prueba

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https://www.researchgate.net/publication/342961663
Herramienta mejorada de predicción de hidroplaneo
Informe técnico · Abril 2020
Autores:
Hyung Suk Lee
Asociados de investigación aplicada , Inc.
Dinesh Ayyal a
Asociados de investigación aplicada , Inc.
RESUMEN
El hidroplaneo se define como la condición que existe cuando una película de agua u otro con-
taminante está presente en la interfaz llanta-pavimento y separa completamente la llanta de la
superficie del pavimento, y tiene un efecto perjudicial en la seguridad vial, especialmente en con-
diciones de clima húmedo. En 2012, el Departamento de Transporte de Florida (FDOT) desarrolló
una herramienta para predecir la velocidad de desplazamiento a la que un vehículo comenzaría
a deslizarse sobre el agua.
El objetivo principal de este proyecto de investigación fue mejorar existente Predicción hidropla-
neo de FDOT (HP) programa debido a que se encontró que la existente hidroplaneo herramienta
incluye un número de pequeños insectos (por ejemplo, incorrectas unidad conversiones) como
así como las principales deficiencias (por ejemplo incorrectamente construido -en entradas).
La nueva herramienta HP de FDOT se implementó en un entorno de hoja de cálculo de Excel
habilitado para macros. El nuevo programa permite para tres diferentes de agua de la película
de espesor modelos y cuatro diferentes hidroplaneo modelos de velocidad. La nueva herramienta
HP facilita la opción básica de análisis de hidroplaneo que se implementó en la antigua herra-
mienta HP de FDOT, así como algunas de las nuevas funciones (por ejemplo, análisis de sensi-
bilidad y opciones de análisis probabilístico) que no estaban disponibles en la antigua herra-
mienta HP. Los resultados de la nueva herramienta de HP se validaron con los ejemplos propor-
cionados en la literatura publicada anteriormente . Además, los materiales para un curso de for-
mación asistida por ordenador (CBT), junto con un hidroplaneo Orientación documento, fueron
desarrollados para apoyar de FDOT futuras de implementación esfuerzos.
RESUMEN EJECUTIVO
El resultado principal de una superficie de pavimento mojada es la reducción de la fricción del
pavimento debido al agua que actúa como lubricante entre la superficie del pavimento y los neu-
máticos del vehículo. Normalmente, las llantas del vehículo están diseñadas para alejar las sus-
tancias no deseadas ( como agua estancada , lluvia, nieve y barro), pero en circunstancias se-
veras , una llanta puede encontrar más agua de la que puede apartar.
Cuando un neumático puede no ya mover el agua a un lado, el agua de la presión en la parte
delantera de la rueda hace que el neumático de elevación de la carretera sur cara. Este fenó-
meno, conocido como aquaplaning o hidroplaneo, puede ocurrir cuando una capa de agua se
acumula entre las ruedas del vehículo y la superficie del pavimento .
En 2012, el Departamento de Transporte de Florida (FDOT) desarrolló una herramienta para
predecir la velocidad de desplazamiento a la que un vehículo comenzaría a deslizarse sobre el
agua. La herramienta se utilizó durante la fase de diseño de la carretera para evaluar el potencial
de hidroplaneo de las carreteras de Florida. Aunque la herramienta de hidroplaneo existente
funcionaba correctamente para propósitos de diseño de carreteras , se encontró que la herra-
mienta existente presentaba numerosas limitaciones (por ejemplo, no podía evaluar múltiples
planos con pendientes variables ) y no era fácil de usar.

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El principal objetivo de esta investigación del proyecto era a mejorar de FDOT existente Hydrop
alineadores de Predicción programa (HP). Las mejoras incluyen lo siguiente.
Evaluar el potencial de hidroplaneo de forma continua. El usuario debe poder ingresar paráme-
tros de diseño geométrico de carreteras así como datos continuos (p. Ej., Pendiente transversal
del pavimento , pendiente y profundidad de surco) recopilados utilizando un vehículo de inspec-
ción multipropósito (MPSV) y datos de textura del pavimento para el análisis.
Analizar múltiples escenarios de manera efectiva y eficiente. El programa debe ser capaz de
hacer carreras de lote para los diferentes anchos de carril (o número de carriles, se refirió a la
actualidad como aviones en el actual software de HP) y intensidades de lluvia.
La integración del software con geográfica de información del sistema (SIG) aplicaciones para
mostrar la computed hidroplaneo potencial en un mapa.
Durante el curso de este estudio, se recopiló y revisó una extensa literatura para los modelos
empíricos de Espesor de la película de agua (WFT) y Velocidad de hidroplaneo (HPS) implemen-
tados en la herramienta de hidroplaneo existente del FDOT. La herramienta existente también
se revisó ampliamente para identificar cualquier error o deficiencia que se haya incorporado al
programa. Se enfatiza que la herramienta existente estaba funcionando correctamente para los
modelos WFT y HPS (es decir, los modelos Gallaway WFT y PAVDRN HPS para ser más espe-
cíficos) utilizados para los propósitos de diseño de carreteras del FDOT. Sin embargo, se encon-
tró que la herramienta de hidroplaneo existente incluía muchos errores menores (por ejemplo,
conversiones de unidades incorrectas) así como deficiencias importantes (por ejemplo , entradas
incorporadas incorrectamente ) para los otros modelos que no están siendo utilizados por FDOT.
Además, una brecha de análisis llevado a cabo en la actual herramienta indica que el programa
se carece de muchas características que pueden ser útiles a los usuarios. La herramienta de
hidroplaneo sho próxima generación ULD tomar el cuidado de todas estas deficiencias.
Los datos de textura y permeabilidad recogidos por FDOT ha sido revisada en un intento de
desarrollar la relación necesaria entre profundidad media de textura (MTD) y el perfil de profun-
didad media (MPD) y de carácter ize la permeabilidad de en-servicio pavimento superficies. Se
proporcionaron recomendaciones basadas en los resultados y hallazgos.
Sobre la base de las lecciones aprendidas del programa HP anterior, el nuevo Programa de
hidroplaneo de FDOT se implementó en un entorno de hoja de cálculo de Excel habilitado para
macros . El nuevo programa permite tres modelos WFT diferentes y cuatro modelos HPS dife-
rentes (es decir, un total de doce combinaciones de modelos WFT y HPS ).
Además del análisis de hidroplaneo básica que se implementó en la herramienta HP antiguo de
FDOT, la nueva herramienta también permite para estudiar el efecto de ciertas variables que en
WFT y HPS (es decir, el análisis de sensibilidad) o para el estudio de las incertidumbres asocia-
das con t él variables de entrada ( es decir, análisis probabilístico). La nueva herramienta se
validó con los ejemplos proporcionados en la literatura publicada anteriormente . Los resultados
de la validación mostraron que las ecuaciones WFT y HPS están implementadas correctamente
en la nueva herramienta de HP.

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TABLA DE CONTENIDO
Resumen ejecutivo
1. Introducción
1.1. Descripción general del hidroplaneo
1.1.1. Definición de hidroplaneo
1.1.2. Factores que afectan el hidroplaneo
1.2. Objetivos de investigación
2. Revisión de modelos empíricos de hidroplaneo
2.1. Modelos de espesor de película de agua
2.1.1. Caracterización de los parámetros de entrada
2.1.2. Gallaway WFT modelo
2.1.3. Laboratorio de investigación de carreteras del Reino Unido (RRL) WFT modelo
2.1.4. Nueva Zelanda (NZ) Modelo WFT modificado
2.1.5. PAVDRN WFT Modelo
2.2. Modelos de velocidad de hidroplaneo
2.2.1. Gallaway hidroplaneo Modelo
2.2.2. PAVDRN hidroplaneo Modelo
2.2.3. USF Modelo
3. Revisión de la herramienta de hidroplaneo existente
3.1. Interfaz de usuario, entradas y salidas de la herramienta HP actual
3.2. Modelos implementados en la herramienta de hidroplaneo existente
3.3. Análisis de sensibilidad de la herramienta HP existente
3.3.1. Procedimiento de análisis de sensibilidad
3.3.2. Hallazgos del análisis de sensibilidad
4. Resumen del análisis de brechas
4.1. Errores de modelo en la herramienta de hidroplaneo existente
4.2. Deficiencias adicionales de la herramienta de hidroplaneo existente
5. Entradas de textura y permeabilidad para la predicción de la velocidad de hidroplaneo
5.1. Secciones de prueba
5.2. Estimación de la permeabilidad superficial
5.3. Relaciones de textura
5.4. Entradas de textura y permeabilidad predeterminadas para el análisis de hidroplaneo
6. Desarrollo de la herramienta de hidroplaneo mejorada
6.1. Introducción
6.2. Desarrollo de un nuevo programa de hidroplaneo
6.3. Entradas generales
6.4. Opciones de análisis
6.4.1. Análisis determinista
6.4.2. Análisis de sensibilidad
6.4.3. Análisis probabilístico
6.5. Elección del Modelo S
6.6. Entradas de pavimento
6.7. Entradas ambientales
6.8. Entradas de vehículos
6,9. Resultados del análisis
6.9.1. Variables intermedias
6.9.2. Variables de salida

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7. Validación de la nueva herramienta de hidroplaneo del FDOT
7.1. Ejemplo 45 de Gallaway
7.2. Ejemplo 47 de PAVDRN
7.3. UK RRL y NZ Mod. Ejemplo
8. Resumen y conclusiones
9. Recomendaciones de aplicación
9.1. Productos de investigación y resultados
9.2. Actividades recomendadas para la implementación
9.3. Posibles impedimentos para la implementación
9.4. Duración prevista para la implementación
10. Referencias
Apéndice A: Guía de hidroplaneo del FDOT
Apéndice B: Usuario Guía para la FDOT Nueva hidroplaneo Programa

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1. INTRODUCCIÓN
Los choques relacionados con el clima se definen como aquellos que ocurren durante condicio-
nes climáticas adversas (p. Ej., Lluvia, aguanieve, nieve, niebla, vientos cruzados severos, nieve,
arena o escombros, etc.) o durante condiciones en las que la superficie del pavimento está res-
baladiza (p. Ej. , pavimento mojado, pavimento nevado o fangoso o pavimento helado). Según
los datos promedio de 10 años de la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las
Carreteras (NHTSA) de 2007 a 2016, más de 5.7 millones de choques de vehículos ocurren en
el EE.UU, cada año (FHWA, 2017). Entre estos choques, aproximadamente el 22 por ciento, o
1,2 millones, están relacionados con el clima. Cada año, más de 5,000 personas mueren y más
de 410,000 personas resultan heridas debido a estos choques relacionados con el clima.
Los promedios de 10 años de los datos de la NHTSA también revelaron que el 70 por ciento de
los choques relacionados con el clima ocurren en superficies de pavimento mojado y el 46 por
ciento durante la lluvia (FHWA, 2017). Un porcentaje mucho menor de choques relacionados con
el clima ocurren durante las condiciones invernales : 17 por ciento durante la nieve o aguanieve
y 13 por ciento en pavimentos helados. Estos números indican claramente que la gran mayoría
de los choques relacionados con el clima ocurren en pavimento mojado y durante la lluvia.
El resultado principal de una superficie de pavimento mojada es la reducción de la fricción del
pavimento debido al agua que actúa como lubricante entre la superficie del pavimento y los neu-
máticos del vehículo. Normalmente, las llantas del vehículo están diseñadas para alejar las sus-
tancias no deseadas ( como agua estancada , lluvia, nieve y barro), pero en circunstancias se-
veras , una llanta puede encontrar más agua de la que puede apartar.
Cuando una llanta ya no puede mover el agua a un lado, la presión del agua en la parte delantera
de la rueda hace que la llanta se levante de la superficie de la carretera . Este fenómeno, cono-
cido como aquaplaning o hidroplaneo, puede ocurrir cuando una capa de agua se acumula entre
las ruedas del vehículo y la superficie del pavimento .
En orden para un vehículo para responder a una de conducir de control o maniobra entradas, los
vehículos neumáticos deben estar en contacto con la superficie del pavimento. En otras palabras,
las llantas del vehículo permiten al conductor arrancar, detenerse, cambiar de velocidad y realizar
maniobras de giro solo si las llantas están en contacto con el pavimento y si se proporciona
suficiente fricción en la interfaz llanta- pavimento. Sin embargo, cuando ocurre el hidroplaneo,
los neumáticos del vehículo se separan de la superficie del pavimento y patinan sobre una lámina
de agua con poca o ninguna tracción, comprometiendo la capacidad del conductor para conducir,
frenar o acelerar. Además, cuando todos los neumáticos de un vehículo se deslizan sobre el
agua, el conductor puede perder el control del vehículo y deslizarse hasta que choca con un
obstáculo o reduce la velocidad lo suficiente como para que uno o más neumáticos entren en
contacto con el pavimento y se recupere la fricción .
1.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL HIDROPLANEO
1.1.1. Definición de hidroplaneo
Según Horne (1968), el hidroplaneo se define como la condición que existe cuando una película
de agua u otro contaminante está presente en la interfaz llanta-pavimento y separa completa-
mente la llanta de la superficie del pavimento, como se muestra en la Figura 1.

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Figura 1. Ilustración simplificada del hidroplaneo.
Junto con la definición anterior, Horne (1968) también categorizó el fenómeno del hidroplaneo
en tres categorías como se muestra en la Figura 2. Estas categorías son hidroplaneo dinámico,
viscoso y de caucho invertido.
• El hidroplaneo dinámico es el tipo de hidroplaneo más frecuente que se encuentra en las
carreteras. Se produce cuando un movimiento de neumáticos se ejecuta sobre un mojado de
extendido ment con más agua de lo que puede empujar lejos y se vuelve completamente
separado del pavimento. El hidroplaneo dinámico generalmente ocurre a altas velocidades
(generalmente por encima de las 45 mph).
• El hidroplaneo viscoso solo se produce en pavimentos con poca o ninguna microtextura. El
ejemplo típico es un pavimento con una cantidad significativa de sangrado donde el asfalto
cubre completamente la superficie del pavimento. El hidroplaneo viscoso también puede ocu-
rrir en pavimentos que han sido pulidos por el tráfico. En estas condiciones, incluso una muy
fina película de agua puede separar el neumático en movimiento de pavimento debido a la
insuficiente micro-textura a romper hacia abajo el agua
de la película. El hidroplaneo viscoso puede ocurrir a
cualquier velocidad.
• El hidroplaneo de caucho revertido ocurre cuando la fric-
ción entre el neumático y el pavimento genera un calor
excesivo hasta el punto en que el caucho del neumático
se ha derretido y ha vuelto a su estado sin curar (por lo
tanto, cerrando todas las huellas). Este tipo de hidropla-
neo generalmente no ocurre en carreteras, pero rara vez
ocurre en pistas con aviones de alta velocidad .
Figura 2. Tres categorías de hidroplaneo.
1.1.2. Factores que afectan el hidroplaneo
Los factores que influyen en el hidroplaneo se pueden agru-
par en cuatro categorías:
(1) parámetros de la calzada y pavimento ,
(2) factores ambientales ,
(3) factores del conductor y
(4) factores del vehículo .
La Tabla 1 enumera los diversos factores en cada categoría.
Entre estos, los factores relacionados con la calzada y se
consideran parámetros de pavimento para estar dentro del

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control de una agencia estatal de carreteras (SHA) y deben ser considerados en la fase de diseño
del pavimento o durante la evaluación de pavimentos para la seguridad.
Tabla 1. Factores que afectan el hidroplaneo.
1.2. OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN
El objetivo principal de este proyecto de investigación es mejorar el programa existente de pre-
dicción de hidroplaneo (HP) de FDOT . Como mínimo, estas mejoras deben incluir:
• Evaluar el potencial de hidroplaneo de forma continua. El usuario debe ser capaz de InP ut
parámetros de diseño calzada geométricas, así como datos continuos (por ejemplo, pavi-
mento de pendiente transversal, grado y profundidad de la huella) recolectados usando un
vehículo polivalente encuesta (MPSV) y textura de pavimento de datos para el análisis.
• Analizar múltiples escenarios de manera efectiva y eficiente. El programa debe ser capaz de
hacer carreras de lote para los diferentes anchos de carril (o número de carriles, se refirió a
la actualidad como aviones en el actual software de HP) y intensidades de lluvia.
• Integrar el software con aplicaciones del sistema de información geográfica (GIS) para mos-
trar el potencial de hidroplaneo calculado en un mapa.

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2. REVISIÓN DE MODELOS DE HIDROPLANEO EMPÍRICO
Para verificar si los modelos integrados en la herramienta HP existente son correctos, aquí se
revisan los modelos empíricos para el espesor de la película de agua (WFT) y la velocidad de
hidroplaneo identificados a partir de sus fuentes originales (es decir, informes y artículos) . Para
evitar cualquier confusión sobre las unidades (SI vs.
Inglés) de las variables de entrada y salida, las ecuaciones empíricas que se muestran en esta
sección se adherirán a las unidades específicas utilizadas en los informes o documentos respec-
tivos , a menos que se indique lo contrario.
2.1. MODELOS DE ESPESOR DE PELÍCULA DE AGUA
Se observa que algunos investigadores (por ejemplo, Chesterton et al, 2006) han utilizado los
términos WFT y el espesor de total de agua de flujo ( y ) de forma intercambiable, mientras que
algunos otros (por ejemplo, Gallaway et al., 1979) sólo han utilizado el término WFT para repre-
sentar el espesor del flujo de agua. Para evitar más confusión sobre estos términos y asegurar
una mayor claridad, este informe se adherirá a la definición que fue utilizada por los desarrolla-
dores de PAVDRN (Anderson et al., 1998; Huebner et al., 1997). Las variables se definen gráfi-
camente en la Figura 3.
Figura 3. Definición del espesor de la película de agua , la profundidad media de la textura
y el flujo total .
El espesor de agua total de flujo ( y ) se define como el espesor de la agua de flujo medido desde
la parte inferior de la textura de pavimento, mientras que el WFT se define como el espesor de
agua medida desde la parte superior de las asperezas de textura de pavimento (en términos de
Profundidad de textura media , MTD o Profundidad de perfil media, MPD). Según estas defini-
ciones, WFT y y están relacionados entre sí mediante la siguiente ecuación.
WFT = y – MTD (1)
2.1.1. Caracterización de los parámetros de entrada
Muchos de los modelos de WFT que se presentará a continuación de acciones ordinarias pará-
metros de entrada tales como pavimento pendiente, precipitaciones intensidad, drenaje camino
longitud, etc. Como tal, que es importante para definir y entender los parámetros de entrada
necesarios para estos modelos.
La intensidad de la lluvia es uno de los parámetros de entrada utilizados por todos los modelos
empíricos . Por lo tanto, es importante definir la relación entre el exceso de intensidad de lluvia (
I ), la intensidad de lluvia real ( RI ) y la tasa de infiltración o permeabilidad ( k ) de la superficie
del pavimento. También es necesario aclarar qué valor de intensidad debe usarse para predecir
la WFT. Para ello , la relación proporcionada por Anderson et al. (1998) se adopta en el presente
documento y se escribe como la siguiente.

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I = RI – k (2)
Algunos investigadores en el pasado han no representaron para el efecto de la permeabilidad (
k ) o asumido que a ser cero (por ejemplo, Gallaway et al, 1979;. Chesterton et al, 2006). Como
tales, eran capaces de utilizar los términos I y RI indistintamente. Sin embargo, el estudio de
hidroplaneo previo del FDOT incorporó la permeabilidad del pavimento (Gunaratne et al., 2012)
y, por lo tanto, los dos términos no se usarán indistintamente. En consecuencia, la tasa de pre-
cipitación en exceso, I , debe usarse en todos los modelos WFT que se muestran a continuación.
También es beneficioso identificar la pendiente del pavimento y las entradas de la senda de
drenaje que se utilizarán con los modelos WFT. La relación entre la pendiente transversal del
pavimento, la pendiente longitudinal, el ancho del pavimento y la longitud del camino de drenaje
fue proporcionada por primera vez por Gallaway et al. (1979) . Esta relación ha sido adoptada
por muchos investigadores, incluido el FDOT, y se indica a continuación (Mraz y Nazef, 2008;
FDOT, 2016).
Se hace notar también que las ecuaciones (3) y (4) todavía puede ser utilizado para múltiples
carriles si el longitudinal grado y la pendiente transversal de la calzada no varían de carril a carril.
En este caso, la única variable
que las necesidades para ser cambiados es el carril de anchura en la Ecuación (3), por ejemplo,
W i = 12 ft. para la primera carril y W i = 24 ft. para el segundo carril.
Figura 4. Ilustración de la ruta de drenaje para carriles múltiples (según Mraz y Nazef, 2008).
Sin embargo, como se ilustra conceptualmente en la Figura 4, es posible que la pendiente trans-
versal, la pendiente longitudinal y el ancho del carril sean diferentes de un carril a otro. En este
caso, la longitud de la ruta de drenaje para cada carril debe calcularse por separado y luego
sumarse para obtener la longitud máxima de la ruta de flujo :
donde,
Las ecuaciones (3) y (4) pueden todavía usarse en calzadas multicarriles si las pendientes lon-
gitudinal y transversal no varían de carril a carril. En tal caso, la única variable que necesita
cambiar es el ancho de carril de la Ecuación (3); p.e., Wi = 3,6 m para el primer carril y 7,2 m
para el segundo carril.

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La ecuación anterior simplemente indica que la gota de lluvia que ingresa al pavimento en la
esquina superior derecha del pavimento en la Figura 4 seguiría la ruta de drenaje del Carril 1 (
DP 1 ) y luego la ruta de drenaje del Carril 2 ( DP 2 ) antes de salir. el pavimento.
La ecuación anterior también se puede utilizar para calcular la cantidad total de agua que sale
del pavimento después del flujo. Dado que la cantidad de agua recolectada en el fondo de una
ruta de drenaje determinada, DP i , se puede escribir como:

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Los modelos empíricos de WFT se presentarán en los siguientes párrafos. Cabe señalar que la
pendiente del pavimento ( S i ) de la Ecuación (4) y la longitud del camino de drenaje ( L i ) de la
Ecuación
(5) deben utilizarse como entradas en estos modelos, independientemente del número total de
carriles que se analizarán. Sin embargo, en orden a presentar las ecuaciones en la forma seme-
jante a lo que se muestra en la literatura, el subíndice ( i ) se no se utiliza en la presentación de
th ESE modelos.
2.1.2. Modelo Gallaway WFT
El Gallaway modelo para WFT se deriva basado en un amplio experimento que produjo un total
de 1.059 datos puntos. La ecuación se da como sigue.
2.1.3. Modelo WFT del Laboratorio de Investigación de Carreteras del Reino Unido (RRL)
El modelo RRL se desarrolló originalmente bajo una investigación realizada por el Ministerio de
Transporte del Reino Unido (Ross y Russam, 1968). La ecuación de la investigación original sólo
se da para el espesor del total flo w como el siguiente.

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2.1.4. Modelo WFT modificado de Nueva Zelanda (NZ)
La ecuación modificada por NZ toma la misma forma que la ecuación de Gallaway (Ecuación (8))
pero usa diferentes coeficientes y unidades. La ecuación se escribe como la siguiente (Chester-
ton et al, 2006).
2.1.5. Modelo PAVDRN WFT
El modelo PAVDRN se desarrolló en el marco de un estudio del NCHRP (Anderson et al., 1998;
Huebner et al., 1997). El modelo se da como sigue.

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2.2. MODELOS DE VELOCIDAD DE HIDROPLANEAMIENTO
Se incorporaron tres (3) modelos de velocidad de hidroplaneo en la herramienta de hidroplaneo
existente . Estos modelos se describen en los siguientes párrafos.
2.2.1. Modelo de hidroplaneo de Gallaway
El modelo de velocidad de hidroplaneo (HPS) de Gallaway et al. (1979) viene dada por la si-
guiente ecuación.
Es importante señalar que en la Ecuación (17), el valor de SD debe ingresarse como un porcen-
taje en lugar de una fracción (es decir, si el spindown es 10 por ciento, entonces 10 debe usarse
directamente en lugar de 0.1). Además, el TD debe ingresarse en unidades de 32 nd de pulgada
(es decir, si la profundidad de la banda de rodadura es de 2/32 de pulgada, entonces TD = 2).
Este valor de TD también se puede calcular como la profundidad real de la banda de rodadura
en pulgadas multiplicada por 32.
2.2.2. Modelo de hidroplaneo PAVDRN
El modelo PAVDRN para HPS se proporciona para dos niveles de WFT.
1. Para WFT < 2,4 mm (0,094 pulg.):
HPS 26.04 WFT 0.259
(19)
donde,
HPS = Velocidad de hidroplaneo (mph)
WFT = Espesor de la película de agua ( pulg )
2. Para WFT ≥ 2,4 mm (0,094 pulg . ):
HPS 3,09 A
(20)
donde A se definió previamente en la Ecuación (18).
También se observa que la Ecuación (20) es un caso especial del modelo Gallaway HPS que se
muestra en la Ecuación (17). Por ejemplo, si los valores de SD = 10 por ciento, p t = 30 psi y TD
= 0.3 ( profundidad real de la banda de rodadura = 0.01 pulg.) Se ingresan en la Ecuación (17),
la ecuación se simplifica y se reduce a la Ecuación (20).
Se debe también ser hecha muy claro que, aunque la PAVDRN ecuación para la WFT (Ecuación
se proporciona (12)) usando unidades del SI, la PAVD modelo RN para HPS utiliza unidades
inglesas (ecuaciones (18), (19), y (20) ).
2.2.3. Modelo USF

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El modelo de la Universidad del Sur de Florida (USF) para HPS (Gunaratne et al., 2012) se
desarrolló ajustando una ecuación empírica a los resultados de la simulación de elementos finitos
(FE) proporcionados por Ong y Fwa (2007). El modelo toma la siguiente forma.
HPS WL 0,2 p 0,5 
0,82
0.49 
(21)
t WFT 0.06 

donde,
HPS = Velocidad de hidroplaneo (km / h)
WL = Carga de la rueda (N)
p t = Presión de neumáticos (kPa)
WFT = Espesor de la película de agua (mm)
3. REVISIÓN DE LA HERRAMIENTA DE HIDROPLANEAMIENTO EXISTENTE
La herramienta HP actual de FDOT fue desarrollada por Gunaratne et al. (2012). Este capítulo
contiene una revisión detallada de la versión actual de FDOT de la herramienta HP. La funciona-
lidad de la herramienta en términos de entradas, modelos y salidas se evaluó utilizando tanto la
interfaz del programa como el código Matlab subyacente . En adición, SENSIT ivity análisis de la
existente HP herramienta se llevó a cabo para identificar cualquier discrepancia más o supuestos
no válidos.
3.1. INTERFAZ DE USUARIO , ENTRADAS Y SALIDAS DE LA HERRAMIENTA HP ACTUAL
La interfaz de usuario de la herramienta HP existente se desarrolló utilizando la Caja de herra-
mientas de interfaz gráfica de usuario (GUI) proporcionada con el lenguaje de programación
Matlab . En la Figura 5 se muestra una captura de pantalla de esta interfaz .
Figura 5. Interfaz de usuario de la herramienta Hidroplaning existente .
El uso de la interfaz de herramientas de HP existente es sencillo. La interfaz está dividida en
varios paneles que obtienen entradas del usuario, contienen botones para realizar cálculos
cuando se hace clic en ellos y muestran los resultados en la pantalla. Una vez que todas las
entradas están ent Ered ya sea como numéricos valores o seleccionados de
los cuadros desplegables, el usuario puede proceder a calcular la WFT usando cuatro modelos
diferentes. Al seleccionar la WFT de una de las seis opciones (cuatro modelos, WFT mínima o
máxima ), el usuario r puede pedir al programa que calcule la HPS basándose en tres modelos
de predicción diferentes .
Aunque la interfaz de usuario es simple y el procedimiento de análisis es sencillo, la evaluación
de los investigadores de la herramienta HP actual reveló varias deficiencias que incluyen las
siguientes.
Las unidades utilizadas en la interfaz (Figura 5) no son coherentes (es decir, las unidades SI e
inglesas se utilizan simultáneamente).
Algunas de las variables continuas (es decir, temperatura, presión de los neumáticos y carga de
las ruedas ) se ingresan mediante cuadros desplegables.
No se realiza ninguna verificación de los valores ingresados por el usuario (por ejemplo, intensi-
dad de lluvia, pendiente transversal, MTD, etc.). El usuario puede proporcionar valores de en-
trada no razonables (por ejemplo, valores negativos o incluso números complejos para la inten-
sidad de la lluvia y otras variables). En este caso, el programa calculará salidas no razonables
sin ninguna advertencia.

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Algunas de las variables (por ejemplo, ancho de carril y viscosidad cinemática ) se proporcionan
sin unidades.
El máximo flujo camino longitud se calcula incorrectamente para múltiples p carriles en la actual
HP programa. Esto proporciona resultados incorrectos para WFT y HPS predichos.
Los requisitos de entrada no son específicos de los modelos de predicción WFT y HPS. Por
ejemplo, el valor n de Manning , la presión de los neumáticos y la carga de las ruedas no son
necesarios para la predicción de la velocidad de HP utilizando el modelo de Gallaway . El pro-
grama actual de HP no aclara cuáles de las entradas son necesarias para los modelos específi-
cos seleccionados por el usuario.
Tabla 2 muestra detalles adicionales con respecto a la HP herramienta de interfaz, del programa
entradas y salidas, a lo largo con los identificados deficiencias.
Tabla 2. Lista de variables de entrada y salida en la herramienta HP
Paneles de interfaz Variable Entrada / salida Unidades* Comentarios e inconvenien-
tes
General Intensidad de lluvia Aporteen / hora Valor ingresado por el usuario ** .
Geometría de carril Numero de aviones AporteN / A Se pueden seleccionar hasta 7 planos del
cuadro desplegable .
Pendiente longitudinal de todo el pavimento AportePor ciento Valor ingresado por el
usuario ** .
Pendiente CS (transversal) para cada plano AportePor ciento Valor ingresado por el
usuario ** .
Ancho de pavimento para cada plano Aportepies Valor ingresado por el usuario ** .
Surf de pavimento . Estera. Material de la superficie del pavimento : selección de
material entre DGAC, OGFC y PCC AporteN / A Proporciona la MTD predeterminado valor
para cada superficie Tipo
sobre la selección.
Profundidad de textura media , MTD Aportemm Valor ingresado por el usuario ** .
Permeabilidad ( k ) Aporteen / hora Valor ingresado por el usuario ** .
Manning's n
Cálculo Temperatura del pavimento AporteºF Variable continua seleccionada de
un cuadro desplegable .
Viscosidad cinemática Producción 10 -5 ft 2 / s Se muestra con un multiplicador in-
correcto ( 10-3 ) y sin unidades.
Número de Reynold Producción N / A Salida calculada .
Valor n de Manning Producción N / A Salida calculada . Puede ser sobrescrito por el
usuario ** .
Calcular el espesor de la película de agua WFT - Ecuación de Gallaway . Producción
pulgada
Salida calculada .
WFT - RRL (Reino Unido) Eq. Producción pulgada
WFT - NZ mod. Ecuación de Manning. Producción pulgada
WFT - PAVDRN (SI) Eq. Producción pulgada
Criterios de selección para hidroplaneo
velocidad WFT (seleccionado) Aportemm Por defecto a Gallaway WFT.
Presión de los neumáticosAportepsi Variable continua seleccionada de un cuadro des-
plegable .

16. 16/76
Carga de la rueda AporteNewton Variable continua seleccionada de un cuadro des-
plegable .
Calcular la velocidad de hidroplaneo Velocidad de hidroplaneo - PAVDRN Eq. Produc-
ción en / hora Salida calculada .
Velocidad de hidroplaneo - USF Eq. Producción en / hora Se debe seleccionar la
presión de los neumáticos y de la rueda de carga del desplegable
hacia abajo para mostrar la salida.
Velocidad de hidroplaneo - Gallaway Eq. Producción en / hora Debe seleccio-
nar la presión de los neumáticos del menú desplegable para mostrar
la salida.
Nota *: N / A indica que la variable es adimensional
Nota **: El asterisco doble indica que no se realiza ninguna verificación en el valor ingresado por
el usuario . Los usuario de lata negativos de entrada valores como así como complejos números.
3.2. MODELOS IMPLEMENTADOS EN HERRAMIENTA DE HIDROPLANEAMIENTO EXIS-
TENTE
Como se mencionó anteriormente, la herramienta de HP existente no proporciona ningún men-
saje de advertencia para ninguna de las entradas no razonables proporcionadas por el usuario.
Además, el ejemplo de entrada / salida anteriormente se muestra en la figura 5 indica que el
programa puede tener errores matemáticos ya que predijo positiv e hidroplaneo velocidad ba-
sado en negativo WFT.
Con el fin de identificar los errores matemáticos existentes en la herramienta HP actual , se revisó
ampliamente el código fuente de Matlab que se proporciona con la herramienta. Las tablas 3 y 4
proporcionan las ecuaciones matemáticas para WFT y H PS obtenidas directamente del código
fuente de Matlab. Estas ecuaciones fueron entonces comparados a los correctos ecuaciones
documentados en la anterior sección de la memoria y las deficiencias matemáticos fueron iden-
tificados. Las deficiencias detalladas se proporcionan en las tablas. El siguiente es un breve re-
sumen de las deficiencias.
Entre los cuatro modelos WFT, solo el modelo Gallaway se implementa correctamente (Tabla 3).
Los otros tres modelos tienen incorporada una conversión de unidad incorrecta para la intensidad
de la lluvia .
La forma de la ecuación para el modelo NZ Modified es incorrecta.
Entre los tres modelos HPS , solo el modelo USF se implementa correctamente (Tabla 4).
La conversión de unidad incorrecta está incorporada para el parámetro A utilizado para los mo-
delos Gallaway y PAVDRN. Sin embargo, se observa que estos son errores menores y no afectan
la velocidad de hidroplaneo pronosticada ni los diseños previos del FDOT de manera significativa
.
El modelo Gallaway tiene entradas incorrectas integradas para el spindown y la profundidad de
la banda de rodadura .
Incorrecta WFT umbral se implementa f o los PAVDRN modelos.
El número de Reynold se calcula utilizando anchos de carril de 12 pies, independientemente de
los anchos de carril introducidos por el usuario . Además, la pendiente del pavimento está codi-
ficada en 2.0 por ciento para el cálculo de la n de OGFC Manning . Estas deficiencias afectan el
modelo PAVDRN WFT (Tabla 3).
En resumen, las deficiencias anteriores indican que entre las doce combinaciones de modelos
WFT y HPS (cuatro modelos WFT y tres modelos HPS) implementadas en la herramienta HP
existente, solo una combinación (modelo Gallaway WFT y modelo USF HP S) calcula la salida
correctamente .

17. 17/76
Sin embargo, los errores matemáticos anteriores no explican cómo se obtuvieron valores positi-
vos de HPS a partir de valores negativos de WFT (Figura 5). También se notó que si el WFT es
negativo (independientemente de su magnitud), los resultados de HP S se calcularon como 109
mph, 42 mph y 53 mph de los modelos PAVDRN, USF y Gallaway, respectivamente (usando una
presión de neumáticos de 15 psi y 2100 N de carga por rueda ). Esto sugirió que el programa
puede asumir un cierto valor mínimo para la WFT cuando se calcula que es negativo. Sin em-
bargo, este valor no se pudo identificar en el código fuente. Por lo tanto, se realizó un análisis de
sensibilidad de la herramienta HP existente para identificar cualquier adicionales características
o deficiencias no reveladas de la fuente co de.
Tabla 3. Ecuaciones y modelos de WFT integrados en el programa HP existente .
Variable Material / Modelo Ecuación Comentarios
Espesor de la película de agua
Gallaway Eq.0.003726 MTD 0,125 L 0,519 I 0,562
WFT S / 100 0.364 MTD Unidades: WFT [en], MTD [en], L [pies], me
[pulg / h], S [%]
Reino Unido RRL Eq. 0 . 04 6 0 . 304 8 L 25 . 5 Yo 0 . 5
0,2 25,4 MTD 
WFT S
25,4 Unidades: WFT [en], MTD [en], L [pies], me
[pulg / h], S [%]
Conversión de unidad incorrecta para I
NZ Modificado Eq. 0,06354 0,3048 L 0,366 25,5 I 0.3288
S / 100 0.3 25.4 MTD 
WFT 
25,4 Unidades: WFT [en], MTD [en], L [pies], me
[pulg / h], S [%]
Conversión de unidad incorrecta para I
Coeficiente y exponentes incorrectos, falta MTD en el cálculo de y .
PAVDRN
Eq. 0,6
n 0,3048 L 25,5 I 
25,4 MTD 
55.955 S / 100 0,5 
WFT 
25,4 Unidades: WFT [en], MTD [en], L [pies], me
[pulg / h], S [%]
Conversión de unidad incorrecta para I
Reynolds No. N 12 n l I / 43200 
R / 10 5 
 n l = número de carril
Unidades: I [ pulg / h], [10 5 pies 2 / s]
Asume un ancho de carril de 12 pies para N R
cálculo

18. 18/76
Manning's n
valor
PCC n 0,345
N R 0,502 Tanto n como N R son adimensionales
DGFCn 0,0823 N R 0.174 Tanto n como N R son adimensionales
OGFC1.490 0.02 0.306
n 
N R 0,424 S se fija al 2%
Tabla 4. Modelos de velocidad de hidroplaneo integrados en el programa HP existente .
Variable Modelo Ecuación Comentarios
Velocidad de hidroplaneo
Gallaway Eq.
HPS 0,1 0,04 0,145038 p 0,3 1,02 0,06 A
t Unidades: HPS [mph], p t [kPa]
Supone SP = 10% y profundidad real de la banda de rodadura de 0,02 pulg . (Según Gunaratne
et al., 2012)
Entrada incorrecta para SP y TD
PAVDRN
Eq. 0,259
H P S 2 6 .04 W F T (si W FT < 2,54 mm)
25,5  Unidades: HPS [mph], WFT [mm]
Umbral incorrecto para WFT, conversión de unidad incorrecta para WFT
HPS 3,09 A (si WFT ≥ 2,54 mm) Unidades: HPS [mph]
Umbral incorrecto para WFT
USF Eq. HPS 0,6213 WL 0,2 p 0,5 0,82 0,49 
t WFT 0.06 
 Unidades: HPS [mph], WL [N], WFT [mm]
Parámetro A 

A Max 10.409 3,507, 28.952 7.817 MTD 0,14 
WFT 0.06 WFT 0.06 
25,5 25,5 
 Unidades: WFT [mm], MTD [in]
Conversión de unidad incorrecta para WFT
3.3. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE LA HERRAMIENTA HP EXISTENTE
Dado que ya se encontró que once de las doce combinaciones de WFT y HPS están implemen-
tadas incorrectamente en la herramienta HP existente, se concluyó que no se puede realizar un
estudio de sensibilidad significativo (es decir, los efectos de las entradas en las salidas) utilizando
el HP actual. herramienta. Como tal, el objetivo de la sensibilidad de análisis en el presente do-
cumento fue para identificar cualquier características o errores que no fueron encontrados partir
del código fuente. Para asegurar que se identifiquen todos los errores potenciales, el estudio de
sensibilidad se realizó para el análisis de un solo plano y se extendió al análisis de múltiples
planos . El análisis implicó ejecutar la herramienta HP para calcular los valores de WFT y HPS y
compararlos con los obtenidos a partir de cálculos externos. Los cálculos externos se llevaron a

19. 19/76
cabo utilizando Microsoft Excel ® hoja de cálculo, la aplicación de las ecuaciones que se mues-
tran en las tablas 3 y 4.
El enfoque f o la realización de la sensibilidad de análisis y los resultados se documentan en la
siguiente sección.
3.3.1. Procedimiento de análisis de sensibilidad
El análisis de sensibilidad se llevó a cabo en cinco pasos que se describen a continuación.
Paso 1: Seleccionar valores para cada entrada de la variable que puede ser introducido / cam-
biado por el usuario.
Se determinó un rango de valores de entrada para el análisis de sensibilidad después de consul-
tar con el personal del FDOT. La Tabla 5 muestra la lista de variables de entrada y sus valores
utilizados para el análisis de sensibilidad .
Tabla 5. Variables de entrada para el análisis de sensibilidad
Variable Valores Numero de valores
Intensidad de lluvia , en / h 0,1 0,5 1 3 5 9 12 7
Permeabilidad, en / h 0 3 6 10 50 100 180 3
MTD, mm 0,25 0,5 1,5 2 2.5 3.8 5 6
Temperatura del pavimento , F 32 50 70 90 110 130 6
Presión de neumáticos , psi 15 27 33 60 80 100 6
Carga de la rueda , N 2100 3000 3600 4800 4
Pendiente longitudinal , % 0 1 2 3 4 5 6
Pendiente transversal , % 1 3 5 7 9 10 6
Ancho del pavimento , pies 10 12 14 dieciséis 4
Numero de planos 1 2 3 4 4
Paso 2: Desarrolle un factorial completo de corridas usando las entradas seleccionadas .
Utilizando los valores de entrada que se muestran en la Tabla 5, se desarrollaron diseños facto-
riales completos por separado para análisis de plano único y de plano múltiple. Para el análisis
de un solo plano (es decir, Número de planos = 1), el factorial completo produjo más de 7 millones
de ejecuciones del programa HP. Dado que el análisis de un solo plano dio como resultado un
número tan grande de corridas, se anticipó que el factorial completo para los planos múltiples
produciría un número irrazonablemente grande . Por lo tanto , para múltiples planos
En el análisis, la pendiente longitudinal del pavimento se limitó a 0, 2 y 5 por ciento, mientras que
la pendiente transversal se limitó a 1, 3 y 5 por ciento. Además, los valores de pendiente trans-
versal para múltiples planos se establecieron de modo que el plano más alejado de la mediana
tuviera una pendiente transversal igual o mayor en comparación con el plano interior adyacente.
El factorial completo obtenido de esta manera produjo más de 12 millones de corridas del pro-
grama HP para múltiples aviones.
Paso 3: S electo reducido conjunto de datos para la sensibilidad análisis
Como se ha mencionado anteriormente, el objetivo de esta sensibilidad análisis fue a encontrar
ningún adicionales insectos no identificados a partir del código fuente. Sin embargo, los factoria-
les completos arrojaron una gran cantidad de corridas, lo que se considera altamente ineficiente
e innecesario para este objetivo. Por lo tanto, que se decidió a extraer un reducido conjunto de
entrada de los valores de la completa factorial de diseño para este análisis. Como un resultado,
un total de 300 conjuntos de entradas (200 conjuntos para solo plano y 100 Conjuntos para fueron
múltiples planos) al azar extrajo.
Paso 4: Ejecute la herramienta HP con los conjuntos de datos reducidos como entrada
El conjunto reducido de entradas determinado anteriormente se utilizó para ejecutar la herra-
mienta HP. Las salidas del HP herramienta fueron manualmente registraron en Excel porque la

20. 20/76
herramienta no no proporcionan una opción para guardar los resultados calculados en un archivo
de salida. Los parámetros de salida que se registraron desde la interfaz de la herramienta de HP
incluyen lo siguiente.
Viscosidad cinemática del agua ( 10-5 pies 2 / seg)
Número de Reynold
Coeficiente n de Manning
WFT calcula utilizando todos los cuatro modelos como se muestra (pulgadas y mm)
HPS predijo usando los tres modelos para cada WFT (mph), lo que resulta en un total de de 12
hidroplaneo valores de velocidad fueron registrados para cada ejecución.
La Figura 6 muestra una captura de pantalla que ilustra el formato utilizado para registrar los
datos de salida de la herramienta HP .
Figura 6. Captura de pantalla : plantilla de datos para registrar la salida de la herramienta HP
Paso 5: Compare los valores de salida de la herramienta HP con los cálculos externos
Para los cálculos externos, se configuraron hojas de cálculo separadas para análisis de plano
único y múltiple . Todos los cálculos de salida intermedios y finales se realizaron utilizando las
ecuaciones que se muestran en las Tablas 3 y 4. Los mismos valores de entrada utilizados para
ejecutar la herramienta HP en el paso 4 se utilizaron de nuevo para los cálculos externos para
permitir la comparación directa de los resultados.
3.3.2. Hallazgos del análisis de sensibilidad
Los resultados iniciales del análisis de sensibilidad mostraron que los cálculos externos coinci-
dían con los resultados de la herramienta HP en todos los casos en los que los valores WFT
calculados eran positivos. Esto indicó que las ecuaciones que se muestran en las Tablas 3 y 4
con todas las deficiencias matemáticas están implementadas en la herramienta HP.
Sin embargo, los cálculos externos iniciales no se pudieron completar en las siguientes condicio-
nes.
1. Cuando el WFT de la Ecuación (1) se calcula a ser negativo. es decir:
WFT y MTD 0 o
y MTD
(22)
2. Cuando el exceso de precipitaciones de intensidad ( I ) a partir de la Ecuación (2) se calcula a
ser negativo. es decir:
I RI k 0 o
RI k
(23)
La razón por la que no se pudieron completar los cálculos externos para las condiciones anterio-
res fue simple. Se debió a las ecuaciones empíricas (Tablas 3 y 4) que incluían los términos en
los que los valores de WFT e I se elevan a una potencia no entera. Una evaluación adicional de
las ecuaciones empíricas y los cálculos externos revelaron que el programa HP aparentemente
está manejando las condiciones anteriores de la siguiente manera.
1. Si el WFT se calcula a ser negativo (Ecuación (22)):
El valor WFT se ajusta a 0,039 pulgadas (0,1 mm) para los modelos de hidroplaneo PAVDRN y
USF . .
El valor de WFT se ajusta a 0,0039 pulgadas (0,01 mm) para el modelo de hidroplaneo de Ga-
llaway .
2. Si el exceso de precipitaciones de intensidad ( I ) se calcula a ser negativo (Ecuación (23)):
El Matlab todavía usa el valor negativo de I y lo eleva a una potencia no entera, lo que resulta en
un número complejo para la WFT predicha. Luego, la herramienta informa la parte real del

21. 21/76
número WFT complejo en la interfaz de usuario y continúa calculando el HPS, que también es
un número complejo ( solo se informa la parte real ).
Con los hallazgos anteriores sobre cómo el código de Matlab está manejando los valores nega-
tivos para WFT e I , los cálculos externos se actualizaron para que coincidan con las salidas de
HP para los 300 conjuntos de datos. Sin embargo, se observa que la forma anterior de manejar
los valores negativos carece de coherencia. Además, debe tenerse en cuenta que ninguna de
las ecuaciones empíricas (Tablas 3 y 4) se desarrolló para ningún álgebra compleja y, por lo
tanto, la herramienta necesitaba más pruebas de errores para evitar abusar de las capacidades
matemáticas de Matlab.
4. RESUMEN DEL ANÁLISIS DE GAP
En este capítulo, los inconvenientes de la herramienta HP existente se resumen en términos de
discrepancias en el modelo , funcionalidades, características y facilidad de uso.
4.1. ERRORES DE MODELO EN HERRAMIENTA DE HIDROPLANEAMIENTO EXISTENTE
La sensibilidad análisis realizado sobre el existente herramienta HP mostró que los modelos uti-
lizados para WFT y predicción HPS se realizan de acuerdo con las ecuaciones y los errores de
implementación que se muestran en las Tablas 3 y 4. Como se ha mencionado en la sección
anterior, entre los doce combin aciones de Modelos WFT y HPS (cuatro modelos WFT y tres
modelos HPS), solo una combinación (modelo Gallaway WFT y modelo USF HPS) se imple-
menta correctamente en la herramienta HP. Aunque se identificaron algunos errores menores
para los modelos utilizados por FDOT (es decir, los modelos Gallaway WF T y PAVDRN HPS),
se encontró que estos errores tenían efectos insignificantes en la velocidad de hidroplaneo pre-
dicha . Los detalles sobre las deficiencias de implementación de los otros modelos se discutieron
en la sección anterior. Como tal, el siguiente es un resumen amplio de los errores encontrados
durante este estudio.
El modelo NZ Modified WFT implementado en la herramienta HP no está de acuerdo con la
ecuación documentada en la literatura.
El modelo PAVDRN HPS consta de dos ecuaciones (una para WFT <2,4 mm y la otra para WFT
≥ 2,4 mm) [Consulte las ecuaciones (19) y (20)]. Sin embargo, la herramienta HP existente tiene
este umbral codificado en 2,54 mm.
La herramienta HP existente tiene numerosos errores incorporados para la conversión de unida-
des, especialmente para la conversión entre pulgadas y milímetros. La constante correcta para
esta conversión es
25,4. El programa HP utiliza 25.4 en algunos del código y 25.5 en algunas otras líneas de la
código sin ningún tipo de consistencia. Tales errores se encontraron tanto en las ecuaciones
WFT como en las ecuaciones HPS. Aunque se puede considerar que esto tiene un efecto menor
en los resultados generales , se recomienda que estas discrepancias innecesarias se solucionen
en la próxima generación de la herramienta HP.
El equipo de HP existente tiene varias entradas que están incorrectamente integradas en el có-
digo. Estas entradas incluyen neumático giro hacia abajo (por Gallaway HPS), carril de anchura
(para de Reynold número), de neumáticos de banda de rodadura de profundidad (Gallaway
HPS), y pendiente pavimento (para de Manning cálculo n).
Sin límites (límites inferior y superior) se implementan en la herramienta de HP que impide que
los usuarios de entrar erróneas insumos tales como negativo o extremadamente grandes valores.
No hay controles se realizan para valores negativos de la variable intermedia (por ejemplo, el
exceso de precipitaciones). I n Además, límites inconsistentes se utilizan para la WFT antes del
cálculo de HPS (WFT ≥ 0,1 mm para la PAVDRN y USF HPS modelos; WFT ≥ 0,01 mm para la
Gallaway HPS modelo).

22. 22/76
El máximo recorrido de flujo de longitud se calcula de forma incorrecta para múltiples planos,
provocando incorrectos resultados para predicho WFT y HPS.
4.2. DEFICIENCIAS ADICIONALES DE LA HERRAMIENTA DE HIDROPLANEAMIENTO EXIS-
TENTE
Además de los errores del modelo anteriores, durante la revisión se identificaron varias caracte-
rísticas y funcionalidades deficientes de la herramienta HP existente . Estos se resumen en la
siguiente.
La herramienta HP existente carece de facilidad de uso y flexibilidad.
Algunas de las variables continuas (p. Ej., Temperatura del pavimento, presión de las llantas y
carga de las ruedas) solo se pueden seleccionar de una lista de opciones provistas en la lista
desplegable y no se pueden ingresar como valores numéricos .
Algunas de las salidas intermedias, como el coeficiente n de Manning y los valores de WFT , no
se pueden guardar en un archivo externo para su análisis o documentación. Sólo es posible
guardar los hydroplani predicciones de velocidad ng a un archivo de imagen, lo que también hace
que sea difícil obtener la salida en un formato numérico.
Algunas entradas (por ejemplo, la profundidad de la banda de rodadura y el giro hacia abajo)
están codificadas de forma rígida y el usuario no puede cambiar estas variables. Si bien el uso
de valores predeterminados se considera aceptable, es deseable informar a los usuarios de estos
valores predeterminados y permitirles modificar los valores si es necesario.
La herramienta HP existente carga un valor predeterminado de uno para el número de planos.
Sin embargo, no permite al usuario ingresar la pendiente transversal y el ancho del pavimento
para el plano hasta que se cambie el número de planos (es decir, el valor predeterminado no se
toma automáticamente) . De manera similar, los valores de viscosidad cinemática y número de
Reynolds no se muestran hasta que el usuario cambia la temperatura. La velocidad de hidropla-
neo con la ecuación USF no se muestra hasta que se cambian los valores de presión de los
neumáticos y carga de las ruedas . Hidroplaneo velocidad usando la ecuación Gallaway (TXDOT)
está no representada hasta neumático presión se cambia.
La herramienta HP existente no es consistente en unidades. Por ejemplo, mientras que algunas
variables se muestran en unidades SI (por ejemplo, MTD, WFT seleccionada y carga de rueda ),
otras variables se proporcionan en unidades inglesas (por ejemplo, permeabilidad, WFT y HPS).
El programa existente se desarrolló utilizando el lenguaje de programación Matlab .
Aunque Matlab es un lenguaje de gran alcance para matemáticas sofisticadas operaciones, se
requiere una costosa licencia de tarifa , así como el conocimiento y la experiencia para la codifi-
cación.
Las ecuaciones empíricas para WFT y HPS son ecuaciones simples que no requieren un paquete
matemático tan sofisticado capaz de manejar álgebra compleja .
Debido a la anterior, se recomienda que el N ew programa HP se construirá en Excel hoja de
cálculo y Visual Basic para aplicaciones de entorno (VBA). FDOT tiene acceso a Excel y tiene
suficiente experiencia en el lenguaje VBA.
El actual programa HP carece de eficacia para el análisis de múltiples escenarios o gran amo unt
de entradas.
La herramienta solo permite analizar un único conjunto de entradas, sin ninguna flexibilidad para
analizar múltiples escenarios a través del procesamiento por lotes .
La herramienta no permite para el procesamiento automatizado de pendiente transversal, grado
y rodera profundidad de datos de multiusos de FDOT Encuesta de vehículo (MPSV) que puede
ser útil para la investigación forense y otros casos de estudios.

23. 23/76
El programa existente sólo toma el MTD como la entrada de la textura, mientras que el FDOT
con frecuencia se mide la textura en términos de la media pr RETR A TO profundidad (MPD).
Aunque MTD es una estimación de 3 dimensiones de la textura de pavimento, el asociado de
prueba (es decir, arena parche de ensayo según la norma ASTM E 965) es el tiempo que con-
sume y mano de obra intensiva.
Los láseres de 64 kHz de alta velocidad de FDOT montados en probadores de ruedas bloquea-
das son capaces de emitir el MPD a lo largo de toda la carretera con coordenadas GPS . El
procesamiento automatizado de dichos datos MPD junto con los datos MPSV puede permitir un
análisis más simplificado de las carreteras existentes .
FDOT de salida de los archivos de tanto la MPSV y lo CKED rueda probador (para pavimento de
textura) son las coordenadas de GPS que se podrían utilizar para la aplicación SIG. Sin embargo,
debido a que los programas actuales de HP solo toman entradas manuales del usuario, la apli-
cación GIS no es factible.
5. ENTRADAS DE TEXTURA Y PERMEABILIDAD PARA LA PREDICCIÓN DE VELOCIDAD DE
HIDROPLANEADO
Como se discutió en el capítulo anterior del informe, una de las principales deficiencias del pro-
grama HP actual es que solo toma el MTD como la entrada de textura necesaria. Aunque esto
se debe principalmente a que las ecuaciones empíricas de WFT se desarrollaron utilizando MTD,
FDOT mide principalmente la textura del pavimento en términos de MPD como parte de su pro-
tocolo de fricción del pavimento. Como tal, es deseable establecer una relación entre el MTD y
el MPD para su uso con la herramienta de hidroplanina g . Esto también permitirá que FDOT
convierta el MPD medido desde el láser de alta velocidad (montado debajo de los probadores de
rueda bloqueada de FDOT) o desde un medidor de textura circular (CTM) a un MTD equivalente
.
Basado en las recomendaciones de la actual HP usuario guía, la permeabilidad de entrada en el
actual programa de HP se predetermina a cero independientemente del tipo de superficie. Te-
niendo en cuenta que las superficies del pavimento pueden deteriorarse con el tiempo debido a
la formación de surcos, desprendimientos, depresiones y otras angustias que afectan el flujo de
agua en la superficie del pavimento, se cree que esta recomendación es razonable para un aná-
lisis de hidroplaneo más conservador durante la etapa de diseño. . Sin embargo, que se creía
también que FDOT puede querer usar valores de permeabilidad no cero y utilizar la plena fun-
cionalidad del programa HP para especiales ocasiones (por ejemplo, análisis forense) en el fu-
turo.
En esta sección del informe, los datos de textura y permeabilidad recopilados por FDOT se revi-
san en un intento de desarrollar la relación necesaria entre MTD y MPD, y para proporcionar un
medio para estimar la permeabilidad de las superficies de pavimento en servicio (para casos
especiales ). .
5.1. SECCIONES DE PRUEBA
Tablas 6, 7 y 8 muestran la lista de secciones probados con rígidas superficies, la fricción densos-
graduada cursos (DGFC), y abierto-graduadas de fricción cursos (OGFC), respectivamente.
Como se muestra en las tablas, de 10 secciones se seleccionaron y ensayaron para cada super-
ficie tipo, para un gran número de 30 de prueba secciones.
Tabla 6. Secciones de prueba de pavimento rígido y tablero de puente
Sitio Año de construcción Superficie* Localización ID de proyecto Hito de inicio Fi-
nalizando Milepost Carril probado
1 2016 LGD SR 9B72002027 3.000 3.538 SBL3
2 2017 LGD SR 400 79110000 17.005 17.700 NBL3

24. 24/76
3 2016 LGD SR 45 01010000 4.000 4.600 SBTL
4 2014 LGD SR 600 10130000 11.114 11.700 NBL3
5 2016 LGD Apollo Blvd
Puente 70017500 2.200 2.390 NBL
6 2013 LGD SR - 228 72120000 4.114 4.714 EBTL
7 2013 LGD SR 600 / EE. UU. 92 79060000 7.716 8.300 EBL2
8 2012 BD SR 600 / EE. UU. 92 79060000 4.300 4.900 WBL2
9 2016 LGD-
TGV SR 9B - Puente
Plataforma 72002027 2.693 2.910 SBL3
10 N / A LGD-
TGV Puente SR-417 77470000 7.310 7.910 NBTL
Tabla 7. Secciones de ensayo de superficie de asfalto de densidad densa
Sitio Año de construcción Tipo de mezcla Localización Material ID de proyecto
Hito de inicio Finalizando Milepost Carril probado
1 2011 FC125MR SR 10 Caliza 27010000 15.000 15.600 SBTL
2 2015 FC125MR SR 51 Caliza 33040000 20.673 21.200 nótese bien
3 2017 FC95MR SR 81 Granito 52040000 5.097 5.700 NBTL
4 2011 FC125MR SR 10 Caliza 27010000 11.863 12.232 EBTL
5 2005 FC125 SR 16 Caliza 28030001 6,943 7.469 WBTL
6 2015 FC125MR SR 121 Granito 39020000 10.589 11.789
nótese bien
7 2011 FC125 SR 363 Granito 55040000 0.400 0,968 nótese bien
8 2004 FC125 Estados Unidos 41 Granito 29040000 3.300 3.868 nótese
bien
9 2009 FC125 SR 47 Granito 29020000 2.300 2.868 NBTL
10 2004 FC125 SR 90 Caliza 87120000 2.601 3.100 WBTL
Tabla 8. Secciones de prueba de superficie de asfalto de grado abierto
Sitio Año de construcción Tipo de mezcla Localización Material ID de proyecto
Hito de inicio Finalizando Milepost Carril probado
1 2010 FC5M Estados Unidos 19, Granito 34050000 26.807 27.375
NBTL
2 2017 FC5M SR 200 Granito 26060000 27.000 27.538 NBTL
3 2008 FC5 SR 24 Caliza 26050000 12.145 12.540 NBPL
4 2008 FC5M Estados Unidos 441 Granito 26010000 1.100 1.700 SBPL
5 2000 FC5 US 301 Caliza 28010000 3.007 3.575 SBTL
6 2016 FC5A SR 415 Granito 79120000 1.002 1.600 NBTL
7 2014 FC5AW SR5 Caliza 73010000 1.408 2.000 NBTL
8 2006 FC5M EE. UU. 1 Caliza 73010000 22.666 23.234 SBTL
9 2015 FC5M SR 589 Granito 08470000 9.134 9,702 NBTL
10 2010 FC5 SR 25 Caliza 86060000 8.098 8.700 SBTL
La Tabla 6 muestra que hubo un total de 3 tableros de puentes inspeccionados, 2 de los cuales
fueron tratados con acabado de rectificado longitudinal (LGD) y ranurado transversal (TGV) , de
acuerdo con la práctica estándar de FDOT . La otra plataforma del puente (es decir, Apollo Blvd.
Bridge) solo se trató con acabado LGD como parte de un estudio experimental de FDOT y se
excluyó del análisis.

25. 25/76
Además, la tabla también muestra que solo hubo una sección de pavimento rígido terminado con
arpillera de arrastre (BD) que fue excluida del análisis. Aunque esta sección de pavimento podría
haber sido incluido, los resultados con y sin esta sección prácticamente hicieron ninguna diferen-
cia.
Los datos de las 30 secciones anteriores se recopilaron como parte del esfuerzo más amplio del
FDOT de armonizar diferentes equipos para la fricción y textura del pavimento. Las pruebas rea-
lizadas en cada una de las 30 secciones anteriores se enumeran en la Tabla 9. Como se muestra
en la tabla, se realizaron numerosas pruebas específicas del sitio y de alta velocidad . Además,
las pruebas específicas del sitio se llevaron a cabo en al menos 5 ubicaciones diferentes con
cada ubicación probada tanto en la ruta de las ruedas como en el centro del carril (es decir, la
ruta sin ruedas ).
Tabla 9. Pruebas realizadas para la armonización de fricción / textura del FDOT
Variable probada Métodos de prueba
Profundidad de textura media (MTD) Prueba de parche de arena (SP) según ASTM E 965
Profundidad media del perfil (MPD) Prueba de medidor de textura circular (CTM) según
ASTM E 2157
TM2 Walking Textura Meter según la norma ASTM E 1845
En dirección longitudinal y transversal
64 kHz de alta velocidad según ASTM E 1845
Con láseres de puntos y líneas
Número de fricción del pavimento (FN) Prueba de fricción de rueda bloqueada según ASTM E
274
Con neumáticos acanalados (ASTM E 501) y lisos (ASTM E 524)
A varias velocidades que van desde 30 mph a 60 mph.
Prueba de probador de fricción dinámica (DFT) según ASTM E 1911
Tiempo de salida (OFT) Prueba del medidor de flujo de salida según ASTM E 2380
Aunque se recopilaron muchos datos como parte del esfuerzo anterior, el desarrollo de las ecua-
ciones armonizadas para la fricción y la textura del pavimento está fuera del alcance de este
estudio. Dado que el propósito de este particular, el esfuerzo fue desarrollar las relaciones entre
MTD, MPD, y la permeabilidad de hidroplaneo análisis, sólo las siguientes pruebas (y resultados)
ar e estudiados para este fin.
MTD de la prueba del parche de arena
MPD del medidor de textura circular
OFT desde el medidor de flujo de salida
Los resultados y hallazgos del análisis se presentan en las siguientes secciones.
5.2. ESTIMACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LA SUPERFICIE
La prueba del medidor de flujo de salida estandarizada en ASTM E 2380 es un procedimiento
comúnmente utilizado para evaluar la capacidad de drenaje de una superficie de pavimento a
través de su textura y huecos subterráneos . El dispositivo midió el tiempo de flujo de salida
(OFT), que es el tiempo que tarda una cantidad conocida de agua en escapar a través de la
textura del pavimento y los huecos bajo la atracción gravitacional .
ASTM E 2380 también establece que el OFT está relacionado con la textura del pavimento (o
MTD para ser más específico) y proporciona una ecuación de la siguiente forma para la correla-
ción.
MTD 
C 1 OFT
C 2

26. 26/76
(24)
donde C 1 y C 2 son los coeficientes de regresión . Reescribir la ecuación anterior para OFT da
como resultado lo siguiente.
OFT 
C 1 MTD C 2
, para ( MTD - C 2 ) > 0 y OFT > 0 (25)
Siempre que se disponga de coeficientes razonables ( C 1 y C 2 ), se puede utilizar la Ecuación
(25) para estimar la OFT a partir de la textura del pavimento . Como tal, la ecuación de regresión
que se muestra en la Ecuación
(24) se ajustó al conjunto de datos para determinar los coeficientes C 1 y C 2 . La ecuación se
ajustó por separado para cada tipo de superficie , así como para todas las superficies fusionadas
. La Figura 7 muestra gráficamente estos resultados mientras que la Tabla 10 resume los coefi-
cientes y R 2 determinados a partir del análisis de regresión. Para fines de referencia, los coefi-
cientes proporcionados en ASTM E 2380 también se muestran en la Tabla 10.
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0 50 100 150 200 250 300 350
Tiempo de salida (seg)
(a)
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
0 50 100 150 200 250 300 350
Tiempo de salida (seg)
0 5 10 15 20 25 30 35
Tiempo de salida (seg)
0,06

27. 27/76
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
(b) (c)
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0 50 100 150 200 250 300 350
Tiempo de salida (seg)
0 10 20 30 40
Tiempo de salida (seg)
(d) (e)
Figura 7. MTD vs. OFT para (a) todas las superficies, (b) pavimentos rígidos [LGD], (c) tableros
de puentes [LGD-TGV], (d) DGFC y (e) OGFC
Tabla 10. Coeficientes de regresión para relacionar MTD y OFT [Ecuaciones (24) y (25)]
Tipo de superficie Coeficientes de regresión * Valor R 2
C 1 C 2
Todos 0,477 0,020 0,71
Pavimento rígido (LGD y BD) 0,256 0,026 0,54
Cubierta del puente (LGD-TGV) 0,267 0,020 0,87
DGFC0.072 0,027 0,07
OGFC0.321 0.054 0,58
ASTM E 2380 0,123 0,025 N / A
Nota: Estos coeficientes corresponden a unidades inglesas [ MTD en pulgadas y OFT en segun-
dos]. La ecuación original en ASTM E 2380 se proporcionó para unidades SI [ MTD en mm].
Sin embargo, ASTM E 2380 no proporciona ninguna orientación sobre la estimación de la per-
meabilidad de la superficie a partir del OFT. Como tal, la simple y conocida ley de Darcy se
utilizará aquí para desarrollar la relación entre OFT y permeabilidad. La Figura 8 muestra los
esquemas de la prueba de permeabilidad de caída de cabeza que se desarrolló originalmente
para la prueba de permeabilidad de suelos.
Para un flujo unidimensional, la de Darcy ley para la cabeza cayendo prueba puede ser escrito
como la siguiente (Holtz y Kovacs, 1981).
k a H
ln h 0 , t t t
(26)
A t
h T 0

28. 28/76
T 

donde un y A son las áreas de las secciones transversales de los tubos de ensayo (cm 2 ), H es
la altura (o grosor) de la muestra (cm), h 0 y h T son las cabezas de energía del agua (cm) en el
comienzo ( t = t 0 ) y finalización ( t = t T ) veces (en segundos) de la prueba. Para el flujo de
salida del medidor utilizado por FDOT, las dos transversales áreas de sección una y A son iguales
entre sí y la ecuación anterior simplificado aún más. En adición, el término? T puede ser sustituido
por la medida OFT por el flujo de salida del medidor. Como resultado, la Ecuación (26) se puede
reescribir de la siguiente manera.
k H
en h 0 
(27)
A MENUDO
h 
T 



a
A
h 0 en t = t 0
h t en t = t T
Figura 8. Esquemas de la prueba de permeabilidad de la cabeza descendente.
Aunque la ecuación simple que se muestra arriba no ha sido estandarizada como un Método de
Prueba de Florida (FM) , actualmente está siendo utilizada por los investigadores de la Oficina
Estatal de Materiales (SMO) para pruebas de permeabilidad de campo con el medidor de flujo
de salida. Como tal, la Ecuación (27) se utilizó en este estudio para calcular la permeabilidad
basada en los valores de OFT medidos en las 30 secciones de prueba.
Sin embargo, se debe notar que la ecuación (27) requiere que el espesor ( H ) de la superficie
de la capa como una entrada, que wa no es disponible para este estudio. Por lo tanto, se hicieron
los siguientes supuestos al utilizar la Ecuación (27).
1. Para OGFC superficies, el espesor de la porosa capa se supone para ser 0,75 en. Que es
típico para Florida pavimentos.
2. Para DGFC y superficies rígidas, se asumió que las capas son esencialmente impermeables
y que el agua solo puede escapar a través de la textura de la superficie del pavimento. Con esta
suposición, la variable de H en la ecuación (25) se establece igual a la MTD medido de la prueba
Sand Patch.
La Figura 9 muestra la gráfica entre el MTD y la permeabilidad calculada con los supuestos
anteriores para todos los tipos de superficies . La figura muestra que existe una relación razona-
ble entre la MTD y la permeabilidad calculada a partir de la Ecuación (27) [tenga en cuenta que
esta ecuación es independiente de la MTD]. Por lo tanto, las ecuaciones de regresión de la si-
guiente forma se ajustaron a los datos que se muestran en la Figura 9.
k C 3 MTD C 4
(28)
donde C 3 y C 4 son coeficientes de regresión . Los coeficientes resultantes y los valores de R 2
se resumen en la Tabla 11.
1000,00

29. 29/76
100,00
10.00
1,00
0,10
0,01
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2
Parche de arena MTD ( pulg )
Figura 9. Permeabilidad frente a profundidad media de textura
Tabla 11. Coeficientes de regresión para relacionar MTD y permeabilidad [Ecuación (28)]
Tipo de superficie Coeficientes de regresión Valor R 2
C 3 C 4
Pavimento rígido (LGD) 81,49 1,94 0,63
Cubierta del puente (LGD-TGV) 189,27 4.84 0,93
DGFC71,20 0,99 0,38
OGFC1076,45 28,43 0,58
Nota: Estos coeficientes corresponden a unidades inglesas [ MTD en pulgadas y k en pulgadas
/ h].
5.3. RELACIONES DE TEXTURA
Para desarrollar la relación entre MTD y MPD, los datos de textura obtenidos de las pruebas de
Sand Patch se compararon con los de la CTM. Las figuras 10 a 13 muestran estas relaciones
para diferentes tipos de superficies con la ecuación de regresión lineal de la siguiente forma
ajustada a todos los datos que se muestran en los gráficos respectivos .
MTD C 5 MPD C 6
(29)
donde los coeficientes C 5 y C 6 se muestran en los gráficos respectivos , y también se resumen
en la Tabla 12 con los valores R 2 correspondientes .
En general, las cifras muestran una buena correlación entre MTD y MPD, con la excepción de
OGFC como se muestra en la Figura 13 (a). Esta figura muestra que la MTD obtenida de las
pruebas de Sand Patch es significativamente más alta que los resultados de la MPD de la CTM.
Además, los puntos de datos que se muestran en esta figura se pueden clasificar en dos grupos:
(1) los puntos de datos por debajo de la línea de tendencia y más cercanos a la línea de igualdad
y (2) los puntos por encima de la línea de tendencia (correspondientes a un MTD mucho más
alto ). valores en comparación con MPD).
Un examen más detallado del conjunto de datos indicó que los puntos de datos correspondientes
al segundo grupo eran de los sitios OGFC 1, 2, 4 y 9, todos los cuales incluían agregados de
granito (Tabla 8). En adición, la totalidad de la Outflo w pruebas medidor de estos lugares resultó
en valores OFT menos de 5,5 segundos. Aunque no está claro por qué todos estos puntos de
datos corresponden a OGFCs con granito agregados, los resultados OFT indican claramente que
estas secciones fueron altamente permeable probable du e a los huecos de aire de alta. Se cree
que estos vacíos alta de aire pueden haber causado desafíos con el procedimiento de prueba
Sand Patch (es decir, las pequeñas esferas o partículas de arena utilizadas para la prueba puede
haber sido dejado caer en los grandes huecos de aire antes de la op Erator podría propagarse
ellos sobre la OGFC superficie). Por lo tanto, estos puntos de datos (correspondientes a OFT
<5,5 segundos) fueron retirados de la trama y el MTD vs MPD fue re-obtuvieron relación como
se muestra en la Figura 13 (b).
En este momento, se recomienda que se utilice la regresión lineal correspondiente a la Figura
13 (b) para convertir MPD en MTD para un análisis de hidroplaneo más conservador. También

30. 30/76
se recomienda que se realicen más pruebas (Sand Patch y CTM) en OGFC con altos vacíos de
aire para una mejor comprensión y caracterización de la relación MTD / MPD.
0,060
0,050
0.040
0,030
0,020
0,010
0.000
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060
Profundidad media del perfil , CTM ( pulg )
Figura 10. MPD (CTM) vs MTD (Sand Patch) para superficies de pavimento rígido (LGD)
0.070
0,060
0,050
0.040
0,030
0,020
0,010
0.000
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070
Profundidad media del perfil , CTM ( pulg )
Figura 11. MPD (CTM) vs. MTD (Sand Patch) para el puente de cubierta superficies (LGD-TGV)
0,060
0,050
0.040
0,030
0,020
0,010
0.000
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060
Profundidad media del perfil , CTM ( pulg )
Figura 12. MPD (CTM) frente a MTD (Sand Patch) para DGFC
0,180
0,160
0,140
0,120
0,100
0,080
0,060
0.040
0,020
0.000
0,000 0,050 0,100 0,150
Profundidad media del perfil , CTM ( pulg )
(a)
0,180

31. 31/76
0,160
0,140
0,120
0,100
0,080
0,060
0.040
0,020
0.000
0,000 0,050 0,100 0,150
Profundidad media del perfil , CTM ( pulg )
(B)
Figura 13. MPD (CTM) frente a MTD (Sand Patch) para OGFC (a) con y (b) sin OFT en menos
de 5,5 segundos
Cuadro 12. Coeficientes de regresión para relacionar MTD y MPD [Ecuación (29)]
Tipo de superficie Coeficientes de regresión Valor R 2
C 5 C 6
Pavimento rígido (LGD) 0,982 0,003 0,83
Cubierta del puente (LGD-TGV) 1.071 0,002 0,89
DGFC0,805 0,007 0,94
OGFCTodos los datos 1,154 0,024 0,14
Sin OFT < 5,5 seg 0,841 0,025 0,48
Nota: Estos coeficientes corresponden a unidades inglesas [tanto MTD como MPD están en pul-
gadas].
5.4. DEFAULT TEXTURA Y PERMEABILIDAD ENTRADAS PARA hidroplaneo ANÁLISIS
Con el fin de determinar los valores de textura por defecto (MPD y MTD) para el análisis de
hidroplaneo, se estudiaron los valores de MPD recolectados de la red de carreteras del FDOT.
Tabla 13 resume algunas percentil (es decir, 5 ° , 10 ° , 15 ° , 50 ° , y 90 ° ) valores del nivel
estatal MPD recogidos entre 2014 y 2018 a partir de pavimentos en servicio como PA así como
de nueva construcción vimientos (Wang y Holzschuher , 2019). La Tabla 14 muestra los valores
de MTD obtenidos de los valores de MPD en la Tabla 13 usando la Ecuación (29). Las tablas
muestran que para superficies flexibles (es decir, DGFC y OGFC), los valores de MPD obtenidos
de superficies recién construidas son generalmente más bajos que los de los pavimentos exis-
tentes .
Tras una discusión con los expertos técnicos del FDOT, se recomendó que se utilicen valores de
textura conservadores para el análisis de hidroplaneo en la fase de diseño del pavimento. Como
tal, el valor predeterminado valores de textura para las superficies DGFC y OGFC fueron elegidos
para ser el 5 º percentil valores en la Tabla 13 y la Tabla 14. También se observa que los valores
MPD insuficientes estaban disponibles para recién pavimento construido rígido (es decir, LGD)
y el puente superficies de cubierta. Por lo tanto , los valores predeterminados para estas super-
ficies se mantienen sin cambios con respecto a los recomendados en el estudio anterior (Guna-
ratne et al., 2012). En resumen, la Tabla 15 muestra los nuevos valores de textura predetermi-
nados para el análisis de hidroplaneo .
Tabla 13. Percentiles de profundidad de perfil media para las carreteras del FDOT (Wang y
Holzschuher, 2019)
Percentil En Pavimentos de Servicio Pavimentos nuevos

32. 32/76
DGFCOGFCLGD Cubierta de puente (LGD + TTN) DGFCOGFCLGD Cubierta de
puente (LGD + TTN)
5% 0,015 0.051 0,020 0,041 0,014 0,050 N / A N / A
10% 0,017 0.054 0.021 0,043 0,015 0.052 N / A N / A
15% 0,020 0.055 0.022 0,043 0,016 0.054 N / A N / A
50% 0,025 0,063 0,025 0,045 0,018 0.061 N / A N / A
90% 0.039 0,075 0.040 0,065 0.023 0.070 N / A N / A
Tabla 14. Percentiles de profundidad de textura media para las carreteras del FDOT
Percentil En Pavimentos de Servicio Pavimentos nuevos
DGFCOGFCLGD Cubierta de puente (LGD + TTN) DGFCOGFCLGD Cubierta de
puente (LGD + TTN)
5% 0,020 0,067 0.022 0,046 0,018 0,067 N / A N / A
10% 0.022 0.070 0,024 0,048 0,020 0,068 N / A N / A
15% 0,024 0.070 0,024 0,048 0.021 0,069 N / A N / A
50% 0,028 0.077 0,028 0,050 0.022 0,075 N / A N / A
90% 0.039 0.087 0,042 0.071 0,027 0.083 N / A N / A
Tabla 15. Nuevos valores de textura predeterminados para el análisis de hidroplaneo
Tipo de superficie Valores predeterminados
MTD ( pulg .)MPD ( pulg .)
Curso de fricción graduada densa (DGFC) * 0,018 0,014
Curso de fricción graduado abierto (OGFC) * 0,067 0,050
Pavimentos rígidos - (LGD **) 0,035 0.033
Nota *: Estos valores de MTD y MPD son diferentes de los valores predeterminados documen-
tados en la versión anterior de la Guía de hidroplaneo . Estos defecto los valores han sido actua-
lizados basados en un reciente FDOT estudio (FDOT, 2019; Wang y Holzschuher, 2019).
Nota **: LGD = Rectificado longitudinal
Como se mencionó, la recomendación actual del FDOT es asumir una superficie impermeable
(es decir, cero permeabilidad) para el análisis de hidroplaneo, independientemente del tipo de
superficie. En este momento, se cree que asumir una superficie impermeable (incluso para
OGFC) es razonable para el análisis de hidroplaneo durante la fase de diseño del pavimento
debido a las siguientes razones.
1. Los valores de permeabilidad para OGFC que se muestran en la Figura 9 son significativa-
mente mayores que la intensidad de lluvia típica utilizada para el análisis de hidroplaneo . Esto
es consistente con lo que se informó por los desarrolladores de PAVDRN (Anderson et al, 1998;.
Hue bner et al,. 1997). Según la recomendación de los desarrolladores de PAVDRN, el uso de
un valor de permeabilidad de OGFC más bajo permitiría un análisis de hidroplaneo más conser-
vador para las peores condiciones (Anderson et al., 1998; Huebner et al., 1997).
2. Las fallas del pavimento tales como surcos, desmoronamientos, depresiones, sangrado y otras
fuentes de contaminación pueden tener un efecto significativo en la permeabilidad del pavimento.
3. Para ubicaciones con un camino de drenaje excesivamente largo (por ejemplo,> 100 pies), el
hidroplaneo puede ocurrir en cualquier superficie del pavimento (incluidos los OGFC), indepen-
dientemente de la permeabilidad efectiva .
4. Muchas de las ecuaciones empíricas de WFT (es decir, modelos de Gallaway, RRL y NZ
Modified) se desarrollaron sin considerar directamente la permeabilidad de la superficie del pa-
vimento . Sin embargo, el efecto de la permeabilidad del pavimento puede haberse incorporado
indirectamente debido a la naturaleza inherente de las superficies del pavimento.

33. 33/76
Con base en el razonamiento anterior, la recomendación actual es utilizar el valor predetermi-
nado existente del FDOT de permeabilidad cero para el análisis de hidroplaneo en la fase de
diseño. Sin embargo, se observa que FDOT puede desear llevar a cabo el hidroplaneo análisis
usando entrada valores que son diferentes de sus valores por defecto para especiales casos
(tales como la evaluación forense).
6. DESARROLLO DE MEJORADA hidroplaneo TOOL
6.1. INTRODUCCIÓN
En capítulos anteriores de este informe, se revisó la literatura relevante para los modelos empí-
ricos de espesor de película de agua (WFT) y velocidad de hidroplaneo (HPS). Estos modelos
se implementaron en el nuevo programa de hidroplaneo (HP).
Este capítulo documenta el desarrollo del nuevo HP y describe sus características. En el si-
guiente capítulo se proporcionan ejemplos de validación basados en problemas de muestra dis-
ponibles en la literatura . En el Apéndice A y el Apéndice B de este informe se proporcionan
instrucciones detalladas sobre el hidroplaneo y el manual del usuario de la nueva herramienta
HP , respectivamente.
6.2. DESARROLLO DE NUEVO PROGRAMA DE HIDROPLANEAMIENTO
La nueva herramienta de HP se implementó en un entorno de hoja de cálculo de Excel habilitado
para macros. Dado que todas las ecuaciones WFT y HPS son e mpíricas y simples, los cálculos
dentro de la herramienta HP se llevan a cabo utilizando las ecuaciones estándar de Excel. Sin
embargo, la herramienta de HP también incluye macros o código escrito en lenguaje Visual Basic
para aplicaciones (VBA), principalmente para que el usuario navegue a través de la hoja de
cálculo, ejecute análisis avanzados (p. Ej., Importación de datos continuos y
exportación .kml archivos), y para generar la salida de tablas y diagramas como sea apropiado.
La Figura 14 muestra la interfaz de la nueva herramienta de HP. Como se muestra en esta figura,
el nuevo programa es compos ed de seis principales partes. Estos son:
1. Entradas generales
2. Opciones de análisis
3. Selección de modelo
4. Entradas de pavimento
5. Insumos ambientales
6. Entradas de vehículos
7. Resultados del análisis
Adicional descripción de los anteriores principales partes y el flujo de la nueva programa se pro-
porcionan a continuación.
6.3. ENTRADAS G ENERALES
Estas entradas son la información general relacionada con el proyecto que define la ubicación
del proyecto como así como otra información relativa a la proyecto (es decir, similares proyecto
información como incluido en los informes de ensayos no destructivos de FDOT). Estas entradas
incluyen el número de proyecto financiero (FPN), distrito, condado, número de sección de la
carretera , dirección y hitos limitantes .
Entradas generales
Modelo WFT Modelo de velocidad de hidroplaneo
PAVDRN USF Gallaway
Gallaway Y Y
Reino Unido RRL
NZ Mod.
PAVDRN

34. 34/76
Número de plano 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Descripción Hombro Carril 1 Carril 2 Carril 3 Carril 4 Hombro
Pendiente transversal (%) 2 2 2 2 3 3,5
Ancho (pies) 12 12 12 12 12 12
Entradas ambientales
Análisis determinista
Intensidad de lluvia (en / h) 2,00
Entradas de vehículos
Análisis determinista
Presión de los neumáticos (psi) 30 <- Nota: la presión de los neumáticos solo es necesaria
para los modelos Gallaway y USF HPS
Spindown (%) 10 <- Nota: Spindown solo es necesario para el modelo Gallaway HPS
Profundidad de la banda de rodadura ( pulg ) 0,02 <- Nota: la profundidad de la banda de ro-
dadura solo es necesaria para el modelo Gallaway HPS
Resultados del análisis
Análisis determinista
Número de plano 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Modelo Hombro Carril 1 Carril 2 Carril 3 Carril 4 Hombro
Gallaway 0,015 0,037 0.054 0,069 0.074 0.081
Número de plano 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Descripción Hombro Carril 1 Carril 2 Carril 3 Carril 4 Hombro
Hidroplaneo
Velocidad
HPS WFT
PAVDRN Gallaway 76,7 61,0 55,4 52,1 51,1 50,0
Gallaway Gallaway 57,5 53,8 52,3 51,3 51,0 50,7
Figura 14. Nueva interfaz de usuario del programa de hidroplaneo .
Entradas generales
Opciones de análisis
Selección de modelo
Entradas de pavimento
Entradas ambientales
Entradas de vehículos
Resultados del análisis
6.4. OPCIONES DE ANÁLISIS
Las opciones de análisis implementadas en la nueva herramienta de HP se muestran esquemá-
ticamente en la Figura 15. Como se indica en la figura, el usuario debe elegir entre los siguientes
tipos de análisis .
Figura 15. Opciones de análisis implementadas en la nueva herramienta de HP .
6.4.1. Análisis determinista

35. 35/76
El análisis determinista es un cálculo simple de las variables intermedias y de salida basado en
un conjunto dado de parámetros de entrada conocidos. Hay tres opciones de análisis en esta
categoría de análisis .
1. Básico hidroplaneo Análisis : Este es el más básico y por defecto el modo de hidroplaneo
análisis. El usuario puede seleccionar varios modelos (hasta 3 modelos WFT × 4 modelos HPS
= 12 combinaciones de modelos) y ver los resultados en la misma hoja de trabajo.
2. Análisis de riesgos : El análisis de riesgos se basa en la Guía de diseño del FDOT sobre el
análisis de la evaluación de riesgos de hidroplaneo utilizando el programa HP. El análisis de
riesgo se realiza comparando la velocidad esperada del conductor durante los eventos de lluvia
(Jayasooriya y Gunaratne, 2014) y la velocidad esperada de hidroplaneo. Tenga en cuenta que,
de acuerdo con la FDOT Desig n Orientación, el Riesgo Análisis está siempre basada en la Ga-
llaway WFT modelo y el modelo de PAVDRN HPS.
3. Análisis continuo : el usuario puede ejecutar esta opción de análisis si uno o más de los archi-
vos de datos continuos están disponibles para Pendiente transversal, Pendiente, Textura o Pro-
fundidad de surco . Si las coordenadas GPS están disponibles en los datos, el usuario puede
exportar los resultados a un archivo .kml para verlos en Google Earth.
6.4.2. Análisis de sensibilidad
La opción de análisis de sensibilidad permite al usuario simular una variedad de condiciones, que
pueden ser útiles durante la fase de diseño del pavimento. El usuario puede variar una o más de
las variables de entrada (por ejemplo, intensidad de lluvia, temperatura, pendiente transversal,
presión de los neumáticos, etc.) en los intervalos deseados. Para cada variable de sensibilidad,
el usuario debe proporcionar valores Mín., Máx. E Intervalo, por ejemplo, si el usuario especificó
la entrada de intensidad de lluvia tal que Mín. = 1,0 pulg / h, máx. = 4.0 pulg / hr, e intervalo
= 1.0 in / hr, entonces el programa ejecutará el análisis de hidroplaneo para intensidades de lluvia
de 1.0 in / hr, 2.0 in / hr, 3.0 in / hr y 4.0 in / hr.
6.4.3. Análisis probabilístico
La opción de análisis probabilístico permite al usuario caracterizar las incertidumbres asociadas
con ciertas variables (por ejemplo, intensidad de lluvia, temperatura del pavimento, peso del eje,
presión de los neumáticos, etc.). Las variables probabilísticas de entrada deben definirse en tér-
minos de una distribución (es decir, media y desviación estándar), en lugar de un valor fijo. Las
variables de salida se calculan utilizando la metodología de simulación de Monte Carlo utilizando
un conjunto de parámetros de entrada generados aleatoriamente de acuerdo con la distribución
dada (es decir, desviación estándar y media ).
6.5. SELECCIÓN DE MODELO
El usuario puede seleccionar uno o más modelos WFT y HPS para el análisis. Los modelos
disponibles son:
Espesor de la película de agua : modelos Gallaway, UK RRL, NZ Mod. Y PAVDRN
Hidroplaneo Velocidad: PAVDRN, USF, y Gallaway modelos
El nuevo programa de HP tiene la lista anterior de modelos organizada en forma de matriz (Figura
14), y el usuario debe escribir "Y" en la celda correspondiente a la combinación de modelo WFT
y HPS deseada .
Dos de las opciones de análisis son excepciones a lo anterior (es decir, no se pueden usar varios
modelos ). Estas opciones son:
Opción de análisis de riesgo
El análisis siempre utiliza modelos Gallaway WFT y PAVDRN HPS (independientemente de los
modelos seleccionados por el usuario ).
Opción de análisis continuo

36. 36/76
Debido a la gran cantidad de datos asociados con los datos continuos, solo se usa una combi-
nación de modelo (WFT y HPS) con esta opción de análisis. Si el usuario selecciona múltiples
modelo combinaciones, el uno correspondiente a la columna de la izquierda y la parte superior
fila en la matriz de selección de modelo se utiliza.
6.6. ENTRADAS DE PAVIMENTO
El usuario debe proporcionar la necesaria pavimento o calzada entradas relacionados necesarios
para el hidroplaneo análisis, que incluye el siguiente:
Grado de pavimento longitudinal .
Tipo de superficie de pavimento . Tenga en cuenta que para el análisis determinista , cambiar el
tipo de superficie rellena los valores predeterminados de textura y permeabilidad del pavimento.
Los tipos de superficie disponibles y sus valores predeterminados son:
DGFC: MTD = 0,018 pulg . (MPD = 0,014 pulg.) Y permeabilidad = 0,0 pulg / h.
OGFC: MTD = . 0,067 en (MPD = 0,050 in.) Y la permeabilidad = 0. 0 in / hr.
PCC (LGD): MTD = 0,035 pulg. (MPD = 0,033 pulg.) Y permeabilidad = 0,0 pulg / h.
Textura del pavimento
El usuario puede anular el valor de MTD predeterminado. El usuario también puede optar por
proporcionar textura en términos de MPD en lugar de MTD.
Permeabilidad de la superficie del pavimento .
La recomendación es utilizar una permeabilidad de 0.0 in / hr para el análisis de hidroplaneo .
Sin embargo, el usuario puede anular el valor de permeabilidad predeterminado si lo desea.
Pendiente transversal del pavimento .
Ancho de pavimento .
6.7. ENTRADAS AMBIENTALES
Las medioambientales insumos necesarios para t él hidroplaneo análisis son:
Intensidad de lluvia (obligatorio para todos los análisis).
La temperatura. Nota que la temperatura es solamente utilizada para PAVDRN WFT modelo. Por
lo tanto, la entrada de temperatura solo es visible cuando se selecciona el modelo PAVDRN WFT
.
6.8. ENTRADAS DE VEHICULO
Cabe señalar que las entradas del vehículo son necesarias solo para los modelos Gallaway y
USF HPS. Por lo tanto, si estos modelos HPS se no seleccionados, los vehículos entradas son
no visible para el usuario. En adición, cada entrada de vehículo se hace visible cuando se nece-
sita para el modelo (s) seleccionado. Las entradas del vehículo y los modelos HPS asociados
son:
Peso del eje : necesario para el modelo USF HPS.
Presión de los neumáticos : necesaria para los modelos Gallaway y USF HPS .
Spindown: necesario para el modelo Gallaway HPS.
Profundidad de la banda de rodadura : necesaria para el modelo Gallaway HPS .
6,9. RESULTADOS DEL ANÁLISIS
El análisis del hidroplaneo implica el cálculo de las variables intermedias y de salida. El usuario
puede decidir mostrar u ocultar las variables intermedias en cualquier momento. Las variables
de salida se muestran en todo momento.
6.9.1. Variables intermedias
Antes de calcular el predicho hidroplaneo velocidad, es necesario para el cálculo de todos los
intermedios variables. Estas variables intermedias incluyen las siguientes.
Longitud de la ruta de drenaje (DP) .

37. 37/76
Los valores de la ruta de drenaje se calculan para todos los modelos y se muestran si el usuario
elige ver las variables intermedias.
Profundidad de textura media .
Si el usuario ingresó valores de textura en términos de MPD, el valor de MTD calculado se mues-
tra como una variable intermedia.
Viscosidad cinemática , número de Reynold y valor N de Manning .
Estas variables intermedias sólo se utilizan por modelo PAVDRN WFT, y se muestran si este
modelo WFT se selecciona y los usuarios elige para ver la intermedia te de salida.
6.9.2. Variables de salida
Al completar el cálculo de las variables intermedias , el programa de hidroplaneo calcula las
variables de salida final. Estas variables son:
Espesor de la película de agua .
El agua película espesor se calcula y visualiza para todos de los WFT y HPS modelo combina-
ciones.
Velocidad de hidroplaneo .
La velocidad de hidroplaneo se calculará a partir de las variables intermedias y el espesor de la
película de agua calculado anteriormente. El usuario podrá utilizar uno o más (o todos) modelos.
Profundidad del agua debido a la formación de surcos.
El análisis de hidroplaneo debido a la profundidad de la rodera solo está disponible en la opción
de análisis continuo . El usuario puede proporcionar un archivo de datos de surco continuo o
proporcionar un valor fijo para la profundidad del surco. De acuerdo con la Figura 16, la profun-
didad de la acumulación de agua en un pavimento con surcos se calcula como:
WD d L s (30)
donde WD es la profundidad máxima del agua, d es la profundidad del surco medida, L es la
distancia entre el lado inferior del surco y la posición del surco máximo y s es la pendiente trans-
versal medida .
Figura 16. Ilustración de la profundidad del agua debido a la formación de surcos del pavimento
y la pendiente transversal.
7. VALIDACIÓN DE LA NUEVA HERRAMIENTA DE HIDROPLANEAMIENTO DE FDOT
Para garantizar que las ecuaciones de la nueva herramienta de HP se implementen correcta-
mente, se ha validado la herramienta recientemente desarrollada . Sin embargo, dado que cual-
quier esfuerzo de validación de campo está más allá del alcance de este estudio y las ecuaciones
implementadas se obtuvieron directamente de la literatura, el esfuerzo de validación se limitó a
replicar los ejemplos disponibles en la literatura.
7.1. EJEMPLO DE GALLAW AY
Gallaway y col. (1979) proporcionó dos ejemplos de las ecuaciones que desarrollaron. El primer
ejemplo, como se ve en la Figura 17, muestra la relación entre WFT y la longitud de la ruta de
drenaje, mientras que otras variables de entrada permanecen fijas. Las variables de entrada
necesarias se muestran en la figura. Observó que la figura muestra dos curvas denominadas “
Datos combinados (Ec. 19)” y “Antigua ecuación (Ec. 16)”. La ecuación implementada en la
nueva herramienta HP corresponde a la nueva ecuación de Gallaway o la que se denota como
“Datos combinados (Ec. 19)”.
La Figura 18 muestra los resultados reproducidos utilizando las ecuaciones implementadas en
la nueva herramienta HP de FDOT . La figura muestra que los resultados están de acuerdo con
los obtenidos por Gallaway et al. (1979).
Figura 17. Ejemplo de espesor de película de agua de Gallaway (Gallaway et al., 1979, p. 83)
0,25

38. 38/76
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0
Longitud de la ruta de drenaje (pies)
Figura 18. Ejemplo de espesor de película de agua de Gallaway simulado con la nueva herra-
mienta HP
El segundo ejemplo de Gallaway se da para la ecuación de velocidad de hidroplaneo , como se
muestra en la Figura 19. Estos gráficos se generaron calculando la velocidad de hidroplaneo
cambiando la variable de giro y una variable adicional. Las entradas utilizadas para crear estos
gráficos se muestran directamente en la figura. La Figura 20 muestra los resultados correspon-
dientes reproducidos utilizando las ecuaciones implementadas en la nueva herramienta de HP.
Figura 19. Ejemplo de velocidad de hidroplaneo de Gallaway (Gallaway et al., 1979, p. 12)
80 80
70 70
60 60
50 50
40 40
30 30
20
5 10 15 20 25 30 35 40
Centrifugar (%)
20
5 10 15 20 25 30 35 40
Centrifugar (%)
(a) (b)
80 80
70 70
60 60
50 50
40 40
30 30
20
5 10 15 20 25 30 35 40
Centrifugar (%)
20
5 10 15 20 25 30 35 40
Centrifugar (%)
(c) (d)
Figura 20. Ejemplo de velocidad de hidroplaneo de Gallaway simulado con la nueva herramienta
HP
7.2. EJEMPLO DE PAVDRN
Los desarrolladores de ecuaciones PAVDRN proporcionaron un ejemplo que se hizo utilizando
su software (Anderson et al., 1998; Huebner et al., 1997). Las entradas para este ejemplo se
muestran en la Tabla 16.

39. 39/76
Tabla 16. Entradas para el ejemplo de PAVDRN (Anderson et al., 1998; Huebner et al., 1997)
Propiedad / Variable Valor
Intensidad de lluvia 80 mm / hora
La temperatura 10 ⁰ C
Número total de planos 3
Grado del pavimento 2,0%
Ancho de cada plano 4,0 m
Tipo de pavimento PCC
Profundidad de textura media 0,50 mm
Pendiente transversal Plano 1 1,5%
Plano 2 2,5%
Plano 3 3,5%
Los resultados de WFT y HPS documentados en la literatura (Anderson et al., 1998; Huebner et
al., 1997) se comparan con los obtenidos usando la nueva herramienta HP en la Tabla 17. Como
se muestra en la tabla, la nueva herramienta HP no fue capaz de reproducir los resultados docu-
mentados por Huebner et al. (1997). Las diferencias se observaron tanto en WFT (hasta 3 mm
de diferencia) como en HPS (hasta 6 km / h de diferencia).
Tabla 17. Comparación de las nuevas salidas HP de PAVDRN y FDOT
Número de plano Espesor de la película de agua (mm) Velocidad de hidroplaneo (km / h)
Huebner y col. (1997) Nuevo HP Huebner y col. (1997) Nuevo HP
1 1.3 1.0 90 95,8
2 1,5 1.2 88 91,6
3 1,6 1.3 86 90,4
Para investigar la razón detrás de las discrepancias observadas en la Tabla 17, se revisan las
ecuaciones para el camino de drenaje y la pendiente del pavimento. Como se documentó ante-
riormente, la ecuación para la pendiente del pavimento resultante se calcula a partir de la pen-
diente longitudinal y la pendiente transversal utilizando la Ecuación (4) [que se repite a continua-
ción por conveniencia].
S i 
(4)
donde,
S i = Pendiente resultante del pavimento del i- ésimo carril (ft / ft om / m)
S G, yo = Longitudinal grado de i ésimo carril (ft / ft o m / m).
S C, yo = Pendiente transversal del i- ésimo carril (ft / ft om / m)
La pendiente del pavimento resultante calculada a partir de la ecuación anterior se ingresa luego
en las ecuaciones de WFT.
En el otro lado, dado el pavimento anchura, cruz pendiente, y grado, la ecuación para calcular el
drenaje camino se da en la ecuación (3) [repite a continuación para conveniencia].
DP i W i
(3)
donde,
DP i = Longitud del camino de drenaje para el i- ésimo carril (pies o m)
W i = Ancho del i- ésimo carril (la misma unidad que DP i )
Los nuevos resultados de HP que se muestran en la Tabla 17 se obtuvieron utilizando la ecuación
de la ruta de drenaje que se muestra en la Ecuación (3).

40. 40/76
Figura 21. UK RRL y NZ Mod. ejemplo de espesor de película de agua (Chesterton et al., 2006,
p.
15)
La Figura 22 muestra los resultados correspondientes reproducidos utilizando las ecuaciones
implementadas en la nueva herramienta de HP . Estas curvas de WFT en este gráfico están en
excelente acuerdo con las que se muestran en la Figura 21.
10.00
9.00
8.00
7.00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0 20 40 60 80 100
Longitud del camino de drenaje (m)
Figura 22. UK RRL y NZ Mod. Ejemplo de espesor de película de agua simulado con la nueva
herramienta HP
8. RESUMEN Y CONCLUSIONES
En este estudio, se recopiló y revisó literatura relevante para apoyar la implementación de mo-
delos empíricos WFT y HPS en la nueva herramienta de hidroplaneo de FDOT. La herramienta
existente también se revisó ampliamente para identificar cualquier error o deficiencia que se haya
incorporado al programa. Se ha encontrado que la herramienta hidroplaneo existente incluye
muchos errores menores (por ejemplo, unidad incorrectas conversiones) como así también im-
portantes deficiencias (por ejemplo incorrectamente construidas-i n entradas).
Además, una brecha de análisis llevado a cabo en la actual herramienta indica que el programa
se carece de muchas características que pueden ser útiles a los usuarios. La herramienta de
hidroplaneo próxima generación debe tomar el cuidado de todas estas deficiencias.
Los datos de textura y permeabilidad recopilados por FDOT se han revisado en un intento de
desarrollar la relación necesaria entre MTD y MPD y de caracterizar la permeabilidad de las
superficies de pavimento en servicio. Se proporcionaron recomendaciones basadas en los resul-
tados y hallazgos.
El nuevo Programa de hidroplaneo (HP) de FDOT se implementó en un entorno de hoja de
cálculo de Excel habilitado para macros . El nuevo programa permite para tres diferentes mode-
los de WFT y cuatro diferentes modelos HPS (es decir, total de doce combinación de WFT y HPS
modelos).
Además del análisis de hidroplaneo básico que se implementó en herramienta HP antiguo de
FDOT, la nueva herramienta también permite para estudiar el efecto de ciertas variables de sobre
WFT y HPS (es decir, análisis de sensibilidad) o para el estudio de las incertidumbres asociadas
con las variables de entrada (es decir, , análisis probabilístico). La nueva herramienta se validó
con los ejemplos proporcionados en la literatura publicada anteriormente . Los resultados de la