Microaglomerados en frío – Análisis de la Lechada Asfáltica y la elección del agregado pétreo adecuado
Por: Marcelo Medina Santibáñez – Jefe Subdepartamento Nacional CAD – Dirección de Vialidad
José M. Zurita Ingeniero Civil – Subdepartamento de Conservación – Dirección de Vialidad
1.- Introducción
Es frecuente que en obras de pavimentación de caminos de bajo tránsito y en la conservación de carpetas de rodadura asfálticas o de hormigón, se usen mezclas asfálticas de microaglomerados a modo de sellos sobre pavimentos existentes para la mantención correctiva y preventiva del desgaste superficial.
Sin perjuicio de lo anterior, también se utilizan como capas de protección de bases o carpetas de rodadura granulares o estabilizadas, para la impermeabilización superficial.
El tipo de microaglomerado asfaltico más común es la Lechada Asfáltica, que consiste en un mortero asfáltico producto de la mezcla en frío de cuatro componentes básicos: AGREGADO PÉTREO, AGUA, EMULSIÓN ASFÁLTICA DE QUIEBRE LENTO y FILLER MINERAL.
Este mortero de consistencia pastosa es de fácil aplicación, la cual se puede realizar para grandes superficies mediante un equipo mecanizado de mezclado y caja esparcidora y como también para superficies menores, elaborado en betoneras y esparcido manualmente con rastrillos de goma.
La calidad final de la aplicación, está determinada por la calidad de los componentes a utilizar y la dosificación, efectuada por el Laboratorio de Obras Viales.
La dosificación entrega los porcentajes en peso de cada componente respecto del peso seco del agregado pétreo, para lograr una mezcla homogénea y de una consistencia que permita buena trabajabilidad y fluidez, condición que garantizará un buen trabajo de aplicación.
2.- Diseño de Lechadas Asfálticas
La técnica infalible para lograr este objetivo, es efectuar los ensayos descritos en las especificaciones técnicas del Manual de Carreteras, relacionados a la calidad de los materiales, y de esta manera cumplir los requisitos especificados para la mezcla.
Una vez aprobados los materiales a utilizar, el Laboratorio de Obras Viales efectúa una serie de mezclas del agregado pétreo con distintos porcentajes de agua, emulsión asfáltica y filler. Estas mezclas se someten a ensayos normalizados de abrasión y exudación, hasta encontrar el porcentaje óptimo de diseño de la mezcla para cada componente.
La Lechada Asfáltica preparada con el contenido óptimo de asfalto debe presentar buena trabajabilidad cuando se aplica, controlando el escurrimiento especificado entre 2 y 3 cm mediante el Ensaye de Consistencia del Cono.
3.- Aplicación de Lechadas Asfálticas
El ensaye de consistencia determina la cantidad óptima de agua requerida para formar una mezcla cremosa, homogénea, sin grumos, fluida, estable y trabajable para su colocación mecanizada con caja esparcidora o manual con rastrillos de goma.
La rugosidad se logra con la pasada superficial de una arpillera a la salida de la caja esparcidora.
4.- Análisis de resultados – Utilización de polvo de roca
Uno de los problemas principales que se ha presentado en la aplicación de Lechadas Asfálticas como capas de protección o sellos, se relaciona al tipo de agregado cuando se utiliza el polvo de roca.
Las características de los agregados pétreos están especificados en el Manual de Carreteras Volumen 5, Tabla 5.406.201.B – Granulometrías de los áridos para lechada asfáltica. En esta especificación, se incluye la ARENA y el POLVO DE ROCA como material chancado, siendo este último el que ha ocasionado muchos problemas, dada la deficiente calidad de la lechada asfáltica resultante, lo cual ocurre fundamentalmente cuando el agregado proviene de plantas chancadoras de cono, las que producen un polvo de roca con muchas partículas lajeadas que segregan el material, lo que se observa en los acopios y que originan mezclas heterogéneas difíciles de trabajar y cohesionar.
Lo anterior, da como resultado una superficie de rodadura heterogénea producto de la segregación del material en la tolva del equipo mecanizado y a la salida del mezclador, concentrándose el material fino en el centro de la caja esparcidora y el agregado más grueso distribuido hacia los bordes, lo que se refleja claramente en la pista.
La aplicación de la Lechada Asfáltica con este tipo de material, y dada la escaza trabajabilidad de la mezcla, provoca que gran parte de la masa no fluya y permanezca en la caja esparcidora, por lo que una vez levantada dicha caja, debe sacarse con pala la lechada acumulada y llevarla a botadero.La Capa de Protección aplicada con polvo de roca, una vez entregada a tránsito, comienza con un acelerado desprendimiento del material lajeado.
Si bien la superficie de rodadura granular no
queda expuesta, se va a generar un deterioro prematuro que implicará nuevamente una aplicación del Sello.
Lo anterior, además de limitar la vida útil de la carpeta de rodadura, eleva los costos y disminuye la confianza de los habitantes beneficiados, ya que la frecuencia de las intervenciones en el camino se aumenta dado el acelerado deterioro, y por otra parte, se produce acumulación del polvo de roca desprendido en las orillas del camino.
5.- Revisión de experiencia internacional
La experiencia internacional nos muestra que los mejores resultados de lechadas asfálticas se obtienen con la utilización de arenas naturales o de agregados triturados sin material lajeado.
Como ejemplo actual, en Europa la lechada asfáltica se define como una mezcla de una emulsión de quiebre lento en base un asfalto emulsionado puro y de gravilla de canto rodado (arena). La granulometría es inferior a 4 mm con un porcentaje de finos superior a 12%.
El porcentaje de incorporación del filler mineral es muy importante, ya que mejora la dispersión de las partículas de la estructura granular, facilita la trabajabilidad, produce una mezcla más densa, estable, con mayor poder impermeabilizante y muy cohesiva por la formación del mástic asfáltico resultante del par asfalto-filler.
Una lechada asfáltica efectuada con arenas normales y la dosificación de acuerdo a lo expuesto anteriormente, resulta con una superficie homogénea, cohesionada que no experimenta desprendimientos prematuros de agregados.
6.- Conclusiones
Una capa de protección bien ejecutada, además de impermeabilizar la superficie para evitar deterioros por acción del agua y el desgaste por el tránsito, permite disminuir la cantidad de intervenciones en un camino, en comparación a las que se deben realizar sobre una carpeta de rodadura granular. Por otra parte, los usuarios tienden a confundir el sello superficial con una carpeta de rodado asfáltica de mezcla en caliente.
Sin perjuicio de lo anterior, y de acuerdo a los resultados obtenidos con la utilización del polvo de roca que se utiliza actualmente, que impide una mezcla ni una distribución homogénea debido a la segregación del material, resultando una superficie con desprendimientos y acumulación del agregado a las orillas del camino con el paso del tránsito, es que sería necesario utilizar Arena o una mezcla de Arena y polvo de roca, tal y como se indica en la especificación técnica en el Manual de Carreteras.
Es de suma importancia las actividades que debe desarrollar el Laboratorio de Obras Viales, para realizar los ensayes indicados en las especificaciones técnicas, como también en el seguimiento de la ejecución de las obras. En este sentido, se debe permanentemente revisar la trabajabilidad de la mezcla y la distribución sobre la superficie.
Asimismo, los Laboratorios de Obras Viales deben revisar la dosificación cuando cambian características del agregado. Lo anterior, se refleja en las texturas superficiales, tal y como se muestra en la Fig. 15, donde una pista se aprecia con una terminación más cerrada y otra más rugosa, ya que se utilizó la misma dosificación en materiales distintos, generando esta situación al no modificar los porcentajes de emulsión necesarios.
Otro efecto observado en zonas donde las superficies están expuestas a mayores cantidades de radiación solar, se refiere a la aparición de grietas de retracción superficial por temperatura, dado el envejecimiento prematuro, que genera rigidez del sello asfáltico.