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_ INVESTIGACIONES
INOICE OE FRICCION INTERNACIONAL
HERNAN DE SOLMINIHAC T.
Profesor Titular
Escuela de Ingenierla
PonWicia Universidad Católica de Chile
El In dice de Fricción Internacional (lFI), es el segundo de
una probablemente larga serie de indicadores internacio-
INTRODUCCION nales, que definen el estado de una carretera. El desa-
El Indice de Fricción Internacional. de·
signado como IFL es el segundo de una.
probablemente. larga serie de indicadores
internacionales que definen el estado de unacarretera. El desarrollo de indicadores in
ternacionales comenzó con el IRI o Indice
de Regularidad Internacional (de Solminihac.
1989 y The World Bank. 1986). en la dé
cada de los ochentas. y presentan la gran
ventaja de permitir la comparación entre
los pavimentos empleados en cualquier paJs
del mundo y. por tanto. el intercambio de
información entre los profesionales y lasadministraciones de carreteras. Asf hablar
de un pavimento de IFI significa que el pa
vimento. esté donde esté. presenta las mis
mas caracterlsticas de adherencia y textu
ra. con independencia del tipo de pavimen
to que sea y del equipo de medida que se
haya empleado para obtenerlo. EIIFI puede
ser usado para la gestión de infraestructu
ra tanto publica como privada (de Solmini
hac.1998).
rrolJo de indicadores internacionales comenzó con ellRI
o Indice de Regularidad Internacional, en la década de los
ochentas, y presentan la gran ventaja de permitir la com-
paración entre los pavimentos empleados en cualquier país
del mundo. El IFI o Indice de Fricción Internacional, que
nace a mediados de la década de los noventas, significa
que el pavimento con un IFI determinado, esté donde esté,
presenta las mismas caracterfsticas de adherencia y tex-
tura, con independencia del tipo de pavimento que sea y
del equipo de medida que se haya empleado para obtener-
lo. Este trabajo presenta una descripción dellFI, su forma
de calcularlo y su forma de aplicarlo en Chile.
Longitud de Onda
50 - 500 mm
Está comprobado que las necesidades de
adherencia y capacidad de evacuación de
agua en los huecos del neumático y del pavi
mento se pueden razonablemente asegurar
de riesgo durante las operaciones de fre
nado en pavimentos mojados. Es conveniente subdividir la textura en tres clases: me
gatextura. macrotextura y microtextura.
definidas en la tabla adjunta.
0,01 - 20 mm
Amplitud, A
0,1 - 50 mm
0,001 - 0,5 mm
con pavimentos que tengan determinados
valores de microtextura y macrotextura. Es
decir. la microtextura influye en la fricción y
la macrotextura en la capacidad de evacuar
agua rápidamente. impidiendo o dificultando
los fenómenos de hidroplaneo. lo que tam
bién ayuda a mejorar la fricción.Tradicionalmente. se ha venido caracteri
zando el pavimento por el valor de un coeficien-
0,5 - 50 mm
O - 0,5 mm
MEGATEXTURA
MACROTEXTURA
MICROTEXTURA
DEFINICION
EIIFL propuesto en la década de los no
ventas. se puede describir como una esca
la de referencia. de aplicación internacio
nal. de la fricción y de la textura de un pavi
mento. La textura es la geometrla más fina
del perfil longitudinal de la carretera. Se
gún la definición de la AIPCR (Asociación
Mundial de Carreteras) corresponde a las
irregularidades cuya longitud de onda está
entre Oy 0.5 m. A estas longitudes de onda
les corresponden amplitudes que suelen
variar entre O y 20 mm.
Estudios realizados (Crespo. 1996) han
demostrado que para interpretar mejor los
fenómenos que suceden en el contacto neu
mático-pavimento asociados a situaciones
Revista Bit. Junio 2001
te de rozamiento. determinado mediante equi
pos y ensayos más o menos modernos. y me
jor o peor adaptados a las condiciones actua
les de la circulación y de los pavimentos.
Esta situación. es la que ha inducido a lacomunidad técnica a considerar necesario
armonizar la práctica internacional en este
tema. La materialización de representar enun solo Indice las caracterlsticas relaciona
das con la seguridad vial en condiciones de
frenado se ha conseguido realizando un ex
perimento internacional en este tema. Las
conclusiones del experimento han probado
la necesidad de representar ese fndice. IFI.
por dos números procedentes de dos medi
das. una de fricción y otra de macrotextura.
Por tanto. el IFI viene indicado por dos
números expresados entre paréntesis se
parados por una coma (F. M). el primero
representa la fricción (F) y el segundo la
macrotextura (M). El primero. es un nú
mero adimensional y el segundo. un núme
ro positivo sin limites determinados y uni
dades de velocidad (km./h). El valor cero de
fricción indica deslizamiento perfecto y el
valor uno adherencia perfecta.
La definición dellFI. tal y como se dedu
ce del informe del experimento es la siguiente: ellndice de Fricción Internacional es una
escala de referencia basada en el Modelo
AIPCR (que relaciona la fricción con la velo
cidad de deslizamiento). modelo que sirve
para estimar la constante de referencia de
velocidad (Sp) y la de fricción a 60 km./h
(F60) de un pavimento. El par de valores
(F60 y Sp) expresan ellFI de un pavimento
y permiten calcular el valor de fricción. F(S).
a cualquier velocidad de deslizamiento (S).
CALCULO DEL IFI
Para obtener el IFI se precisa. en pri
mer lugar. realizar (con cualquier equipo o
técnica, homologado u homologable a par
tir de los criterios establecidos en el Expe
rimento Internacional). dos tipos de medi
das sobre el pavimento: una de fricción (FR)
y otra de textura (Tx). Una vez obtenidas
las medidas de los equipos. se expresan en
formato IFI de acuerdo con lo que sigue.
1.1 Caracter{sticas generales para le determinación del IFI
El Indice de Fricción Internacional (lFI)
se basa en el MODELO AIPCR que relacio-
na la fricción de un pavimento con la velocidad de deslizamiento de un vehlculo sobre
él. El modelo es de tipo exponencial y sedescribe en función de una constante (FR60)
referida a la velocidad de deslizamiento de
60 km/h. La ecuación queda de la siguiente manera:
FR(S) = FR60 ' exp ((60-S)/Sp)
La ecuación anterior. permite convertir
la medida de fricción. FRS. realizada a cual
quier velocidad (S) a la medida de la fric
ción a 60 km.lh. FR60. Por tanto. si ese
pavimento se ensayara con otro equipo seobtendrfa otra curva de fricción-deslizamien
to, que podrla estar próxima o alejada de la
curva del primer equipo. Su campo de apli
cación estarla restringido a la utilización
siempre del mismo equipo y a la "experien
cia' acumulada en la interpretación de susdatos.
Para mejorar esta situación y estanda
rizar o armonizar las medidas de los equi
pos. se llevó a cabo el experimento interna
cional. y con sus resultados se estableció
el procedimiento que permite ajustar las
curvas de cada equipo alrededor de una
curva de referencia o golden values. GF(S).
que representa la función fricción - desliza
miento "real" de un pavimento.
GF(S) = GF60 ' exp ((60-S)/GS)
El proceso de armonización permite es
tablecer para cada equipo la fricción de re
ferencia estimada a 60 km./hora. F60. que
presumiblemente estará cerca del valor
"real". GF60. Para ello. se mide primero la
fricción con un equipo y velocidad determi
nado (FRS), segundo se estima la fricción
medida a 60 km./hora (FR60) por medio
del modelo AIPCR. y como tercer paso. seestima la fricción armonizada o de referen
cia (F60) por medio de la siguiente formu
la, donde A y B fueron determinados en el
Experimento Internacional para los diferen
tes equipos utilizados para medir fricción.
60 = A+S'FR60
Durante la elaboración del modelo. y a
partir de los datos del experimento, se ha
comprobado que en-la constante Sp la velo
cidad de referencia se podfa determinar
INVESTIGACIONES
mediante una regresión lineal. con una medida de la macrotextura. Tx:
Sp = a + b'Tx
Por definición. la pareja de valores (F60.
SP) se designa como el IFI de un pavimen
to. Su conocimiento permite dibujar la curva de referencia estimada de fricción - ve
locidad de deslizamiento del pavimento,
F(S) = F60' exp «(60-S)/Sp)
1.2 Pasos para el calculo del IFI
1)Determinación de la constante de velo
cidad. Sp. Para llevar a cabo la determinación de la curva fricción-desliza
miento. FR(S). se necesita una medi
da de la macrotextura, Tx. con cual
quier sistema. ejemplo: mancha de
arena. perfilómetro láser (figura 1).
Con este valor se calcula Sp con la si
guiente formula:
S= a +b'Tx
Los valores a y b se toman de la tabla
24 del informe del experimento Internacional de este tema.
Figura 1: Perfilómetro Láser de la Oirección
Nacional de Vialidad de Chile· MOP.
11) Determinación de la fricción de
referencia F60.
a) Medición de la fricción con cualquier
equipo, ejemplo: péndulo. scrim (figura
2), mu meter. grip tester.
i) Se establece el tipo de equipo empleado:
ii) Se determina la constante de velocidad
del equipo. S.
S= Velocidad del equipo durante el ensayo,
Para equipos con rueda bloqueada.
Revista Bit. Junio 2001
11 INVESTIGACIONES
b) Determinación de FR60:
FR60 = 0.65 " exp (17.1-60)/102) =0.436 = 0.43
c) Determinación de F60
Se obtiene el valor de la expresión:
F60= A+B"FR60
Los valores A y B se toman los corres
pondientes al equipo C6E de la tabla 25 del
informe del Experimento: A= 0,0319; B =0,8734;
F60 = 0,0319+0,8734"0,43 0,407=0,41
Por lo tanto, el IFI es (0.41, 102) Y la
expresión de la curva F(S) de referencia
estimada de ese pavimento
APLICACIONES
•
s = Velocidad del equipo durante el ensayo
multiplicada por el tanto por uno de
deslizamiento. Para equipos con rueda
parcialmente bloqueada.
S = Velocidad del equipo durante el ensayo
multiplicada por el seno del angula de
deriva. Para equipos con rueda oblicua.
b) Determinación de la constante FR60
Se determina el valor de la constante,
FR60 a partir del valor de la medida
realizada, FRS mediante la expresión:
FR60 = FRS " exp ((S-60)/Sp)
c) Determinación de la fricción de referencia F60
Se obtiene el valor de la expresión:
F60 A+B"FR60
Los valores A y B se toman de la tabla
25 del informe del Experimento Internacio
nal (AIPCR,1995) sobre este tema. Por lo
tanto, ellFI obtenido es: (F60, Sp).
Ejemplo 1.(Crepo, 1996) Se trata de de
terminar ellFI de un pavimento medido con
el equipo SCRIM a 50 km.lh, habiéndose
obtenido un CRT (medida de fricción obte
nida por el equipo SCRIM) de 0,65. Ade
mas, se ha obtenido mediante el ensayo decirculo de arena, una textura de 1 mm. de
altura equivalente.
1) Determinación de Sp
La textura se ha medido mediante el
procedimiento del equipo A8 cuyos resul
tados se han designado por las siglas in
glesas de Profundidad Media de Textura,
MTD. Por tanto, se toman los valores a y b
de la IInea 5 de la tabla 2: a= -1 1,5981;
b= 113,63246; Tx= 1. Se tiene:
Sp=-11,5981 +113,63246"1 =102,03 =102 km./h
11) Determinación de FR60.
Para su estimación se procede de la for
ma siguiente:
a) Determinación de FRS. Para realizar el
ensayo se ha empleado el equipo SCRIM
y se ha obtenido un valor FRS =0,65.
Ademas, para este caso se determina
S de la siguiente manera:
S = Velocidad del equipo durante el ensayo
multiplicada por el seno del angula de
deriva (20)= 50 sen 20 = 17,1 km.lh
F(S) = 0.41 * exp ((S-60)/102)
Ejemplo 2. (Crespo, 1996) Se trata de
obtener ellFI de otro pavimento ensa
yado con el equipo GRIPTESTER (D8).a80 km.lh. habiéndose obtenido un GN
(medida de fricción obtenida por el
equipo Grip Tester) de O, 81. Ademas.se ha obtenido una macrotextura
gruesa medida con el equipo LÁSER
RST (A3E) de 0,38 mm de RMS (me
dia cuadratica).
1) Determinación de Sp
La macrotextura se ha medido en forma
de RMS con el equipo A3E. Por tanto se
toman los valores a y b de la IInea 24 de latabla 2: a= 9,67855; b= 215,1516. Tx=
0.38.
Sp= 9,67855+215,1516*0.38=
91,4=91 km.lh
11) Determinación de F60
a) Determinación de FRS. Para realizar el
ensayo se ha empleado el equipo GRIP
TESTER designado en el experimento
como equipo D8, obteniendo un valorde GNoFRS =0.81. Ademas, la velo
cidad S se determina de la siguientemanera:
Revista Bit, Junio 2001
INVESTIGACIONES •s = Velocidad del equipo durante el ensayo
multiplicada por el porcentaje de des
lizamiento(14.5%) = 80 • 0.145 =
11.6 km.lh
b) Determinación de FR60. Se determina
el valor de la expresión:
FR60 = 0.81 + exp ((11.6-60)/91) =0.4758 = 0.48
c) Determinación de F60
Se obtiene el valor de la constante F60:
F60= A+B'FR60
Los valores A y B se toman los corres
pondientes al equipo 08 de la tabla 25 del
informe del Experimento Internacional: A=0.08209; B 0.9104.
F60 = 0,08209 +0,9104*0,48 = 0.52
Por lo tanto. ellFI es (0.52. 91) Y la cur
va de referencia estimada de ese pavimento
F(S) = 0.52 * exp ((S-60)/91)
Se trata por tanto de un pavimento con
una microtextura más alta (mejor) y una
macrotextura más pequeña (peor) que el
pavimento del ejemplo 1 .
CONCLUSIONES
EIIFI es un indicador propuesto en Eu
ropa para poder tener un Indice para ca
racterizar la fricción de un pavimento.
que sea valido en cualquier parte del
mundo. independiente del tipo de pavi
mento y equipo que se utilice para me
dirlo. En Chile. existen hoy los equipos
que permiten medir y calcular el IFI de
cualquier pavimento. por lo tanto se puede comenzar a utilizar.
REFERENCIAS
AIPCR. Experimento Internacional AIP
CR de Comparación y Armonización de
las medidas de Textura y Resistencia
al Deslizamiento. Publicación AIPCR
01 -04.T-1995. Madrid.
Crepo. Ramón. "El Experimento Inter
nacional AIPCR de Comparación y Armonización de las medidas de textu
ra y de resistencia al deslizamiento.El Indice de Fricción Internacional
(lFI). Necesidad y Desarrollo. 11 Jor
nadas sobre Caracterlsticas Superficiales de los Pavimentos. Madrid
Septiembre de 1996- AIPCRDe Solminihac H. "Gestión de In
fraestructura Vial" Ediciones
Universidad Católica de Chile.
1998. Santiago.
De Solminihac H y 1. Sanchez-Saline
ro. EL IRI:Un Indicador de la Regula
ridad Superficial. Revista Ingenierlade Construcción RIC N" 6. Pontificia
Universidad Católica de Chile. Ene
ro-Junio 1989. Santiago. ChileThe Worl Bank. The Internacio
nal Road Roughness Experiment.
The World Bank. Technical Paper
N' 45.1986. Washington DC.
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Revista Bit. Junio 2001 11
-$.--REYJSJA UnjveB>1dad~EAFIT
Universidad EafitUniversidad Eafit
ISSN (Versión impresa): 0120-341XCOLOMBIA
2002
Juan Carlos Calle CarmonafNDICE DE SEGURIDAD VIAL
Universidad Eafit, julio-septiembre, número 127Universidad Eafit
Medellin, Colombiapp. 73-81
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México
htlp:/Iredalyc. uaemex.mx
re
•Indice de Seguridad Vial
Juan Carlos Calle Carmana
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RESUMEN
El buen estado físico de los elementos constitutivos de una red vial, brinda al usuario la comodidad, seguridad y economia
de transporte para la cual lue construida. Esta evaluación se realiza mediante la determinación del índice de Estado.
En este artículo se hará un reseña de la resistencia al deslizamiento, evaluando cualitativamente las propiedades de la
carpeta de rodadura que condicionan la conducción de un vehículo. Se mencionan algunos equipos utilizados para tal
medida. También, se hablará del índice de Fricción Internacional (IFI), el cual se describe como una escala de relerencia,
de aplicación internacional, de la Iricción y de la textura de un pavimento.
Estos análisis se consideran un gran avance para la determinación del índice de seguridad de las vías y un cambio sustancial
en la práctica de conservación de los pavimentos.
ABSTRACT
The good physical state 01 the constituent elements 01a road network, offers the user the comlort, salety and economy 01
transportation lor which it was buill. This evaluation is carried out by means 01 the determination 01 the Index 01State.
In this article, a review will made 01the sliding resistance, evaluating qualitatively the properties 01the rolling surface that
conditions the driving 01a vehicle . Some equipment that are used lor such measure are mentioned, as well as the Index 01
international Friction (IIF), which is described as a relerence scale, 01international application, 01the Iriction and 01the texture
01a pavement .
Those analyses are considered as a great advance lor the determinatíon 01the index 01salely 01the roads, and a substantial
change in the practice 01pavement conservation.
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"O.¡;;(¡)>'c::J<C1(/)C5a:;
'"=.f • Pavimentos • índice de Iricción internacional • Seguridad vial.
JUAN CARLOS CALLE CARMONA. Ingeniero Civil, Universidad Nacional sede Medellín. Docente de cátedra de Ingeniería Civil,Universidad EAFIT.
Email: [email protected]
1. INTRODUCCiÓN
Los accidentes que ocurren en las vías son factores que
afectan drásticamente la calidad del servicio y el adecuado,
fluido, eficaz y eficiente desplazamiento de personas y de
bienes, disminuyendo así sus principales funciones de
comodidad, seguridad y de servicio útil para el usuario.
Como esta situación parece crecer en la medida en que
aumenta la actividad en el sector productivo y la motorización,
el tema de la seguridad en el transporte ha adquirido gran
importancia en todas partes del mundo y ha despertado el
interés de los expertos y la preocupación de las autoridades
correspondientes.
Actualmente se está evaluando, de manera cuantitativa, el
estado fisico de los pavimentos en concreto asfáltico durante
el período de operación de una carretera, construida o
rehabilitada por el sistema de concesión. Esta evaluación se
realiza mediante la determinación del índice de Estado que
evalúa el nivel de servicio de un pavimento.
Entre los parámetros que considera esta evaluación, se
encuentra el coeficiente de resistencia al deslizamiento,
evaluando cualitativamente las propiedades de la carpeta de
rodadura que condicionan la conducción de un vehículo, por
su influencia en la seguridad de la circulación vial. la
comodidad del usuario y, en último término, la economía de
transporte.
2. GENERALIDADES
Actualmente, existe un procedimiento para evaluar de
manera cuantitativa y cualitativa, el estado físico en que se
encuentran algunos elementos constitutivos de una carretera
construida con un pavimento de concreto asfáltico, éste hace
énfasis en el conjunto de aquéllos que inciden en las
condiciones de funcionalidad de la vía, que pueden llegar a
reflejar la comodidad y seguridad del usuario. Esta evaluación
se realiza mediante la determinación del índice de Estado.
Es importante aclarar que este procedimiento no se aplica
para el recibo definitivo de las obras al finalizar la etapa de
construcción, pues ésta debe cumplir además con las
especificaciones de construcción del proyecto.
Entre los parámetros más importantes que se consideran
para evaluar el nivel de servicio de un pavimento se
encuentran la rugosidad, el ahuellamiento y deformaciones,
las fisuras y grietas. el estado de las bermas, la resistencia
al deslizamiento, la señalización y las zonas laterales.
Entre los parámetros que considera esta
evaluación, se encuentra el coeficiente de
resistencia al deslizamiento, evaluando cuali
tativamente las propiedades de la carpeta de
rodadura que condicionan la conducción de
un vehículo, por su influencia en la seguridad
de la circulación vial, la comodidad del
usuario y, en último término, la economía de
transporte.
3. RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO
La resistencia al deslizamiento es el parámetro que permite
evaluar la fricción entre las llantas de un vehículo y la
superficie de rodadura de la vía, evaluando en primera
instancia la seguridad del usuario, mediante el coeficiente
de fricción.
Para que un pavimento ofrezca su suficiente adherencia a
cualquier velocidad de los vehículos, debe tener una
macrotextura, que contribuya a la expulsión del agua y una
microtextura que garantice la adherencia.
Conociendo estas propiedades de la superficie para garantizar
la adherencia entre la llanta y el pavimento, se comprende
que para evaluar la capacidad de resistencia al desliza
miento, se puede proceder de dos formas distintas
- Midiendo directamente el coeficiente de fricción entre la
llanta y el pavimento mojado.
- Analizando la macrotextura o la capacidad de drenaje
superficial del pavimento (para estimar la reducción de
la adherencia que se produce al aumentar la velocidad).
El coeficiente de fricción a baja velocidad depende del número
de puntos de contacto seco entre la llanta y los áridos del
pavimento que se producen tras la ruptura de la película de
agua residual producida por la microtextura (tanto mayor
cuando mas áspera sea). Al aumentar la velocidad, disminuye
la fricción. Esta disminución es tanto menor cuando mejor
es la capacidad de evacuación del agua que proporciona la
macrotextura (tanto mayor cuanto más gruesa sea).
~~~':.'~.~t~IDAD®EAFIT
Para una mejor comprensión al detalle anterior ver las figuras 1. 2 Y 3.
FIGURA 1
Clasificación de las Texturas de los Pavimentos
CLASES DE TEXTURASUPERFICIE
75
A
B
C
D
~
~~~,,¿a
MACRO
GRUESA
GRUESA
FINA
FINA
MICRa
ÁSPERA
PULIDA
ÁSPERA
PULIDA N0=0=N
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FIGURA 2
Curvas de Velocidad vs. Fricción
Según superficies
ADHERENCIA EN ESTADO MOJADO DE
LAS SUPERFICIES REPRESENTADAS EN LA FIGURA 1
Velocidad (km/h)
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76
FIGURA 3
Zonas de Interacción Llanta/Pavimento
SENTIDO DE AVANCE•NEUMÁTICO (RODANDO) PELíCULA DE AGUA
PAVIMENTO I ZONA 3 I ZONA 2 I ZONA 1
ZONA 1: PELíCULA DE AGUA CONTINUA
ZONA 2: PELíCULA DE AGUA DISCONTINUA
ZONA 3: CONTACTO EN SECO
4. TIPOS DE EQUIPO DE MEDIDA
Existe una gran variedad de equipos de medida, que
atendiendo a su función y método de medida, se puede
distinguir entre equipos de medida de fricción, de la textura
o de función múltiple.
4.1 Equipos de medida de fricción
Tradicionalmente, se ha venido caracterizando el coefi
ciente de resistencia al deslizamiento mediante péndulos de
fricción (ver foto 4). Este equipo da una indicación indirecta
del grado de rugosidad que proporciona la microtextura del
pavimento. Para medir la fricción directamente se tiende a
utilizar, equipos de mayor rendimiento, acoplados a un
vehículo o remolcados. Existen diferentes tipos, según lascaracterísticas de la rueda de medida:
- Rueda oblicua respecto del sentido de la marcha
(ver foto 1).
- Rueda parcialmente bloqueada con grado de desliza
miento variable (ver foto 2).
- Rueda bloqueada con grado de deslizamiento fijo
(ver foto 3).
Las ruedas para las medidas de fricción deben cumplir
características muy precisas. Para evitar cambios impor
tantes debido al envejecimiento del caucho, deben fabricarse
en cantidades relativamente pequeñas.
FOTO 1
SCRIM
Rueda Oblicua
_______________________ ~~I~~~~IDADQ)EAf'1T
FOTO 2
GRIP TESTER
Parcialmente Bloqueado
FOTO 3
SKID
Resistance Tester
4.2 Equipos de medida de la textura
Para la caracterización de la macrotextura de un
pavimento, se utilizan fundamentalmente tres procedimientos:
- Método volumétrico, método de la mancha de arena Que
determina la "profundidad media de textura», tanto mayor
cuanto más rugosa sea la macrotextura (ver foto 5).
- Medida de drenaje superficial (drenómetros), deter
minando el tiempo de evacuación de un volumen
conocido (ver foto 6).
- Determinación del perfil (perfilómetros)
FOTO 5
Prueba de la Mancha de Arena
FOTO 6
Drenómetro
77
NCICINID'-.cEID
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.Q"5
5. íNDICE DE FRICCiÓN INTERNACIONAL (IFI)
Ellndice de Fricción Internacional, (IFI), es el segundo
de una, probablemente, larga serie de indicadores interna
cionales que definen el estado de una carretera. El desarrollo
de indicadores internacionales comenzó con ellRI índice de
Regularidad Internacional.
Los Ixl vienen a constituir la base de un sistema internacional
de valoración del estado de las carreteras, que presenta la
gran ventaja de permitir la comparación entre los pavimentos
empleados en cualquier país del mundo.
Así pues, el IFI se puede describir como una escala de
referencia, de aplicación internacional, de la fricción y de la
textura de un pavimento. Entendiendo como textura, las
pequeñas irregularidades superficiales de la capa de rodadura
que contribuyen a dicha fricción. Considerando como equipos
para la medida de fricción los anteriormente mencionados,
se trató de establecer un parámetro de macrotextura para
armonizar los resultados. Por tanto, ellndice de Fricción IFI
viene indicado por dos números expresados entre paréntesis
separados por una coma, el primero representa la fricción y
el segundo la macrotextura. El primero es un número
adimensional y el segundo es un número positivo sin limites
determinados y unidad de velocidad (km/ll). El valor cero de
fricción indica deslizamiento perfecto y el valor uno,
adherencia. No es posible, por el momento, con una relacion
sencilla, definir o establecer el segundo número que compone
ellFI. El objetivo es conseguir que todos los equipos puedan
predecir los mismos valores para un pavimento determinado.
En resumen, el Indice de Fricción Internacional IFI, es una
escala de referencia basada en el modelo AICPR (que
relaciona la fricción con la velocidad de deslizamiento).
modelo que sirve para estimar la constante de referencia de
velocidad (Sp) y la de fricción a 60 km/h (ver figura 4). El
par de valores (F60 y Sp) expresan ellFI de un pavimento y
permiten calcular el valor de fricción. F(S). a cualquier
velocidad de deslizamiento S mediante la ecuación siguiente:
F(S) = F60 • e(60-SJ/Sp
78
Como se puede observar, hoy se puede disponer de
numerosos equipos capaces de tomar un gran número de
datos a velocidades compatibles con las de circulación, pero,
junto a esta facilidad de auscultación, también, hay que
mencionar algunos inconvenientes; unos derivados del propio
equipo (exactitud, representatividad, repetibilidad, etc.) y otros
de la gran variedad de equipos y sistemas de evaluación,
cuyos resultados son difícilmente comparables. Se admite
que para relacionar las medidas de fricción hechas con
métodos distintos (rueda bloqueada, rueda parcialmente
bloqueada o rueda oblicua respecto al sentido de la marcha)
se necesitan incluir los efectos de la textura del pavimento.
Por tal motivo, y ante la preocupación mundial por establecer
una relación directa entre los resultados del coeficiente de
rozamiento y de la textura, proporcionados por los distintos
equipos; la Asociación Internacional Permanente de los
Congresos de Carreteras (AIPCR), hoy Asociación Mundial
de la Carretera, realizo un experimento, que desde 1949, ha
tratado de armonizar los resultados obtenidos con todo tipo
de equipos, logrando elaborar en 1992, una escala universal
de fricción bien definida, denominada IFI (lndice de Fricción
Internacional) a la que puede referirse los resultados de
cualquier equipo utilizado.
Con ello se ha puesto un cierto orden en el mundo complejo
de los equipos de medida de la resistencia al deslizamiento
de las carpetas. Todavía, es pronto para evaluar todas las
consecuencias que se pueden derivar de la implantación de
la escala de referencia y de la metodología para obtenerla,
pero no cabe duda que las perspectivas de futuro son ahora
más prometedoras, y será posible calificar más fácilmente
los resultados de la adherencia y resistencia de los pavi
mentos evaluados con cualquier equipo que se considere
utilizar.
Como se puede observar, hoy se puede
disponer de numerosos equipos capaces de
tomar un gran número de datos a velocidades
compatibles con las de circulación, pero, junto
a esta facilidad de auscultación, también, hay
que mencionar algunos inconvenientes; unos
derivados del propio equipo (exactitud,
representatividad, repetibilidad, etc.) y otros
de la gran variedad de equipos y sistemas de
evaluación, cuyos resultados son difícilmente
comparables.
donde:
- F(S)
- F60
- Sp
- S
es el valor de la fricción a cualquier velocidad de
deslizamiento S.
es el valor de la fricción a 60 km/h.
Constante de referencia de velocidad.
Velocidad de deslizamiento.
_______________________ ~~,~~~.~.~IDADOEAJ"IT
= FR60 • e(60-S)/Sp
FIGURA 4
Curva Fricción-Velocidad de Deslizamiento
según el Modelo de AIPCR
CURVA FRICCiÓN - VELOCIDAD DE DESLIZAMIENTO
MODELO AIPCR
Velocidad de deslizamiento, S
Las curvas obtenidas con este procedimiento por diferentes equipos estarán, si el proceso de armonización ha sido eficaz,
muy próximas unas de otras y muy próximas también de la CURVA DE REFERENCIA (<<GOLDEN VALUE,,) (ver figura 5), que
representa la función fricción-velocidad de deslizamiento «real» de un pavimento y cuya expresión es:
GF(S) = GF60 • e(60-S)/Sp
donde:
GF(S) es la fricción en la CURVA DE REFERENCIA (ver figura 5)
- GF60 es el valor de la fricción en la CURVA DE REFERENCILA, correspondiente a una velocidad de deslizamiento de 60
km/h.
- GS es la constante que representa la influencia de la velocidad en la CURVA DE REFERENCIA.
S es la velocidad de deslizamiento.
Aprovechando los equipos existentes y las consideraciones sistematizadas en el proceso de armonización, tomando las medidas
de fricción y determinando la textura del pavimento a evaluar, el proceso de armonización permite establecer para cada equipo
la fricción de referencia estimada, F60, que presumiblemente estará cerca del valor «real" GF60. Lo estará sin duda si el
procedimiento de armonización es bueno.
Durante la elaboración del modelo AIPCR que relaciona la fricción, de un pavimento con la velocidad de deslizamiento de un
vehículo sobre él, se ha comprobado que la constante Sp de la velocidad de referencia se podría determinar mediante una
regresión lineal con una medida de la macrotextura, TX:
Sp =a+b.Tx
79
N==NQ)•...
.cEQ)
:¡::¡c.Q)en
o-eno(J)ro
.Q"5
80
FIGURA 5
Curva de Referencia. GOLDEN VALUES
CURVA DE REFERENCIA "VERDADERA"
GOLDEN VALUES
u...
.....•..
..•..
.•••...• GF(S) = GF60 • e(60-8)/68....•.
...•
.••...•. ... - .•.
.••... .•.•. ••... --. ..•.
Velocidad de deslizamiento, S
Por definición, la pareja de valores (F60,Sp) se designa como IFI de un pavimento. Su conocimiento permite dibujar la curva
de referencia estimada de Fricción-Velocidad de deslizamiento del pavimento. Ver en la figura 6. algunas determinaciones de
IFI y la descripción Que representan:
FIGURA 6
Curvas de Armonización para la Determinación dellFI
CURVAS FRICCiÓN - VELOCIDAD DE DESLIZAMIENTO
EJEMPLOS 1 Y 2
c: 0.6:~....!: 0.5•..u...
IFI (0,41,102)
u...
1
0.9
0.8
0.7
0.4
0.3
0.2
0.1
O 20 40 60 80 100 120 140
Velocidad de deslizamiento, S (km/h)
G)""UNIVERSIDAD '..~. EAI"ITAb,~rf.l .1 "'''''''.11> .. :
El IFI (0,41,102) fue determinado mediante un proceso de
armonización por el método del AIPCR, en donde se midió la
fricción con un equipo SCRIM del MOPTMA a 50 km/h,
arrojando un valor de 0,65. Además se determinó la textura
con la prueba del círculo o mancha de arena, cuya evaluación
arrojó una textura de 1 mm de altura equivalente.
EIIFI (0,52, 91) se obtuvo ensayando la fricción del pavimento
con un GRIPTESTER (08) a 80 km/h, habiéndose obtenido
un fricción de 0,81. Además se midió una macrotextura
gruesa con el drenómetro de 0,38 mm.
Así determinado ellndice de Fricción Internacional, IFI, se
va a tener una idea aproximada de las capacidades de fricción
de pavimentos diferentes, medidos en circunstancias
diversas y con equipos distintos.
Por otra parte, aunque de forma separada, elIFI, integra las
dos medidas de textura (una microtextura y otra macrotextura)
necesarias para tener una idea clara de la capacidad que
tiene un pavimento de ofrecer superficie segura en condi
ciones adversas. Interesa señalar que el riesgo potencial de
hidroplaneo está fundamentalmente asociado (junto a las
características geométricas y de la velocidad de circulación)
con la macrotextura, es decir con el segundo número dellFI.
La accidentalidad por hidroplaneo está poco estudiada en
nuestro país, pero se induce a pensar que influye más la
macrotextura que la microtextura en el origen de algunos
accidentes .
A este respecto, el concepto del IFI es un gran avance y
proporciona la posibilidad de un cambio sustancial en la
practica de conservación de pavimentos.
En Colombia se han hecho continuas evaluaciones del índice
de estado de varias concesiones, pero la determinación de
un índice de seguridad vial consciente, que garantice la
comodidad y la seguridad del usuario, no es la consigna
principal en los estudios realizados.
Aunque se cuenta con los equipos, y el personal calificado
para determinar las medidas de los mismos, no se han
preocupado por armonizar los resultados, como se ha hecho
en otros piases, relacionando los valores obtenidos para
determinar elIFI, y así clasificar nuestra evaluación a nivel
mundial.
En Colombia se han hecho continuas evalua
ciones del índice de estado de varias
concesiones, pero la determinación de un índice
de seguridad vial consciente, que garantice
la comodidad y la seguridad del usuario,
no es la consigna principal en los estudios
realizados.
BIBLIOGRAFíA
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Internacional AIPCR de Comparación y Armonización de
las Medida de Textura y Resistencia al Deslizamiento.
Comité Técnico AIPCR de Características Superficiales
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Bateman Durán Jaime. (1995). Determinación del índice de
estado de un corredor vial. Bogotá: 726 p.
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de estado de un pavimento en concreto asfáltico.
Ingenieros Consultores-INV. Bogotá.
Paz Burbano Jorge Armando. (1996). La deflectometría, otra
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Internacional (IFI). En: Revista RUTAS, pp. 19-46.
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