DISEÑO DE PAVIMENTOS IV: EFECTO DE SEPARACIÓN DEL LIGANTE ASFÁLTICO Y EL AGREGADO PÉTREO (STRIPPING)
Definición
En el diseño de mezclas asfálticas dos de las propiedades más frecuentes y determinantes a evaluar son la adhesión y la cohesión, caracterizadas principalmente por el nivel de interacción físico-químico entre el agregado pétreo y el ligante. Ésta interface es quizás la mas importante para que la capa de rodadura y la estructura del pavimento cumplan con las exigencias mecánicas y tengan una considerable vida útil. El agua es el factor que más afecta esta unión asfalto-agregado lograda durante la mezcla, debido a que en zonas de precipitación entra en contacto con la mezcla, y por la afinidad mayor entre ésta y los materiales pétreos ocupa el espacio del ligante, y desplaza la película de asfalto ocasionando su separación del agregado; este fenómeno es conocido como “stripping”, y está muy ligado a los procesos de degradación que ocurren en los pavimentos.
Causas
El stripping según estudios (Peterson (1982), Stuart (1986), Bagampadde (2005)) es ocurrido por la reacción química entre el asfalto y el agregado, dependiente de la calidad de la composición mineralógica éste último, y sus causas involucran aspectos químicos, físicos, mecánicos y termodinámicos. Así mismo es importante analizar el papel del asfalto, debido a que si bien es cierto éste al ser hidrófobo, es repelido por el agua, ésta tiene componentes químicos como el oxígeno y otros más capaces de provocar cambios en las propiedades químicas y físicas del ligante asfáltico. En la figura 6 se explica más claramente este proceso.
Figura 6. Esquema idealizado del proceso de contracción del concreto asfáltico y separación del agregado pétreo.
Fuente. Hugo Rondón; Luis Ángel Moreno, Influencia del agua en fenómeno de stripping en mezclas asfálticas; estudio sobre el ligante.
De esta manera dentro de los problemas que más afecta el agua a las mezclas asfálticas se encuentran, la falta de cohesión en las moléculas del ligante, la falta de adhesión entre el asfalto y el agregado, y la falta de cohesión entre las moléculas del agregado. La figura 7 muestra las consecuencias de cada una de estas fallas sobre la estructura del pavimento.
Figura 7. Causas mala adhesión y cohesión en la mezcla.
Fuente. Luis Enrique Ramírez, Como saber si nuestra mezcla asfáltica será resistente a la acción del agua. 2008
El agua de igual manera puede ingresar a la estructura del pavimento por un mal secado de los agregados, por fisuras o grietas en la capa de rodadura, aguas subterráneas provenientes de altos niveles freáticos que producen una cabeza hidrostática, vapor de agua de la subrasante y agua capilar de la subrasante. Es importante destacar que en cuanto a prevenciones para evitar el “stripping” se trata, se debe: evitar usar agregado pétreo recién triturado, debido a que sus moléculas tardar en reorientarse al menos una semana y por ende al usarlo inmediatamente es propenso a este fenómeno; eliminar todo contenido de polvo o arcilla que se encuentre sobre la superficie del material, ya que este evita la buena adherencia con el asfalto y deja pequeños poros por los cuales se permite el acceso de agua; evitar colocar las mezclas sobre capas granulares húmedas, o sobre rodaduras viejas que eviten el libre drenaje; y evitar aditivos anti-strip en ciertas condiciones de trabajo, donde producen un efecto contrario y ante la reacción agua-ligante se convierten en emulsiones espontáneas que hacen perder la adhesión con la mezcla.
En el siguiente articulo hablaremos sobre las características del diseño entre el cemento asfáltico colombiano y el venezolano.
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