La máquina de pulido acelerado de mezclas asfálticas es un instrumento de ensayo especializado diseñado para evaluar la resistencia al pulido y la durabilidad al deslizamiento de las mezclas asfálticas bajo cargas de tráfico simuladas a largo plazo. Basada en el método de pulido acelerado, mide los cambios en la fricción superficial en diferentes etapas de pulido, proporcionando datos fiables para la evaluación del rendimiento del pavimento, el diseño de materiales viales y el control de calidad en la ingeniería de carreteras.

I. Finalidad del producto y ámbito de aplicación

La máquina de pulido acelerado de mezclas asfálticas TD760-1 está diseñada y fabricada de acuerdo con el método de ensayo T0760-2025 para la resistencia al pulido de mezclas asfálticas, y con referencia a las normas BS EN 1097-8 y EN 1097-8. Se trata de un instrumento de ensayo profesional. El dispositivo se utiliza para simular el proceso de pulido superficial de mezclas asfálticas bajo cargas de tráfico prolongadas. Al medir el coeficiente de fricción de las muestras en diferentes etapas de pulido, evalúa el rendimiento antipulido y la durabilidad de la resistencia al deslizamiento de las mezclas asfálticas, proporcionando datos fiables para el diseño de materiales de pavimento y la evaluación del rendimiento de las carreteras.

Ámbito de aplicación:

Adecuado para probetas de mezcla asfáltica formadas en interiores (como losas de 300 mm × 300 mm × 50 mm formadas mediante fresado con rodillos), y también para probetas de losas cortadas en campo (cilindros o losas con un diámetro ≤ 225 mm y un espesor ≤ 50 mm).

Permite completar todo el proceso de pretratamiento de arenado de la superficie de la probeta, pulido acelerado y determinación del coeficiente de fricción, y facilita el análisis de los patrones de degradación del coeficiente de fricción bajo diferentes ciclos de pulido (como 4500, 7500, 90000, etc.).

II. Parámetros técnicos

1. Sistema de pulido

El sistema está equipado con tres rodillos de pulido cónicos distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia. El núcleo es metálico y la capa exterior es de goma (dureza Shore 65A ± 3A). La superficie está dividida en 8 ranuras iguales, con un tamaño inicial de 4,5 mm ± 0,5 mm (profundidad) × 3,5 mm ± 0,5 mm (ancho).

Carga vertical total de los rodillos de pulido: 392 N ± 3 N;

Velocidad de rotación de pulido: 500 r/min ± 5 r/min.

2. Sistema de chorro de arena

Diámetro de la boquilla: 6,3 mm ± 0,2 mm;

Ángulo respecto a la superficie de la muestra: 75° ± 5°;

Distancia de chorro: 70 mm ± 5 mm;

Velocidad de rotación de la muestra: 24 r/s ± 2 r/s;

Presión del aire de granallado: 600 kPa ± 30 kPa;

La zona de granallado es un área anular de 40 mm de ancho sobre la superficie de la muestra.

3. Unidad de suministro de fluido de pulido

Se utiliza una mezcla de polvo de cuarzo y agua (62 g ± 2 g de polvo de cuarzo + 1 L de agua);

Temperatura del agua: 20 °C ± 5 °C durante el pulido;

La mezcla se rocía continuamente sobre la superficie de la muestra mediante una boquilla central.

Caudal de la bomba de agua: 5,0 L/min ± 0,5 L/min.

Diámetro de la boquilla: 8,5 mm ± 0,5 mm.

4. Sistema de medición del coeficiente de fricción

Velocidad de rotación del cabezal de fricción: 50 r/s ± 1 r/s (el suministro de agua comienza al acelerar a 45 r/s ± 1 r/s);

Carga vertical: 253 N ± 3 N;

Temperatura del agua de suministro: 14 °C ± 2 °C;

Caudal: 20 L/min ± 2 L/min;

Rango del sensor de par: 0–50 N·m, precisión ±0,2 %, frecuencia de muestreo ≥100 Hz;

Precisión de la medición de velocidad de rotación: ±2 r/s;

Rango del sensor de carga vertical: ≥4 kN, precisión ±0,2 %.

5. Dispositivo de sujeción

Soporta probetas planas de 300 mm × 300 mm × 50 mm o probetas cilíndricas con un diámetro ≤225 mm × 50 mm;

Incluye un soporte para probetas y un soporte para placas estándar con coeficiente de fricción;

Tamaño estándar de la placa: 300 mm × 300 mm × 7 mm;

Rango de coeficiente de fricción nominal: 8–20;

Precisión: ±3 %.

6. Sistema de control

Panel de control con pantalla digital que permite configurar los ciclos de pulido, realizar el conteo en tiempo real y monitorizar la velocidad, la carga y el par;

Admite funciones de control automático, pausa manual y parada de emergencia.

7. Requisitos de alimentación:

CA 380 V ± 10 % (sistema trifásico de cinco hilos), 50 Hz;

Potencia total: ≤ 3 kW.

8. Dimensiones del equipo (largo × ancho × alto): 1500 mm × 1000 mm × 1800 mm (incluido el armario de control y el sistema de rieles guía).

9. Peso total: ≈ 500 kg.

III. Composición estructural del equipo

El equipo se compone principalmente de los siguientes sistemas principales:

1. Sistema de chorro de arena

Incluye una boquilla (ángulo ajustable hasta 75° ± 5°), una válvula reguladora de presión de aire y un dispositivo de rotación de la muestra (24 r/s ± 2 r/s). Se utiliza para eliminar la película de asfalto de la superficie de la muestra y exponer los agregados gruesos.

2. Dispositivo de sujeción

Incluye un soporte para muestras (para fijar placas de 300 mm × 300 mm o muestras cilíndricas) y un soporte para placas estándar con coeficiente de fricción (para fijar placas estándar con valores nominales de 8 a 20).

3. Sistema de pulido acelerado

Disco de pulido equipado con tres rodillos cónicos que aplican una carga vertical de 392 N ± 3 N mediante un mecanismo de elevación;

Sensor de par (monitoriza el par durante el pulido, rango de 0 a 50 N·m, precisión de ±0,2%);

Unidad de suministro de fluido de pulido (mezcla de polvo de cuarzo y agua, control de temperatura y sistema de pulverización);

Unidad de control de carga de circuito cerrado para mantener con precisión una carga de 392 N ± 3 N sobre los rodillos de pulido.

4. Sistema de lavado

Se utiliza un flujo de agua a alta presión (5 L/min ± 1 L/min) para eliminar los residuos abrasivos de la superficie de la muestra tras el pulido.

5. Sistema de medición del coeficiente de fricción

Cabezal de fricción (tres deslizadores con una separación de 120° ± 5°; deslizadores de goma con dureza Shore de 65A ± 3A, radio de curvatura de 7,5 mm ± 0,5 mm, espesor de 5 mm ± 1 mm y longitud de contacto promedio de 30 mm ± 1 mm);

Sensores de par, velocidad y carga vertical para la adquisición de datos de resistencia a la fricción en tiempo real;

Sistema de suministro de agua (temperatura del agua de 14 °C ± 2 °C, caudal de 20 L/min ± 2 L/min).

6. Control Cabinet

Integrated operation panel (setting polishing cycles, start/pause/emergency stop), digital display screen (real-time monitoring of speed, load, torque, and cycle count), and safety protection circuit.

IV. Preparación para el examen

(1) Requisitos ambientales y de equipo

Condiciones ambientales:

La prueba completa se realizará a una temperatura de 20 °C ± 5 °C y una humedad relativa del 50 % ± 15 %. El equipo deberá acondicionarse previamente en el mismo ambiente durante al menos 120 minutos. Los rodillos y deslizadores de pulido deberán acondicionarse durante al menos 12 horas.

Inspección de equipos:

• Rodillos de pulido:

Compruebe que las fundas de goma no estén dañadas ni pegajosas, y que la superficie no presente desgaste irregular ni manchas oscuras. (Dureza Shore 65A ± 3A; dimensiones: 36 mm ± 1 mm (diámetro superior) / 80 mm ± 1 mm (diámetro inferior) / 57,5 mm ± 0,5 mm (altura)).

Los rodillos sin usar deben sellarse y almacenarse en un lugar oscuro a una temperatura de entre 4 y 10 °C.

• Deslizadores de cabezal de fricción:

Verifique que las almohadillas de goma tengan un grosor ≥2 mm y que no presenten daños ni deformaciones. (Dureza Shore 65A ± 3A; valor de rebote 67 %–74 %).

Los deslizadores sin usar deben sellarse y almacenarse en un lugar oscuro a una temperatura de 4–10 °C.

•Disco de pulido y dispositivo de sujeción:

Retire cualquier residuo adherido y asegúrese de que los cojinetes del disco de pulido giren libremente. Verifique que el sistema de suministro de fluido de pulido (caudal de la bomba de agua: 5,0 L/min ± 0,5 L/min) funcione correctamente.

Precalentamiento:

Comience el precalentamiento 30 minutos antes. Mantenga la temperatura de la mezcla de polvo de cuarzo y agua a 25 °C ± 5 °C (que se estabilizará a 20 °C ± 5 °C durante el pulido). Asegúrese de que la temperatura del agua de suministro se estabilice a 14 °C ± 2 °C durante la prueba del coeficiente de fricción.

(2) Preparación y pretratamiento de las muestras

1. Tipos de muestras:

• Probetas moldeadas de laboratorio:

Preparadas mediante el método de compactación por rodillo según la norma T0703, formando probetas de losa de 300 mm × 300 mm × 50 mm. La desviación entre los huecos de aire medidos y los previstos debe ser ≤1 % (cada grupo contiene al menos 2 probetas válidas).

• Probetas de campo:

Cortadas probetas de losa de 300 mm × 300 mm o perforadas con un diámetro de 225 mm. El espesor debe ser de 50 mm. La superficie de corte debe ser paralela a la superficie superior, y las bases irregulares deben nivelarse con yeso.

2. Sand blasting pre-treatment (only for specimens without traffic loading exposure):

·Dry the specimen surface using an electric fan. Place it horizontally and maintain at 5°C ± 3°C for at least 120 minutes for conditioning.

·With the surface facing upward, use a nozzle (6.3 mm ± 0.2 mm, air pressure 600 kPa ± 30 kPa) to sand blast a 40 mm-wide annular area for 120 s ± 5 s. Replace with fresh corundum powder for each operation.

• Tras el arenado, utilice aire comprimido para eliminar las partículas residuales. A continuación, acondicione la muestra horizontalmente a 23 °C ± 5 °C durante al menos 120 minutos. Mantenga esta temperatura durante todo el proceso de ensayo.

V. Procedimiento Operativo

(1) Proceso de pulido de la muestra

Instalación de la muestra:

Fije la muestra pretratada en el dispositivo de sujeción de la unidad de pulido y asegúrese de que la superficie esté nivelada.

Aplicación de carga:

Baje el disco de pulido sobre la superficie de la muestra y aplique una carga vertical de 392 N ± 3 N mediante el sistema de control de carga de circuito cerrado.

Inicio del pulido:

Active el suministro de fluido de pulido (pulverización de una mezcla de polvo de cuarzo y agua). El disco de pulido gira a 500 r/min ± 5 r/min y comienza el proceso de pulido acelerado.

Control de pulido:

• Seleccione los ciclos de pulido según los requisitos de la prueba (p. ej., 90 000 ciclos para pulido estándar o 4 500 / 7 500 / 15 000 ciclos para pruebas de degradación).

• Supervise la fluctuación del par durante el proceso. Entre el 10 % y el 90 % de los ciclos de pulido, la variación del par no debe superar el ±10 % del valor promedio; de lo contrario, la muestra deberá desecharse.

Tratamiento posterior al pulido:

Tras alcanzar el número de ciclos especificado, detenga el pulido. Enjuague la superficie de la muestra con un flujo de agua de 5 L/min ± 1 L/min durante 180 s ± 5 s para eliminar los restos de material abrasivo.

(2) Procedimiento de medición del coeficiente de fricción

1. Calibración del sistema:

Antes de cada prueba, verifique el sistema utilizando una placa patrón de coeficiente de fricción (valor nominal 8–20, precisión ±3%). La diferencia entre los dos resultados de calibración, antes y después de la prueba, no debe exceder el 10%; de lo contrario, los datos se considerarán inválidos.

2. Posicionamiento de la muestra:

Desplace la muestra pulida mediante el riel deslizante hasta colocarla justo debajo del cabezal de fricción y fíjela en su lugar.

3. Inicio de la medición:

• Acelerar el cabezal de fricción a 50 r/s ± 1 r/s (el suministro de agua se activa a 45 r/s ± 1 r/s; temperatura del agua: 14 °C ± 2 °C, caudal: 20 L/min ± 2 L/min).

• El cabezal de fricción desciende automáticamente y aplica una carga vertical de 253 N ± 3 N sobre la superficie de la muestra.

• Registrar la variación del par hasta que el cabezal de fricción deje de girar.

4. Registro de datos:

La frecuencia de muestreo debe ser ≥100 Hz. Mida el coeficiente de fricción de la placa estándar dos veces, antes y después de la prueba. La diferencia entre los resultados no debe superar el 10 % para que los datos se consideren válidos.

(3) Ensayo paralelo de múltiples muestras

Cada grupo de ensayo deberá ensayar al menos dos muestras en paralelo; si la diferencia en el coeficiente de fricción entre dos muestras a 60 km/h es mayor que 3,5, se añadirá una tercera muestra y se utilizarán los dos datos con la menor diferencia para calcular el resultado final.

VI. Procesamiento de datos

1. Cálculo del coeficiente de fricción para muestras individuales: Calcule el coeficiente de fricción μv a diferentes velocidades utilizando la fórmula (T0760-1) (con una precisión de 0,01), grafique la curva μv-velocidad V y calcule el coeficiente de fricción μ60 a 60 km/h mediante un ajuste polinómico de sexto orden.

2. Calibración de la placa estándar: Calcule el coeficiente de fricción promedio μk60 de la placa estándar a partir de la primera y la última medición (con una precisión de 0,01).

3. Resultado final: Coeficiente de fricción μ60 de la mezcla asfáltica a 60 km/h = μ60 (espectro) - μk60 (espectro) + μ (valor nominal de la placa estándar) (con una precisión de 0,1).

4. Análisis de la ley de atenuación: Medir μ60 en diferentes ciclos de pulido (p. ej., 4500/7500…270000 veces) y graficar la curva μ60-ciclos de pulido (para evaluar la atenuación del rendimiento antideslizante).

VII. Precauciones

1. Seguridad en el funcionamiento:

Durante el funcionamiento del equipo, está estrictamente prohibido tocar las piezas giratorias (disco de pulido y cabezal de fricción). La puerta de protección debe permanecer cerrada. El botón de parada de emergencia solo debe utilizarse en caso de anomalías.

2. Mantenimiento de componentes clave:

• Rodillos de pulido:

Reemplazar cuando se hayan usado o almacenado durante más de 2 años, o cuando presenten desgaste irregular o daños (los tres rodillos deben reemplazarse simultáneamente). El prepulido debe alcanzar la estabilidad de torsión (≥300 000 ciclos) o superar la validación de la muestra estándar (desviación del coeficiente de fricción ≤ ±3 % después de 90 000 ciclos).

• Deslizadores:

Reemplazar cuando se hayan usado o almacenado durante más de un año, o cuando el grosor de la goma sea inferior a 2 mm (los tres deslizadores deben reemplazarse simultáneamente). El prepulido requiere probar la placa estándar cinco veces (error ≤ ±3%).

• Placas y abrasivos estándar:

Verifique periódicamente la validez de los valores nominales (estabilidad de la placa estándar ≥ 2 años; pureza del polvo de cuarzo ≥ 90%).

3. Control ambiental:

El fluido de pulido (mezcla de polvo de cuarzo y agua) y el suministro de agua para las pruebas de fricción deben mantenerse a una temperatura estrictamente controlada (20 °C ± 5 °C y 14 °C ± 2 °C) para evitar desviaciones en los resultados causadas por fluctuaciones de temperatura.

4. Requisitos de limpieza:

Después de cada prueba, limpie los residuos de material abrasivo del disco de pulido y del dispositivo de sujeción. Los depósitos del fluido de pulido no deben reutilizarse.