Firme de calzada y procedimiento para la fabricación del mismo.

Firme de calzada con secciones superficiales (3) determinadas sobre su superficie por acanaladuras(1,

2) impresas en la superficie

en el que las acanaladuras (1, 2) comprenden un primer grupo de acanaladuras (1) que discurren aproximadamenteen paralelo unas respecto a otras, así como al menos un segundo grupo de acanaladuras (2) que discurrenaproximadamente en paralelo unas respecto a otras y cruzan el primer grupo de acanaladuras (2), de modo querespectivamente dos acanaladuras adyacentes del primer y del segundo grupo (1, 2) determinan respectivamenteuna sección superficial (3) aproximadamente en forma de paralelogramo,

caracterizado porque tanto dentro del primer grupo de acanaladuras (1) como también dentro del segundo grupode acanaladuras (2) están previstas respectivamente distancias diferentes entre las acanaladuras, de modo que sereduce el ruido de neumático / calzada que se origina al atravesar el firme de calzada.

Firme de calzada y procedimiento para la fabricación del mismo

ESTADO DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a las capas cobertoras de calzada para carreteras, designadas a continuación como “firmes de calzada”, así como al procedimiento para la fabricación de las mismas. La presente invención se ocupa en particular de la forma geométrica de las superficies de los firmes de calzada, designada a continuación como “textura”.

Como capa cobertora de calzada o firme de calzada se designa la capa superior de una superestructura de una carretera. Los firmes de calzada convencionales se componen en general de una mezcla escalonada de agregados minerales, un aglutinante, relleno y aditivos estabilizantes, como polímeros o goma. Una 15 mezcla de agregados minerales contiene granos de roca de diferente tamaño, donde las diferentes fracciones de grano están contenidas con diferente frecuencia gracias a la determinación de una curva granulométrica y por consiguiente con porcentajes de peso diferentes en la mezcla de agregados minerales. Los granos mayores que aparecen típicamente en la mezcla tienen diámetros de, por ejemplo, 8, 11, 16 ó 22 mm. Como aglutinantes se usa betún en firmes de calzada de asfalto, cemento en firmes de calzada de hormigón. Los firmes de calzada de asfalto se realizan en general con un espesor de 4 cm.

A los firmes de calzada se les plantean diferentes requisitos respecto a sus propiedades de uso. Éstos son en particular: baja generación de ruidos de neumático / calzada, adherencia en estado seco así como en mojado, baja resistencia a la rodadura, resistencia al desgaste, estabilidad frente a grandes diferencias de temperatura superficial, así como estabilidad frente a sustancias químicas, como por ejemplo, aceite, gasolina, etc. Estas propiedades se determinan por las propiedades de los materiales usados, como agregados minerales, cemento, betún, aditivos sintéticos, como goma o polímeros, y sus compuestos, por la técnica de instalación a disposición en la obra y el cuidado puesto por el personal, así como influencias atmosféricas.

La generación de ruidos de neumático / calzada, adherencia, así como resistencia a la rodadura dependen esencialmente de las propiedades de la calzada. En este caso la textura del firme de calzada, es decir, la forma fina geométrica de la superficie de la calzada, tiene un porcentaje significativo. La textura del firme de calzada se puede caracterizar por la longitud de onda de las periodicidades en su extensión horizontal, la amplitud vertical de tales periodicidades, así la profundidad de rugosidad, y el factor de forma, véase por ejemplo DE 3 575 C.

La textura de la superficie de la calzada depende fuertemente del tipo, naturaleza y composición de los materiales de construcción utilizados y del procedimiento de fabricación. Los elementos que determinan la rugosidad del firme de calzada tienen diferentes formas, tamaños y distancias entre sí, que están determinados esencialmente por el tamaño de los granos de roca procesados en la mezcla y por el modo y manera en como se instala el firme de calzada. La textura está caracterizada por las distancias y profundidades de las elevaciones y depresiones que se alternan en la superficie de la calzada. La fig. 1 muestra a modo de ejemplo las texturas superficiales de diferentes firmes de calzada. La fig. 1A muestra la textura superficial del asfalto mástico de gravilla, la fig. 1B del hormigón asfáltico, la fig. 1C del hormigón lavado y la fig. 1D de asfalto poroso. En la fig. 1 la fila superior muestra respectivamente una representación tridimensional de la textura y la fila inferior fotografías de las superficies de los 45 firmes de calzada conocidos.

Las texturas de las calzadas presentan una multiplicidad de diferentes longitudes de onda de rugosidad y profundidades de rugosidad. Además, la forma de la textura puede resultar diferente. Según el procedimiento de fabricación, es decir, según si la superficie se esparce para la producción de la adherencia o si se apisona, se 50 originan superficies de tipo meseta con depresiones o elevaciones tupidas que se alternan con depresiones situadas entre ellas. Una medida para la forma de una textura superficial de la calzada es el así denominado factor de forma g, que se puede determinar mediante los perfiles de rugosidad medidos. Estas características de la textura de la calzada tienen una influencia considerable en la generación del ruido de neumático / calzada.

Las propiedades acústicas de un firme de calzada reaccionan entonces de forma muy sensible frente a las diferencias de la textura superficial. Si no se controlan suficientemente los materiales, composición de materiales y procesos de fabricación y no se puede llevar a cabo de forma uniforme e ininterrumpida el flujo de material no insignificante, así como el proceso de instalación en la obra durante la fabricación del firme de calzada, entonces produce inhomogeneidades e irregularidades en la estructura superficial. La disminución del ruido de rodadura a esperar debido al modo constructivo seleccionado no se puede conseguir con frecuencia según las condiciones presentes.

Los firmes de calzada de asfalto y hormigón se diferencian claramente en el manejo de la calidad

acústica. Los firmes de calzada ligados con cemento se deben tratar inmediatamente después de la compactación debido a una lámina de mortero no evitable sobre la superficie, a fin de fracturar la lámina de mortero lisa y garantizar la adherencia. No obstante, este tratamiento superficial también tiene consecuencias claras para las propiedades acústicas. El tratamiento superficial acontece por procesado mecánico de la superficie, típicamente por retirada con sacos ásperos mojados, por ejemplo, a partir de un paño de yute, con material de césped artificial o escobas, o por cepillado de la lámina de mortero superficial y descubrimiento de los granos de roca superficiales después del fraguado del hormigón de la carretera, por lo que se origina una superficie de hormigón lavado. Para garantizar una calidad acústica elevada se debe efectuar entonces un elevado gasto en tecnología de máquinas e instalación durante la construcción convencional de carreteras.

Debido a la considerable presión de tiempo y costes en la construcción de carreteras existe por consiguiente una necesidad de un firme de calzada con el que se puedan lograr buenas propiedades acústicas, y es un objetivo de la invención proporcionar un firme de calzada semejante. Gracias a otros aspectos de la invención se proporciona un firme de calzada que también presenta propiedades de uso ventajosas de otra manera, así adherencia en estado seco así como en mojado, resistencia a la rodadura, resistencia al desgaste y estabilidad.

El objetivo arriba mencionado se resuelve según la invención por las características de la reivindicación 1.

Según una forma de realización del firme de calzada según la invención está previsto que su lado superior presente acanaladuras de un primer grupo que discurren aproximadamente en paralelo unas respecto a otras, y

acanaladuras de un segundo grupo que discurren aproximadamente en paralelo unas respecto a otras y que cortan las acanaladuras del primer grupo, determinando respectivamente dos acanaladuras adyacentes del primer y dos acanaladuras adyacentes del segundo grupo una meseta aproximadamente en forma de paralelogramo, y estando dimensionadas al menos parcialmente diferentes las longitudes laterales de mesetas adyacentes aproximadamente en forma de paralelogramo.

La idea que sirve de base a la invención es prever en la superficie de la calzada un patrón de acanaladuras en el que se varíe la distancia entre acanaladuras entre una distancia mínima y una distancia máxima. Las distancias entre acanaladuras no son periódicas por consiguiente en el rango de longitudes de onda relevante para la generación de ruido, de modo que se suprime ampliamente una excitación de vibraciones en el rango de longitudes de onda correspondiente. Con ello se consigue una disminución del ruido.

Las distancias de las primeras acanaladuras y las distancias de las segundas acanaladuras pueden estar distribuidas respectivamente entre una distancia de acanaladura mínima y una distancia de acanaladura máxima. “Distribuidas entre una distancia de acanaladura mínima y una distancia de acanaladura máxima” significa en este caso que las distancias entre las acanaladuras a lo largo del firme de calzada adoptan varios, por ejemplo, al menos 5 o al menos 7 valores diferentes, inclusive la distancia de acanaladura mínima y la máxima, apareciendo cada uno de estos valores de distancias con una frecuencia determinada.... [Seguir leyendo]

1. Firme de calzada con secciones superficiales (3) determinadas sobre su superficie por acanaladuras (1, 2) impresas en la superficie en el que las acanaladuras (1, 2) comprenden un primer grupo de acanaladuras (1) que discurren aproximadamente en paralelo unas respecto a otras, así como al menos un segundo grupo de acanaladuras (2) que discurren aproximadamente en paralelo unas respecto a otras y cruzan el primer grupo de acanaladuras (2) , de modo que respectivamente dos acanaladuras adyacentes del primer y del segundo grupo (1, 2) determinan respectivamente una sección superficial (3) aproximadamente en forma de paralelogramo,

caracterizado porque tanto dentro del primer grupo de acanaladuras (1) como también dentro del segundo grupo de acanaladuras (2) están previstas respectivamente distancias diferentes entre las acanaladuras, de modo que se reduce el ruido de neumático / calzada que se origina al atravesar el firme de calzada.

2. Firme de calzada según la reivindicación 1, caracterizado porque las secciones superficiales (3) presentan un longitud de cómo máximo 10 mm en la dirección de marcha.

3. Firme de calzada según la reivindicación 1, caracterizado porque las distancias (A, B) de las

acanaladuras (1) del primer grupo y las distancias de las acanaladuras (2) del segundo grupo están distribuidas respectivamente entre una distancia de acanaladura mínima (Amin, Bmin) y una distancia de acanaladura máxima (Amax, Bmax) .

4. Firme de calzada según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las distancias (A)

entre las acanaladuras (1) del primer grupo y las distancias (B) entre las acanaladuras (2) del segundo grupo están sometidas a una distribución aleatoria.

5. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las distancias (A) entre las acanaladuras (1) del primer grupo y las distancias (B) entre las acanaladuras (2) del segundo grupo cada vez están distribuidas uniformemente entre la distancia de acanaladura mínima (Amin, Bmin) y la distancia de acanaladura máxima (Amax, Bmax) .

6. Firme de calzada según la reivindicación 5, caracterizado porque la distancia de acanaladura mínima (Amin, Bmin) es al menos de 1 mm y la distancia de acanaladura máxima (Amax, Bmax) es al menos de 5 mm. 35

7. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las acanaladuras (1) del primer grupo y las acanaladuras (2) del segundo grupo forman un primer ángulo a y un segundo ángulo , para los que es válido:

60 º :a: 180º, y 0º :º: 120º.

8. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la anchura máximas (C) de las acanaladuras (1, 2) en el lado superior es de 1 mm a 5 mm. 45

9. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la profundidad máxima (Tmax) de las acanaladuras (1, 2) es de 2 mm a 10 mm.

10. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las 50 secciones superficiales (3) en forma de paralelogramo están dispuestas a la misma altura en un plano.

11. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las longitudes laterales de las secciones superficiales (3) en forma de paralelogramo están dimensionadas respectivamente diferentes respecto a las longitudes laterales de las secciones superficiales (3) adyacentes en 55 forma de paralelogramo.

12. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las longitudes de las diagonales (D) de las secciones superficiales (3) en forma de paralelogramo son al menos de 2 mm y como máximo de 10 mm.

13. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están redondeados los bordes de las acanaladuras (1, 2) que delimitan las secciones superficiales (3) .

14. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las acanaladuras (1, 2) presentan una forma esencialmente en V en sección transversal.

15. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie de las secciones superficiales (3) presenta una microestructura con una distribución de longitudes de onda 10 distribuida aleatoriamente en el rango entre 10 !m y 1000 !m y una profundad de textura máxima de hasta 300 !m.

16. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el firme de calzada está configurado como elemento de firme de calzada en forma de placa.

17. Firme de calzada según la reivindicación 16, caracterizado porque el elemento de firme de calzada es romboidal y porque respectivamente dos bordes laterales del elemento de firme de calzada discurren en paralelo a las primeras acanaladuras (1) o las segundas acanaladuras (2) .

18. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el firme de 20 calzada está fabricado de plástico enriquecido con un agregado mineral.

19. Firme de calzada según la reivindicación 18, caracterizado porque el plástico es poliéster o poliamida.

20. Firme de calzada según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el firme de calzada está fabricado de metal.

21. Procedimiento para la fabricación de un elemento de firme de calzada, en particular de un elemento de firme de calzada según una de las reivindicaciones 1 a 19, con:

moldeo por inyección del elemento de firme de calzada con un útil de moldeo por inyección que presenta una superficie de molde (80) con un primer grupo de primeros nervios (81) que discurren en paralelo unos respecto a otros y un segundo grupo de segundos nervios (82) que discurren en paralelo unos respecto a otros y cruzan los primeros nervios, en el que respectivamente dos primeros nervios (81) adyacentes y dos segundos nervios (82)

adyacentes determinan una depresión (83) en forma de paralelogramo,

caracterizado porque tanto dentro del primer grupo de nervios (81) como también dentro del segundo grupo de nervios (82) están previstas respectivamente distancias diferentes entre los nervios, de modo que se reduce el ruido de neumático / calzada que se origina al atravesar el firme de calzada fabricado.

22. Procedimiento para la fabricación de una calzada, con las etapas siguientes: fabricación al menos de un elemento de firme de calzada con el procedimiento según la reivindicación 21, y

pegado de los elementos de firme de calzada sobre un sustrato de calzada en una secuencia sucesiva o unos junto a otros.

23. Procedimiento según la reivindicación 21 ó 22, caracterizado porque un grupo de diagonales (D) de las secciones superficiales (3) está orientado esencialmente en la dirección de marcha (F) de la calzada. 50

24. Procedimiento para la fabricación de un firme de calzada, en particular de un firme de calzada según una de las reivindicaciones 1 a 19, con las etapas siguientes:

aplicación de un material de moldeo sobre un sustrato de calzada;

grabado del material de moldeo aplicado con un troquel de grabado que presenta una superficie de molde (80) con un primer grupo de primeros nervios (81) que discurren en paralelo unos respecto a otros y un segundo grupo de segundos nervios (82) que discurren en paralelo unos respecto a otros y cruzan los primeros nervios, en el que respectivamente dos primeros nervios (81) adyacentes y dos segundos nervios (82) adyacentes determinan una depresión (83) en forma de paralelogramo,

caracterizado porque tanto dentro del primer grupo de nervios (81) como también dentro del segundo grupo de nervios (82) están previstas respectivamente distancias diferentes entre los nervios, de modo que se reduce el ruido 5 de neumático / calzada que se origina al atravesar el firme de calzada fabricado.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque el material de moldeo es un plástico enriquecido con un agregado mineral.

26. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque el material de moldeo es hormigón.

27. Útil de moldeo por inyección para la fabricación de un elemento de firme de calzada, en particular de un elemento de firme de calzada según una de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el útil de moldeo por inyección presenta una superficie de molde (80) con un primer grupo de primeros nervios (81) que discurren en paralelo unos respecto a otros y un segundo grupo de segundos nervios (82) que discurren en paralelo unos respecto a otros y cruzan los primeros nervios, y en el que respectivamente dos primeros nervios (81) adyacentes y dos segundos nervios (82) adyacentes determinan una depresión (83) en forma de paralelogramo,

caracterizado porque tanto dentro del primer grupo de nervios (81) como también dentro del segundo grupo de 20 nervios (82) están previstas respectivamente distancias diferentes entre los nervios, de modo que se reduce el ruido de neumático / calzada que se origina al atravesar el firme de calzada fabricado.

28. Troquel para la fabricación de un firme de calzada, en particular de un elemento de firme de calzada según una de las reivindicaciones 1 a 20, en el que el troquel presenta una superficie de molde (80) con un primer

grupo de primeros nervios (81) que discurren en paralelo unos respecto a otros y un segundo grupo de segundos nervios (82) que discurren en paralelo unos respecto a otros y cruzan los primeros nervios, y en el que respectivamente dos primeros nervios (81) adyacentes y dos segundos nervios (82) adyacentes determinan una depresión (83) en forma de paralelogramo,

caracterizado porque tanto dentro del primer grupo de nervios (81) como también dentro del segundo grupo de nervios (82) están previstas respectivamente distancias diferentes entre los nervios, de modo que se reduce el ruido de neumático / calzada que se origina al atravesar el firme de calzada fabricado.