Estabelecimento de uma metodologia de análise da interação pneu-pavimento baseada em ensaios in situ

Abstract

Na presente dissertação é apresentado o Modelo de Interação Pneu-Pavimento Padronizado, baseado em parâmetros reais de textura e atrito do pavimento padronizados e, que poderá vir a ser implementado nos sistemas de segurança ativa dos veículos. A segurança e o conforto dos utentes, assim como a durabilidade da estrutura do pavimento, dependem do estado em que se encontra o pavimento e dos pneus do veículo. A interação pneu-pavimento é avaliada através da aderência do pneu ao pavimento possibilitando a mobilização de forças de atrito entre as duas superfícies. A aderência é possível de avaliar de acordo com o tipo de superfície dos pneus e pela obtenção das caraterísticas superficiais da camada de desgaste do pavimento, designadas por microtextura e macrotextura, onde a primeira depende da rugosidade da superfície e a segunda depende essencialmente da dimensão dos agregados. Com utentes cada vez mais exigentes, surge a necessidade da utilização dos melhores materiais pavimentação e de desenvolver novas abordagens para os sistemas de segurança ativa, de modo a que estes atuem com o seu maior nível de otimização. O sistema ABS é um dos sistemas de segurança ativa mais importante, tem como principal objetivo atuar antes que ocorra o acidente. A base do seu funcionamento é o princípio de que o atrito estático, resultante da aderência pneu-pavimento, atinja valores superiores ao atrito cinético, que surge entre as duas superfícies durante o deslizamento. Foi desenvolvido um modelo de interação padronizado com base no modelo de interação existente, auxiliado por dados experimentais e dados de estudos bibliográficos. Por fim, efetuou-se o estudo aprofundado das distâncias de travagem obtidas pelo modelo proposto, comparando com o Modelo de Burckhardt e a Norma de Traçado em vigor em Portugal.

In this dissertation is presented a Standardized Tyre-Pavement Interaction Model, based on real parameters of standardized pavement texture and friction, which may be implemented in the active safety systems of the vehicles. The safety and comfort of users, as well as the durability of the pavement structure, depend on the pavement conditions and the tyres of the vehicle. The tyre-pavement interaction is evaluated by the adherence of the tyre to the pavement allowing the mobilization of frictional forces between the two surfaces. The adherence can be evaluated according to the tyre surface type and by obtaining the surface characteristics of the pavement wear layer, called microtexture and macrotexture, where the first one depends on the surface roughness and the other depends essentially on the size of the aggregates. With increasingly demanding users, there is a necessity of using the best paving materials and the development of new approaches to the active safety systems, so they perform at their highest level of optimization. The ABS System is one of the most important active safety systems, its main objective is to act before the accident occurs. The basis of its operation is the principle that static friction resulting from tyre-pavement adherence reaches highest values than the kinetic friction that arises between the two surfaces during sliding. A standardized interaction model was developed based on the existing interaction model, aided by experimental data and data from bibliographic studies. Finally, a thorough study of the braking distances obtained by the proposed model was made, comparing them with the Burckhardt Model and the values demanded by other geometric road standards in place in Portugal.