava y citaban el papel de las ruedas motrices que arrojaban material como un factor. [7] [8]
Los estudios de laboratorio sobre este fenómeno suelen emplear una rueda o una cuchilla que se remolca detrás de un punto de pivote y traza una trayectoria circular a través de una bandeja del material en examen. Estos estudios han investigado una variedad de materiales granulares y viscosos, incluso fluidos. [1] [6] En el laboratorio, se ha estudiado el efecto de ondulación para una variedad de parámetros, incluido el grosor y el tamaño del grano del material para ruedas de diferentes tamaños, formas y masas. Los experimentos produjeron ondulaciones para cada parámetro, por encima de una velocidad umbral, cuando la rueda (o cuchilla) comenzó a rebotar. [1] Los experimentos también muestran que el patrón puede moverse en la dirección del movimiento o en contra de la dirección del movimiento. También muestran que una rueda pasiva, no motriz, es suficiente para crear ondulaciones y que el desplazamiento del material, en lugar de la expulsión, es el mecanismo dominante. [1]
Varios artículos sobre el efecto Washboarding en la vida real en las carreteras citan el Boletín Especial N.° 29 del Programa de Asistencia para el Transporte Local (LTAP) de Dakota del Sur, “Cómo lidiar con el efecto Washboarding”, de Ken Skorseth. [2] [9] Esas fuentes atribuyen el efecto Washboarding a tres causas: materiales granulares secos, velocidad del vehículo y calidad del material granular. Otros factores citados incluyen la velocidad del vehículo, el volumen de tráfico y la aceleración o el frenado bruscos. Las fuentes también afirman que los vehículos livianos tienen más probabilidades de causar el efecto Washboarding que los camiones pesados. [9]
Las directrices del Departamento de Carreteras sugieren que la elección de la grava puede ser clave para mitigar el efecto de las ondulaciones. Citan pruebas de "análisis de tamiz" que utilizan una serie de tamices para caracterizar los tamaños de las partículas contenidas en una muestra de grava. Las directrices del Departamento de Carreteras sugieren una gama de tamaños de partículas que van desde piedras de 1 pulgada (25 mm) mezcladas con partículas progresivamente más finas hasta incluir una pequeña fracción de partículas finas que unen las partículas más grandes. También mencionan el papel del equipo que puede volver a mezclar y alisar las superficies que se han corrugado.
En 1925, el Departamento de Carreteras de Nevada recomendó mitigar las ondulaciones con grava triturada, utilizando material de 1 pulgada (25 mm) o más pequeño, incluyendo solo los finos del triturado. [7] El consejo contemporáneo de Colorado era utilizar una grava bien graduada, que no excediera las 1,25 pulgadas (32 mm) e incluyera entre el 25 y el 40 % de los finos que pasaran por un tamiz de 0,25 pulgadas (6,4 mm), pero no más del 5 % que pasara por un tamiz de n.º 10 (2,0 mm) [10] . [11] El consejo de mantenimiento de Colorado era arrastrar o nivelar la carretera con frecuencia, aplicando volúmenes ligeros de grava nueva con un contenido mínimo de arena y proporcionando un buen drenaje con una corona. La misma fuente aconseja reducir la velocidad del tráfico. [8]
La guía basada en el Boletín Especial LTAP de Dakota del Sur N.° 29 y la guía FHWA (2000) de la misma fuente [ 12 ] sugiere que la grava de la superficie "debe ser una mezcla de piedra, arena y finos que se compacten en una masa densa y compacta con una superficie casi impermeable ". Hace hincapié en la gradación adecuada de la grava (100 % [12] que pasa por el tamiz de 0,75 pulgadas (19 mm)) para que la piedra fracturada se "entrelace" y entre un 4 % y un 15 % de finos [12] que pasan por el tamiz N.° 200 (75 μm) [10] [ 11] para que actúen como aglutinante y creen cohesión en la grava; también se recomienda sustituir otros aglutinantes, como la arcilla. Alternativamente, se puede incorporar asfalto recuperado en una mezcla mitad y mitad con grava de cantera para mejorar las propiedades aglutinantes de la superficie. En el caso de superficies con revestimiento de tablas de madera ya existentes, el boletín recomienda utilizar una niveladora para cortar y mezclar el material existente hasta una profundidad de una pulgada o más por debajo de la parte inferior del segmento con revestimiento de tablas de madera y luego agregar el nuevo material a la capa superior. Entre los equipos útiles se incluyen una cuchilla con dientes escarificadores giratorios o un borde cortante reemplazable tipo broca acoplado a la cuchilla de la vertedera del equipo de movimiento de tierras. [9]
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