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lavar

Efecto de lavado en una carretera.

El lavado o corrugado [1] es la formación de ondulaciones transversales periódicas en la superficie de caminos de grava y tierra . El lavado ocurre en material de carretera seco y granular [2] con tráfico repetido, viajando a velocidades superiores a 8,0 kilómetros por hora (5 mph). [3] El uso de tablas de lavar crea un viaje incómodo para los ocupantes de los vehículos que circulan y condiciones de conducción peligrosas para los vehículos que viajan demasiado rápido para mantener la tracción y el control. [4]

Mecanismo

El washboarding o corrugado de carreteras comprende una serie de ondulaciones, que se producen con el paso de ruedas que ruedan sobre caminos no pavimentados 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 . La mayoría de los estudios sobre el lavado de tablas se refieren a materiales granulares, incluidas 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]

A mediados de la década de 1920, los expertos del departamento de carreteras eran conscientes de que el volumen y la velocidad del tráfico eran las causas principales de las ondulaciones en los caminos de grava y citaron el papel de las ruedas motrices que arrojaban material como un factor. [7] [8]

Los estudios del fenómeno a escala de laboratorio suelen emplear una rueda o una cuchilla, que se remolca detrás de un punto de pivote, trazando una trayectoria circular a través de una bandeja del material bajo examen. Estos estudios han investigado una variedad de materiales granulares y viscosos, incluso fluidos. [1] [6] En el laboratorio, el washboarding se ha estudiado para una variedad de parámetros, incluido el grosor y el tamaño del grano del material para diversos tamaños, formas y masas de ruedas. Los experimentos produjeron ondas para cada parámetro, por encima de un umbral de velocidad, cuando la rueda (o la pala) comenzó a rebotar. [1] Los experimentos también muestran que el patrón puede moverse en contra de la dirección del movimiento o en la dirección del movimiento. También muestran que una rueda pasiva y no motriz es suficiente para crear corrugaciones y que el desplazamiento del material, en lugar de la expulsión, es el mecanismo dominante. [1]

Varios artículos sobre el uso de tablas de lavar en la vida real en las carreteras citan el Boletín Especial n.° 29 del Programa de Asistencia al Transporte Local (LTAP) de Dakota del Sur, “Cómo lidiar con las tablas de lavar”, de Ken Skorseth. [2] [9] Esas fuentes atribuyen el uso de tablas de lavar a tres causas: materiales granulares secos, velocidades de los vehículos y la calidad del material granular. Otros factores citados incluyen la velocidad del vehículo, el volumen de tráfico y la aceleración o frenada brusca. Las fuentes también afirman que los vehículos ligeros tienen más probabilidades de provocar problemas de lavado que los camiones pesados. [9]

Ejemplos de corrugación en diferentes tipos de suelo.

Mantenimiento

Las directrices del departamento de carreteras sugieren que la elección de la grava puede ser clave para mitigar el lavado. Citan pruebas de "análisis de tamiz" que utilizan una serie de cribas o tamices para caracterizar los tamaños de las partículas contenidas en una muestra de grava. La guía del departamento de carreteras sugiere una variedad de tamaños de partículas de piedras que están en el rango de 1 pulgada (25 mm), mezcladas con partículas progresivamente más finas para incluir una pequeña fracción de partículas finas que unen las partículas más grandes. También mencionan el papel de los equipos que pueden volver a mezclar y alisar superficies que se han ondulado.

En 1925, el Departamento de Carreteras de Nevada abogó por mitigar las corrugaciones con grava triturada, utilizando material de 1 pulgada (25 mm) y más pequeño, incluyendo solo los finos del triturado. [7] El consejo contemporáneo de Colorado fue utilizar grava bien graduada, que no exceda las 1,25 pulgadas (32 mm) y que incluya entre un 25% y un 40% de finos que pasen un tamiz de 0,25 pulgadas (6,4 mm), pero no más del 5% que pase un tamiz de 0,25 pulgadas (6,4 mm). Tamiz #10 (2,0 mm) [10] . [11] El consejo de mantenimiento de Colorado fue arrastrar o nivelar el camino 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 #29 de Dakota del Sur y la guía FHWA (2000) de la misma fuente [12] sugiere que la grava superficial "debe ser una mezcla de piedra, arena y finos que se compactará en una masa densa y apretada con una superficie casi impermeable ." Enfatiza la gradación adecuada de la grava (100% [12] pasando el tamiz de 0,75 pulgadas (19 mm)) para que la piedra fracturada se "entrelace" y entre 4 y 15% de finos [12] pasando el n.º 200 (75 μm). [10] tamiz [11] para actuar como aglutinante y crear cohesión en la grava; También se recomienda sustituirlos por otros aglutinantes, como 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. Para superficies de tablas de lavar existentes, el boletín recomienda usar una niveladora para cortar y mezclar el material existente a una profundidad de una pulgada o más por debajo de la parte inferior del segmento de tablas de lavar y luego agregar el nuevo material a la capa superior. El equipo útil incluye una cuchilla con dientes escarificadores giratorios o un filo cortante reemplazable tipo broca unido a la cuchilla de la vertedera del equipo de movimiento de tierras. [9]

Referencias

  1. ^ abcde Taberlet, Nicolás; Morris, Stephen W.; McElwaine, Jim N. (2007). "Washboard Road: la dinámica de las ondas granulares formadas por las ruedas en movimiento" (PDF) . Física. Rev. Lett . 99 (6): 068003. arXiv : 0711.3872 . Código bibliográfico : 2007PhRvL..99f8003T. doi :10.1103/physrevlett.99.068003. PMID  17930868. S2CID  15865804.
  2. ^ ab Centro de transferencia de tecnología de transporte de Nevada (verano de 2002). "Causas y curas para el lavado" (PDF) . Astuto . Universidad de Nevada . Consultado el 26 de noviembre de 2014 .
  3. ^ Rehmeyer, J. (18 de agosto de 2007). "Balches en la carretera: por qué los caminos de tierra desarrollan una superficie de tabla de lavar". Noticias de ciencia . Science Service, Inc. 172 (7): 102. doi :10.1002/scin.2007.5591720708. Archivado desde el original el 31 de marzo de 2002 . Consultado el 25 de diciembre de 2014 .
  4. ^ Servicio de noticias de la Reserva Federal de EE. UU. (2010). "Los automovilistas advirtieron sobre superficies lavadas en caminos de grava fuera del país". The Associated Newspapers of Ceylon Ltd. Archivado desde el original el 31 de marzo de 2002 . Consultado el 25 de diciembre de 2014 . {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
  5. ^ Bitbol, ​​AF; Taberlet, N.; Morris, S.; McElwaine, J. (2017), "Escalado y dinámica de caminos de tablas de lavar", Phys. Rev. E , 79 (6): 061308, arXiv : 0903.4586 , Bibcode : 2009PhRvE..79f1308B, doi : 10.1103/physreve.79.061308, PMID  19658502
  6. ^ ab Hewitt, IJ; Balmforth, Nueva Jersey; McElwaine, JN (2012), "Tablas de lavado granulares y fluidas" (PDF) , J. Fluid Mech. , Cambridge University Press, 692 : 446–463, Bibcode :2012JFM...692..446H, doi :10.1017/jfm.2011.523, S2CID  6162288 , consultado el 25 de diciembre de 2014
  7. ^ ab Honeysteele, PL (1925), "Carreteras permanentes", Cuarto informe bienal del Departamento de Carreteras - 1923-1924 , Carson City: Estado de Nevada, págs.
  8. ^ ab Hinkle, AH (noviembre de 1924), "Prevención de corrugaciones", Colorado Highways , vol. 3, págs. 7, 11
  9. ^ a b Skorseth, Ken (2004). "Tabla de lavar" (PDF) . ¿Ya llegamos? . Departamento de Transporte de Carolina del Sur.
  10. ^ Subcomité ab: E29.01 (2013). "Dimensiones nominales, variaciones permitidas para tela metálica de tamices de prueba estándar (EE. UU.)" (PDF) . ASTM E11 - 13 . ASTM Internacional . Consultado el 28 de diciembre de 2014 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  11. ^ Subcomité ab: E29.01 (2013). "Especificación estándar para tamices de prueba y tamices de prueba de alambre tejido". ASTM E11 - 13 . ASTM Internacional. pag. 9.{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  12. ^ a b C Skorseth, Ken; Selim, Ali A. (noviembre de 2000), Manual de diseño y mantenimiento de caminos de grava (PDF) , FHWA, Programa de asistencia al transporte local de Dakota del Sur, págs.

enlaces externos