Dominando la Compactación de Asfalto: Técnicas Clave para Pavimento Duradero

La compactación de asfalto es parte esencial del proceso de pavimentación flexible. La producción, tendido y compactación de asfalto en caliente (HMA) o tibio (WMA) son procesos sujetos a tiempo — por eso los retrasos no pueden permitirse. Incluso retrasos moderados pueden interferir con la capacidad de lograr el objetivo final de pavimentos de larga vida.

Saber cómo realizar cada fase del proceso es importante — seguir mejores prácticas es crítico. Aquí lo más importante sobre cada paso.

TRES FASES DE LA COMPACTACIÓN DE ASFALTO

Históricamente, la industria ha reconocido que hay múltiples actividades involucradas en la remoción de vacíos de aire de materiales de pavimentación. Esto se logra durante tres fases:

1. El rodillo de la extendedora (paver screed) es la primera herramienta para mejorar capacidad de carga de materiales durante el tendido.
2. La compactación con rodillo es la siguiente fase. Dependiendo de aplicación, especificaciones, tipo de extendedora y otras variables, se emplean una o más compactadoras para aumentar densidad del pavimento.
3. La fase final es compactación por tráfico vía vehículos en carretera. La industria reconoce que altos volúmenes de tráfico pesado reducirán aún más vacíos de aire. Esto es cierto incluso cuando el pavimento se compactó correctamente durante construcción.

Veamos más a fondo los procedimientos de cada fase.

PROCESO DE COMPACTACIÓN CON RODILLO DE EXTENDEDORA

Muchas variables influyen en la capacidad del rodillo para remover vacíos de aire de la mezcla. Dependiendo del tipo de rodillo, su peso, velocidad de tendido y otras variables, la densidad tras tendido puede variar desde 70% densidad relativa hasta 90% o más. Rodillos que usan vibración durante tendido generalmente producen densidad general algo menor, pero permiten velocidades más rápidas para aplicaciones donde productividad es prioridad. Rodillos vibratorios permiten velocidades hasta 100 pies (30 m) por minuto.

Rodillos de apisonamiento equipados con barras simples o duales típicamente producen mayor densidad, pero a velocidades más lentas. La velocidad de avance está limitada por frecuencia de los apisonadores y ancho de la barra, que se relaciona con superficie de contacto. Velocidades con barra de apisonamiento rara vez superan 33 pies (10 m) por minuto. Generalmente considerado demasiado lento para pavimentación típica en Norteamérica.

La temperatura a la que el pavimento es tendido por la extendedora es importante para compactación exitosa, pero depende del material. Mezclas asfálticas másticas (SMA) se producen con ligantes rígidos y agregados a menudo bloques y gruesos. SMA se produce regularmente sobre 350°F (176°C) y se tiende antes de enfriar bajo 300°F (149°C).

Mezclas Superpave con ligantes modificados con polímeros se producen y procesan a temperaturas altas similares. Mezclas Marshall con ligantes asfálticos limpios se hacen a temperaturas algo menores para evitar daño por sobrecalentamiento. Típicamente se colocan entre 250° a 300°F (121° a 149°C). Nuevas tecnologías, asfalto tibio (WMA), permiten reducir temperaturas de mezcla hasta 100°F (38°C) para ahorro energético considerable.

El tiempo de procesamiento para todas estas mezclas es aproximadamente la misma duración. La uniformidad de temperatura durante pavimentación es primordial para lograr contenido uniforme de vacíos y capacidad de carga.

PROCESO DE COMPACTACIÓN CON RODILLO

El proceso de compactación con rodillo es integral para construcción de pavimentos flexibles de alta calidad. Al seguir extendedoras con rodillos vibratorios, las compactadoras necesitan aumentar densidad del material 20% en promedio. Esto debe completarse antes de que la temperatura de la mezcla caiga por debajo de su límite de trabajabilidad. Dependiendo de propiedades de mezcla y otras variables, este límite bajo puede ser tan cálido como 175°F (80°C) o tan fresco como 120°F (50°C), dependiendo del diseño y propiedades del ligante.

El rodado de desmenuzado es la parte más importante del proceso y resulta en la remoción de la mayoría de vacíos de aire. Es importante seleccionar tipo y tamaño adecuado de equipo para rodado de desmenuzado y cubrir uniformemente toda la superficie.

La selección de compactadora de desmenuzado a menudo se basa en su ancho de rodado y optimizar cobertura uniforme del panel. Por ejemplo, si el ancho de tendido es 12 pies (3.66 m), una compactadora con tambor de 79 pulgadas (2 m) puede cubrir el ancho en dos pasadas lado a lado con solape suficiente de bordes y solape central.

Seleccionar compactadora con tambor más estrecho reducirá productividad ya que se necesitarán tres pasadas. Seleccionar una más ancha no aumentará productividad; de hecho, puede causar densidad no uniforme cuando ocurre solape excesivo en el patrón.

Las compactadoras que siguen a la de desmenuzado también deben seleccionarse para que el tren logre ambos objetivos de densidad y suavidad manteniendo equilibrio de productividad del tren de pavimentación.

PROCESO DE COMPACTACIÓN POR TRÁFICO

Agencias y grupos de investigación en la industria de pavimentos flexibles han probado que los pavimentos reciben reducción adicional de vacíos por efectos de peso del tráfico. El Test AASHO fue una serie de experimentos por la Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales a finales de los 50 para determinar rendimiento de estructuras bajo carga. El informe mostró que el mayor daño fue causado por tráfico de camiones en carretera. La carga legal para camiones tándem era 48,000 libras (21,770 kg) en ejes de remolque y 12,000 libras (5,440 kg) en ejes de tractor. Un semirremolque con neumáticos diagonales a 70-80 psi (4.8-5.5 bar) causaba más daño que más de 50,000 autos y camionetas.

La capacidad de diseñar y construir estructuras de pavimento flexible permite que la compactación por tráfico ocurra sin crear fallo prematuro o daño excesivo. Atención al detalle durante selección de materiales, diseño y actividades de construcción resultará en pavimentos flexibles de larga vida requiriendo solo mantenimiento rutinario. La compactación exitosa allana el camino a responsabilidad fiscal, mantiene contento al público y ayuda a evitar retrasos en zonas de construcción.