grupo n° 01 - trabajo nº 03
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
POST-GRADO: MENCION EN
INGENIERIA DE TRANSPORTE
TRABAJO ENCARGADO Nº 03
GRUPO N° 01 - INTEGRANTES:
1. ING. CHARLES ENRIQUE BALLADARES DELGADO
2. ING. JAVIER MARINA LAZO
3. ING. CARLOS ENRIQUE USHIÑAHUA SORIA
4. ING. ALFONSO RAMIREZ LOPEZ
CURSO: DISEÑO GEOMETRICO VIAL DE CARRETERAS
DOCENTE:
Dr. Sc. Ing. JOSE CARLOS MATIAS LEONTEMA: PAVIMENTOS DE BAJO RUIDO
(PROTECCION PRIMARIA)
TARAPOTO, 06 MARZO 2011
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En el ámbito internacional, la Declaración de Río sobre Medio Ambiente y DesarrolloSostenible (Conferencia Mundial de la ONU) de 1992, sentó el principio de que todos los
seres humanos tienen derecho a una vida saludable y productiva en armonía con la
naturaleza. En este foro quedó configurado el desarrollo sostenible, por el que debe
hacerse compatible la conservación del medio natural con el progreso económico y social.
El ruido causado por el tráfico depende de los ruidos de los motores y del contacto de las ruedas con la calzada, fundamentalmente. Los camiones, motos y autobuses son los
vehículos que más ruido producen. Un camión provoca un ruido equivalente al de 10 a 15
coches. El ruido empieza a ser molesto a partir de los 55 decibeles. Del 40 al 80 por ciento
de la población de los países llamados desarrollados (OCDE) vive en zonas con más de 55
decibelios, y entre el 7 y el 42% de la población (más de 130 millones de personas) vive en
zonas con niveles inaceptables, con ruidos superiores a los 65 decibelios. Las vibraciones son movimientos de baja frecuencia con consecuencias comparables a las del ruido, y que
provocan daños en edificios, calles e infraestructuras subterráneas. Como resultado del
aumento del tráfico y sus consecuencias de contaminación atmosférica, ruido,
embotellamientos y nuevas infraestructuras viarias, el centro de las ciudades se ha ido
degradando.
INTRODUCCION
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Está creciendo la necesidad de pavimentos de bajo ruido que sean
tanto estructural como acústicamente duraderas.
PAVIMENTOS DE BAJO RUIDO
¿Qué es el ruido?
El ruido se define como‘sonido
nodeseado’
y la reducción delos sonidos no deseados del tráfico se está convirtiendo en una
prioridad por toda Europa, en donde el sector de carreteras
contribuye con adelantos en la tecnología de superficies. Los
pavimentos de bajo ruido han existido durante las dos últimas
décadas, pero al principio no se apreciaron completamente las
ventajas acústicas. En la actualidad, el uso de pavimentos de
bajo ruido brinda a las autoridades viarias la oportunidad de
ofrecer a los usuarios de carreteras unas soluciones duraderas
de pavimentos de bajo ruido.
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¿Cómo se cuantifica el ruido?
La intensidad del sonido se mide en unidades de decibelio, una escala
basada en logaritmos en la que el doble de ruido se corresponde a unincremento en el nivel de presión de sonido de 10 dB(A). Esto significa
que un nivel de sonido de 65 dB(A) (en términos de ruido de vehículos,
un nivel intolerable para la mayoría de la gente) es dos veces más
elevado que un nivel de sonido de 55 dB(A).
La naturaleza de la escala significa que una reducción de unos pocos
decibelios implica una diferencia importante
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INTENSIDAD (dB).
NPS máximo recomendado para conciliar el sueño
N I V E L
D E P
R E S I O
N
S O
N O
R A
( d B - A )
0
Esmeril angular
Despegue de avión
Sierra circular
NPS máximo permitido para 8 hrs. de exposición
Cabina de camión
Fotocopiadora
Oficinas generales
Oficinas silenciosa
Habitación muy tranquila en la noche
UMBRAL DE AUDICION
UMBRAL DEL DOLOR
10
20
30
40
50
60
70
80 90
100
110
120
130
140
• La intensidad,
medida en
decibles (dB),
corresponde a lapresión ejercida
sobre nuestro
oído.
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Los neumáticos se han hecho más anchos en los últimos años, no sólo en los
coches, sino también en los camiones, con la introducción de súper neumáticos
sencillos en los vehículos pesados. Para los coches, el ruido de los neumáticos
se incrementa entre 0,2 y 0,4 dB(A) por cada 10 mm de incremento en la
anchura. Los súper neumáticos sencillos para camiones tienen 20 mm más deanchura que los convencionales, lo que ha reducido en gran manera, por
ejemplo, las ganancias por bajo ruido conseguidas por el cambio en la
tecnología de la propulsión.
La rugosidad de la superficie viaria juega un papel muy importante en eldesarrollo del ruido del rodaje pero, paradójicamente, las superficies muy lisas
también pueden generar altos niveles de ruido. El elemento fundamental del
ruido neumático/superficie es el aire, que primero se comprime y luego se
expande por la acción de los neumáticos pasando por la superficie de la
carretera. Es este rápido bombeo de aire lo que crea el ruido. Una superficiemuy lisa sin textura (vacíos) puede exagerar este fenómeno.
¡Cómo se produce el ruido viario? Hay dos tipos fundamentales de ruido viario: el ruido de la propulsión (sonido
principalmente mecánico que producen los vehículos) y el ruido del rodaje (el sonido
resultante de la interacción entre los neumáticos y la superficie de las carreteras).
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Pavimentos de bajo ruido: la historia Las influencias principales sobre la generación o reducción de ruido
(desde la perspectiva del asfalto) son la rugosidad de la superficie (textura
positiva frente a negativa), el tamaño de los áridos y el contenido de
vacíos. Estos tres elementos se hacen especialmente aparentes durante eldesarrollo del asfalto drenante.
El asfalto drenante es el término usado comúnmente para describir el
asfalto matricial de piedra que contiene vacíos de aire por encima del 15
%. Esta porosidad permite una fácil dispersión del agua de la superficie:la acción del neumático fuerza al agua a entrar en el interior del sistema
de vacíos, en vez de pulverizarla a la atmósfera. La reducción de la
pulverización fue el motivo principal para el desarrollo del asfalto
drenante.
Pero pronto se vislumbró el potencial de la reducción acústica. Se redujo el
ruido del rodaje y la necesidad de identificar la mecánica para optimizar
este beneficio se convirtió en el centro de atención. Averiguar por qué se
convirtió en un imperativo y la reducción del ruido se convirtieron en los
impulsores del desarrollo
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Superficies de bajo ruido: las razones La investigación reveló que el aire, normalmente responsable de una
considerable proporción del ruido neumático / superficie, se dispersaba al
interior de los huecos y no se liberaba bajo presión en la superficie de la
carretera a medida que pasaban los neumáticos. Por su parte, la texturanegativa del asfalto drenante(cuya superficie contiene una proporción de
huecos en vez de los elementos elevados) también contribuyó a la reducción
del ruido de los neumáticos.
Se encontró que el contenido de hueco de aire dentro de la superficie tenía unmarcado impacto sobre las características de reducción del ruido del material.
El contenido del hueco de aire, medido como constituyente volumétrico, puede
controlarse por medio del grado del árido y la selección de la forma. En
términos generales, cuanto mayor sea el contenido de hueco de aire, menor
será la medida del ruido.
Los tamaños más pequeños de áridos también impactan en la reducción de
ruido. Pueden crear una matriz más fina y más homogénea de huecos de aire
que es más eficaz a la hora de disipar las presiones de contacto y el bombeo de
aire resultante.
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Puede verse que estos tipos de superficie pueden diseñarse para potenciar al
máximo las reducciones de ruido por la interfaz neumático-superficie. El
asfalto drenante se caracteriza por su alto contenido de huecos de aire
graduado por hueco y su película de ligante más gruesa. Estos materiales
están bien establecidos, pero también se necesita una cierta precaución a lahora de hacer la especificación.
El alto contenido en huecos necesita el uso de un ligante de primera calidad
para reducir al mínimo la posibilidad de un envejecimiento prematuro debido a
un mayor nivel de exposición a duras condiciones medioambientales. Por lo
general, un incremento en el contenido de huecos reduce la resistencia y la
capacidad de repartir la carga. Incluso en un asfalto drenante bien diseñado y
construido, la calidad y la naturaleza cohesiva y adhesiva de un ligante juegan
un papel muy importante a la hora de asegurar la durabilidad de la superficie
y el mantenimiento de su propiedad reductora de ruido. Las áreas asociadascon el alto estrés pueden acomodarse, pero deberán considerarse materiales
especiales de asfalto y poner un cuidado especial.
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Fig. 1. Bombeo de aire
La textura positiva (irregularidades de la superficie) genera ruido de rodaje en la interfazneumático/carretera.
Una superficie densa maximiza el ruido generado por el ‘bombeo de aire’ a medida que el
aire se succiona a la cubierta del neumático, se comprime y luego se libera.
Los materiales de superficies porosas con perfil suave, (textura negativa) minimizan el
ruido de rodaje, reducen el ruido de ‘bombeo de aire’ por medio de la disipación de presióny del ruido absorbido generado.
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Fig. 2 - Aglomerado asfáltico denso típico
Propiedades típicas de la superficie
Irregular (textura positiva) (picos de superficie a medida que se desgasta la matriz). Superficie
densa y capa de ligante.
Impacto potencial sobre el ruido.
Generación relativamente alta de ruido de rodaje. Alto ruido de ‘bombeo de aire’ a medida queel aire es succionado, comprimido y liberado de la cubierta del neumático.
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Fig. 3 - SMA de 10/14 mm
Propiedades típicas de la superficie, suave (textura negativa) (vacíos de la superficie llenos de
mortero). Superficie densa y capa de ligante.
Impacto potencial sobre el ruido
Ruido de rodaje minimizado; absorción mínima de ruido por superficie. Ruido de bombeo de aire
similar a la fig. 2
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Fig. 4 - Asfalto drenante 10/14 mm
Propiedades típicas de la superficie, suave (textura negativa), grandes vacíos desuperficie. Superficie porosa, capa de ligante densa.
Impacto potencial sobre el ruido
Ruido de rodaje mínimo; buena absorción de ruido por matriz de vacíos. Ruido de
bombeo de aire reducido a medida que la presión se disipa a través de la estructura
de vacíos.
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Fig. 5 - Asfalto drenante de doble capa de 6 mm
Propiedades típicas de la superficie
Textura suave como en la fig. 4; un ligante más firme produce una matriz de vacíos uniforme
más pequeña. La capa de ligante porosa crea reservas de vacíos más grandes.
Impacto potencial sobre el ruido
Ruido de rodaje como en la fig. 4. Bombeo de aire mínimo a medida que la presión se
distribuye y se reduce uniformemente a través de los vacíos. Mayor capacidad paraabsorber el ruido enerado
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Desarrollos futuros
Debido a sus huecos, los asfaltos drenantes son más vulnerables que los aglomerados
asfálticos convencionales o los asfaltos másticos de piedra a la luz UV, a los efectos
envejecedores del sol y a la entrada de detritus (es decir, suciedad y otras materias
procedentes de desgastes), a las sales anticongelantes y, por supuesto, al agua. Además, ha
habido una demanda natural de los propietarios de las carreteras para potenciar al máximo
los beneficios del bajo ruido, lo que implica más vacíos para optimizar la dispersión del
aire.
Más huecos significa menos interbloqueo mecánico de la piedra y una mezcla
inherentemente más débil. Para compensar esto, Nynas ha desarrollado la gama de ligantes
Nypol que proporciona al árido una resistencia cohesiva reforzada en los puntos de contacto
y, por lo tanto, una mayor resistencia y durabilidad de la mezcla. Se ha hecho evidente que
los PMBs son de fundamental importancia para la eficacia de los asfaltos de bajo ruido.
Se han diseñado mejoras alterando la forma tanto de los huecos como de los áridos.Poniendo unos huecos muy pequeños en la superficie, la tensión de la superficie del agua
crea una barrera a la entrada de la sal (manteniendo al agente anticongelante donde se
necesita), en la superficie. También reduce la posibilidad de entrada de detritus que pueden
llenar gradualmente los vacíos y reducir la eficacia del asfalto drenante, tanto en términos
de ruido como de reducción de pulverización.