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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2014.tde-16112015-162406
Document
Author
Full name
Tiago Vieira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Bernucci, Liedi Legi Bariani (President)
Costa, Argemiro Luis de Aragão
Sinatora, Amilton
Title in English
Asphaltic pavement surface analysis and its effects on the tyre-pavement friction performance.
Keywords in English
Atrito
Pavimentação asfáltica
Tribologia
Abstract in English
This thesis analyses the tyre-pavement interaction concerning both friction and noise generation. A tribological approach was used to analyze the tyre-pavement system interaction on different conditions. Samples of pavement surfaces were extracted from a highway in the state of São Paulo, and analyzed in the laboratory. The British Pendulum Portable test was used to evaluate the pavement friction. Friction was evaluated in a systematic way, at different temperatures, with different rubbers, and at different lubricating conditions. With the different lubricating conditions, adhesion and hysteresis friction mechanisms were evaluated separately. Several tests were used to characterize the pavement surface, including the Outflow test and a Photometric technique, both with devices developed at the Pavement Technology Laboratory (LTP). With the photometric technique specific texture characteristics were evaluated and texture indicators were used in an attempt to determine whether a pavement surface is positive or negative. A previous tyre-pavement noise research data set was confronted with the surface characteristics to evaluate the effect of a positive or negative surface on noise generation. The same evaluation was used on friction, with the British Pendulum Tester data. Data verification criteria were adopted, given that many of the tests carried out in this thesis are modified from the standardized version. When the test data was successfully verified, a statistical analysis was carried out to identify the relevance of each variable on the resulting pavement performance. As a particular result, the relevance of adhesive friction was verified. The statistical analysis revealed the important role of pavement surface characteristics, specially the surface skewness. Friction and contact models were modified to account for the relevant parameters indicated by the statistical analysis.
Title in English
Asphaltic pavement surface analysis and its effects on the tyre-pavement friction performance.
Keywords in English
Atrito
Pavimentação asfáltica
Tribologia
Abstract in English
Este trabalho analisa a interação pneu-pavimento tanto com relação ao atrito quanto a geração de ruído. Uma abordagem tribológica foi utilizada para analisar a interação do sistema pneu-pavimento em diferentes condições de ensaio. Amostras de superfícies de pavimentos foram extraídas de uma rodovia no estado de São Paulo, e analisadas em laboratório. O ensaio de Pêndulo Britânico foi utilizado para avaliar o atrito da superfície do pavimento de uma forma sistêmica, em diferentes temperaturas, com diferentes borrachas e condições de lubrificação. Com as diferentes condições de lubrificação, as componentes de atrito por histerese e por adesão foram analisadas e forma separada. A caracterização das superfícies se deu pelo método da Mancha de Areia, pelo Drenômetro, com equipamento desenvolvido no LTP, e utilizando uma técnica de fotometria, com equipamento também desenvolvido no LTP. Com a técnica de fotometria, diferentes características de textura das superfícies foram analisadas, e indicadores de textura foram criados em uma tentativa de diferenciar uma textura positiva de uma negativa. Dados de pesquisas anteriores sobre ruído, utilizando os mesmos tipos de revestimento, foram utilizadas para avaliar o efeito de uma textura positiva ou negativa no desempenho acústico. O efeito de uma textura positiva ou negativa também foi verificado em relação ao atrito, com os dados do Pêndulo Britânico. Diferentes critérios de verificação de dados foram utilizados, já que diversos ensaios utilizados deste trabalho partem de modificações dos ensaios padronizados, descritos em normas. Após a verificação dos dados, foi feita uma análise estatística para identificar a relevância de cada variável analisada no desempenho resultante do pavimento. Um resultado particular foi a confirmação da importância do atrito por adesão. A análise estatística revelou a importância de características da superfície dos pavimentos analisados, em especial, a importância da skewness da superfície. Modelos de atrito e contato foram modificados para incluir os parâmetros que foram apontados como relevantes na análise estatística.
 
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Publishing Date
2015-11-26
 
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