Los fundamentos de una compactación de asfalto exitosa

La compactación del asfalto es una parte esencial del proceso de pavimentación flexible. La producción, el tendido y la compactación de mezcla asfáltica en caliente (HMA) o mezcla asfáltica en caliente (WMA) tienen un límite de tiempo; es por eso que realmente no se pueden permitir demoras en este proceso de construcción. Incluso los retrasos moderados pueden interferir con la capacidad de lograr el objetivo final de los pavimentos de larga duración.

Es importante saber cómo realizar cada fase del proceso de compactación de asfalto; es fundamental seguir las mejores prácticas. Estas son las cosas más importantes que debe saber sobre cada paso.

TRES FASES DE COMPACTACIÓN DE ASFALTO

Históricamente hablando, la industria de pavimentación ha reconocido que existen múltiples actividades involucradas en la eliminación de vacíos de aire de los materiales de pavimentación. Esto se logra durante las tres fases de la compactación del asfalto:

1. La regla de adoquín es la primera herramienta utilizada para mejorar la capacidad de carga de los materiales del pavimento durante el proceso de colocación.
2. Compactación con rodillo es la siguiente fase. Según la aplicación, las especificaciones del material, el tipo de adoquín y otras variables, se emplean uno o más compactadores para aumentar aún más la densidad del pavimento.
3. La fase final es la compactación del tráfico a través de vehículos de carretera. La industria reconoce que los altos volúmenes de tráfico de camiones pesados ​​reducirán aún más los vacíos de aire en el pavimento. Esto es cierto incluso cuando el pavimento se ha compactado adecuadamente durante las fases de construcción de colocación y compactación con rodillo.

Echemos un vistazo más profundo a los procedimientos de cada fase.

PROCESO DE COMPACTACIÓN DE REGLA DE ADOQUIN

Muchas variables influyen en la capacidad de la regla de la pavimentadora para eliminar los vacíos de aire de la mezcla asfáltica de pavimentación. Según el tipo de regla, su peso, la velocidad de pavimentación y otras variables, la densidad del material después de la colocación puede oscilar entre un 70 % de densidad relativa y un 90 % de densidad relativa, incluso más alta en algunos casos. Los reglones, que utilizan la influencia de la vibración durante la colocación, generalmente producen una densidad general algo más baja, pero son capaces de pavimentar a velocidades más rápidas para aplicaciones donde la productividad es más importante. Las reglas vibratorias permiten una velocidad de pavimentación de hasta 100 pies (30 metros) por minuto.

Los reglones de apisonamiento equipados con barras de apisonado simples o dobles normalmente producirán una mayor densidad, pero lograrán esto a velocidades de pavimentación más lentas. La velocidad de avance de las reglas apisonadoras está limitada por la frecuencia de los apisonadores y por el ancho de la barra apisonadora, que se relaciona con la superficie de contacto. Las velocidades de pavimentación con un reglón de barra apisonadora rara vez superan los 33 pies (10 metros) por minuto. Por lo general, esto se considera demasiado lento para el tipo de pavimentación asfáltica que normalmente se realiza en América del Norte.

La temperatura a la que la pavimentadora coloca el pavimento es importante para una compactación exitosa, pero depende del material. Las mezclas de asfalto con masilla de piedra (SMA, por sus siglas en inglés) se producen con aglomerantes que son relativamente rígidos y agregados que a menudo son bloques y de granulometría gruesa. El SMA se produce regularmente a temperaturas superiores a 350 ° Fahrenheit (176 ° Celsius) y se coloca antes de que la mezcla se enfríe por debajo de 300 ° Fahrenheit (149 ° Celsius).

Las mezclas Superpave que contienen ligantes modificados con polímeros se producen y procesan a temperaturas altas similares. Las mezclas Marshall con ligantes asfálticos puros se fabrican a temperaturas algo más bajas para evitar que se dañe el ligante por sobrecalentamiento. Estas mezclas generalmente se colocan a temperaturas entre 250° y 300° Fahrenheit (121° y 149° Celsius). Las mezclas de tecnología más nueva, llamadas mezcla asfáltica tibia (WMA, por sus siglas en inglés), permiten que las temperaturas de mezcla se reduzcan hasta 100 ° Fahrenheit (38 ° Celsius) para lograr ahorros de energía considerables durante la producción.

El tiempo de procesamiento para todas estas mezclas es aproximadamente de la misma duración. La uniformidad de la temperatura durante el proceso de pavimentación es fundamental para lograr un contenido de vacíos de aire y una capacidad de carga uniformes en el pavimento.

PROCESO DE COMPACTACIÓN CON RODILLO

El proceso de compactación con rodillo es parte integral de la construcción de pavimentos flexibles de alta calidad. Al seguir pavimentadoras con reglas vibratorias, los compactadores deben aumentar la densidad del material en un 20 por ciento en promedio. Esto debe completarse antes de que la temperatura de la mezcla del pavimento asfáltico caiga por debajo de su límite de trabajabilidad. Dependiendo de las propiedades de la mezcla y otras variables, este límite de baja temperatura puede ser tan cálido como 175° Fahrenheit (80° Celsius) o tan frío como 120° Fahrenheit (50° Celsius), según el diseño de la mezcla y las propiedades del aglomerante de cemento asfáltico.

La trituración con rodillo es la parte más importante del proceso de compactación del asfalto y hace que la mayoría de los vacíos de aire se eliminen del pavimento estructura. Es importante seleccionar el tipo y el tamaño adecuados de equipo de compactación para la compactación y para cubrir uniformemente toda la superficie del pavimento.

La selección de un compactador de averías a menudo se realiza en función de su ancho de rodadura y de la optimización de la cobertura uniforme del panel pavimentado. Por ejemplo, si el ancho de colocación es de 12 pies (3,66 metros), un compactador de averías con un ancho de tambor de 79 pulgadas (2 metros) puede cubrir el ancho del panel en dos pasadas, una al lado de la otra, con suficiente voladizo de los bordes del tambor y superposición en el centro.

La selección de un compactador de averías con un ancho de tambor más estrecho reducirá la productividad, ya que serán necesarias tres pasadas una al lado de la otra para cubrir correctamente el panel. Seleccionar un compactador de averías con un tambor más ancho no aumentará la productividad. De hecho, esto puede provocar una densidad de paneles no uniforme cuando se produce una superposición excesiva en el patrón de rodadura.

Los compactadores que siguen al compactador de ruptura también deben seleccionarse para que el tren compactador logre los objetivos de densidad y suavidad mientras mantiene el equilibrio de productividad establecido por el tren de pavimentación.

PROCESO DE COMPACTACIÓN DEL TRÁFICO

Las agencias y los grupos de investigación dentro de la industria de la construcción de pavimentos flexibles han demostrado que los pavimentos reciben una mayor reducción de los vacíos de aire a través de los efectos del peso del tráfico sobre el pavimento. La prueba de carretera AASHO fue una serie de experimentos realizados por la Asociación Estadounidense de Oficiales de Carreteras Estatales a fines de la década de 1950 para determinar el desempeño de las estructuras de pavimento bajo carga. El Informe Especial emitido luego de estas pruebas mostró que el mayor daño al pavimento fue causado por el tráfico de camiones en la carretera. La carga legal para camiones de eje tándem era de 48 000 libras (21 770 kg) en los ejes del remolque y de 12 000 libras (5440 kg) en los ejes del tractor. Se descubrió que un semirremolque, que en ese momento estaba equipado con neumáticos de capas diagonales inflados a 70-80 psi (4,8-5,5 bar), causaba más daños en el pavimento que más de 50 000 automóviles de pasajeros y camionetas.

La capacidad de diseñar y construir estructuras de pavimento flexibles de manera adecuada permite que se produzca la compactación del tráfico sin crear fallas prematuras en el pavimento o deterioro excesivo de la superficie del pavimento. La atención a los detalles durante el proceso de selección de materiales, el diseño del pavimento y las actividades de construcción en campo dará como resultado pavimentos flexibles de larga duración que solo requieren mantenimiento de rutina. La compactación exitosa del asfalto allana el camino hacia la responsabilidad fiscal, mantiene feliz al público automovilista y además ayuda a evitar demoras en el tráfico en las zonas de construcción.