PARIS INGENIEROS : DISEÑO DE PAVIMENTOS III: CLASIFICACIÓN MEZCLAS ASFÁLTICAS

DISEÑO DE PAVIMENTOS III: CLASIFICACIÓN MEZCLAS ASFÁLTICAS

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Clasificación

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Para la clasificación de las mezclas asfálticas existen varios parámetros de acuerdo a la composición, al uso, a la temperatura y al diseño que se quiere implementar, de esta forma se distinguen de la siguiente manera.

Por Fracciones de agregado pétreo empleado

Se clasifican en: Masilla asfáltica (Polvo mineral más ligante), Mortero asfáltico (Agregado fino más masilla), Concreto asfáltico (Agregado grueso más mortero) y Mecadam asfáltico (Agregado grueso más ligante asfáltico.

Por la proporción de vacíos en la mezcla asfáltica

Se clasifican en: Mezclas Cerradas o Densas (Porcentaje de vacíos máximo de 6), Mezclas Semi-cerradas o Semi-densas (Porcentaje de vacíos entre el 6 y el 12), Mezclas Abiertas (Porcentaje de vacíos superior al 12) y Mezclas Porosas o Drenantes (Proporción de vacíos superior al 20%). Ésta parámetro es importante para evitar posibles deformaciones plásticas por consecuencia de las variaciones térmicas y las cargas de trabajo.

Por la temperatura de puesta en obra

Se clasifican en: Mezclas asfálticas en Caliente (Fabricadas con asfaltos y agregados a temperaturas elevadas, y la puesta en obra se realiza a temperaturas superiores al ambiente) y Mezclas asfálticas en Frío (El ligante es normalmente una emulsión asfáltica, y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente).

Por la Estructura del agregado pétreo

Se clasifican en: Mezclas con Esqueleto mineral (Con alta resistencia al rozamiento interno de los agregados) y Mezclas sin Esqueleto mineral (La resistencia es debida a la cohesión de la masilla).

Por el Tamaño máximo del agregado pétreo

Se clasifican en: Mezclas Gruesas (El tamaño máximo del agregado pétreo excedo los 10 mm) y Mezclas Finas o Microaglomerados (Formadas básicamente por agregado fino, polvo mineral y ligante asfáltico).

Por la Granulometría

Se clasifican en: Mezclas Continuas (Cantidad bien distribuida de agregados pétreos en la granulometría) y Mezclas Discontinuas (Cantidad limitada de tamaños de agregado pétreo en la granulometría)

Propiedades de las mezclas asfálticas

Para determinar las propiedades de una mezcla, se debe tener en cuenta el diseño para la cual fue proyectada, debido a que cada una de acuerdo a su funcionalidad y su capacidad estructural dentro del pavimento tiene husos granulométricos, dosificaciones, adiciones, y condiciones de fabricación y de puesta en obra totalmente diferentes.

Dentro de las propiedades más destacadas de las mezclas asfálticas se encuentran: la resistencia a las deformaciones plásticas (producida por la aplicación de cargas a altas temperaturas y baja velocidad), resistencia a la fatiga (traducido en un aumento de las deformaciones elásticas en la superficie), la estabilidad (capacidad de resistir las tensiones de trabajo y de soportar la carga), la durabilidad (la capacidad que tendrá para resistir a largo plazo las condiciones a las que será expuesta como los rayos ultravioleta, el aire, el agua, y los demás agentes que puedan tener contacto con ella), la impermeabilidad (cuando así lo requiera, para proteger las capas inferiores de la acción del agua), y la resistencia al deslizamiento (proporcionada por la macrotextura y la microtextura de la capara de rodadura).

Figura 3. Propiedades técnicas de las mezclas asfálticas

Fuente. Alejandro Padilla Rodríguez, Mezclas Asfálticas, Capitulo 3.Universidad Politécnica de Cataluña.

Tipología de Mezclas Asfálticas en Caliente

Las mezclas asfálticas en caliente se caracterizan por la combinación de un ligante asfáltico, un agregado pétreo de granulometría continua o discontinua, polvo mineral y en ocasiones algunos tipos de modificantes y aditivos; mezclados en condiciones altas de temperatura para lograr el recubrimiento total de la película de asfalto sobre el material. La ejecución de estas mezclas incluyen las siguientes actividades: estudio de la mezcla y dosificación del diseño, fabricación de la mezcla, transporte a la obra, preparación de la superficie que va a recibir la mezcla y extensión y compactación de la mezcla.

Tipología de Mezclas Asfálticas Drenantes

Las mezclas asfálticas drenantes o son aquellas cuyo elevado porcentaje de vacíos permiten el paso fluido del agua a través de ella, para ser evacuada hacia los drenajes laterales y evitar su permanencia en la superficie de la capa de rodadura. Estas mezclas deben tener deben tener un contenido inicial de vacíos de al menos 16% para una adecuada permeabilidad.

Si bien es cierto que la implementación de estas mezclas pueden influir de forma positiva en la circulación vial y disminuir la accidentalidad en presencia de lluvia, estudios en España han revelado que la mejora en la calidad de la rodadura aumenta la velocidad de circulación, con lo cual el efecto puede ser contradictorio; además en condiciones invernales se han registrado placas de hielo sobre el pavimento, debido a que los aglomerados porosos se enfrían más con respecto a los densos, generando mayor peligrosidad en estas estaciones. En general a utilización de mezclas porosas genera en comparación con los pavimentos impermeables convencionales una seria de ventajas y limitaciones, que se pueden sintetizar de la siguiente forma.

Ventajas

Se consigue una mayor resistencia al deslizamiento en condiciones de lluvia y se reduce el fenómeno de hidroplaneo (presencia de una película de agua entre el neumático y la capa de rodadura), debido a que aumenta la macrotextura del pavimento y elimina el agua de la superficie; produce una elevada resistencia al deslizamiento a altas velocidades;genera mayor dispersión de luz y una mejor visibilidad del entorno y de la señalización horizontal debido a la reducción del agua superficial producida por las lluvias o dispersa por lo vehículos; adecuado comportamiento mecánico, debido a que evitan que se presenten deformaciones plásticas en la vida útil, y un buen diseño permite una buena cohesión y adherencia entre los agregados pétreos y el ligante asfáltico, evitando posibles mecanismos de degradación a causa de la disgregación o el desgaste por interacción llanta-pavimento; mitigación del ruido, debido a que los vacíos permiten el paso del aire y atenúan los efectos sonoros, y favorecen al medio ambiente y las poblaciones aledañas a los corredores viales.

Limitaciones

En las limitaciones encontramos: pérdida de permeabilidad con el paso del tiempo, debido a la posible saturación de los poros a causa de factores como el polvo, los derrumbes, la acción del tráfico, entre otros, que se evitan mediante un diseño óptimo con alto contenido de vacíos, resistencia al desgaste y alto porcentaje de caras fracturadas; necesidad de un soporte indicado, debe estar apoyada sobre una base firme, estructuralmente adecuada y completamente impermeable para garantizar el buen drenaje de capa de rodadura; menor resistencia a aceites y combustibles; posible disminución de la vida útil, debido a que el elevado número de huecos puede envejecer mas rápido el ligante y hacerle perder a la mezcla su adhesividad (para esto se usan normalmente asfaltos modificados que aumentan el espesor de la película del asfalto).

Caracterización de la superficie

Este tipo de mezclas ante la característica de un alto grado de porosidad, ayuda a que la estructura del pavimento este libre de agua y a que por infiltración sea conducida a través de canales de drenaje, como se muestra en la figura 4.

Figura 4. Función y estructura de un asfalto drenante.

Fuente. BP Bitumen España. Presentación.

Una de las características de este tipo de diseños es la resistencia al deslizamiento, determinada por dos tipos de condiciones, la Microtextura y la Macrotextura, explicadas a continuación.

Microtextura: Es la textura superficial de los agregados pétreos que presentan características ásperas, debido bajo estrictos parámetros de diseño al alto porcentaje de caras fracturadas.

Macrotextura: Es la textura superficial de la capa de rodadura, ocasionada por las partículas de los agregados que sobresalen a la superficie, dadas por el diseño y el tipo de mezcla, en este caso grueso, que exista en la superficie.

Figura 5. Representación de la superficie de una mezclas porosa.