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¿Qué es una recicladora de asfalto?

 

descargaQuizás sea pertinente insistir en la necesidad que tenemos de conservar nuestras infraestructuras. De este tema ya hablamos en su momento en un post denominado “la crisis de las infraestructuras“. Hoy vamos a seguir la línea abierta comentando el reciclaje de firmes. Se trata de una simple pincelada de lo que nuestros alumnos aprenden con mayor profundidad en la asignatura de Procedimientos de Construcción en nuestra escuela de ingenieros de caminos de Valencia.

El reciclado del asfalto no es algo nuevo. El pavimento de una carretera está sujeto a un envejecimiento progresivo debido a la acción del tráfico, la meteorología y del propio material. Sin embargo, volver a calentar el asfalto para regenerarlo producía un  material seco y grumoso que conservaba poco de los aceites del hormigón asfáltico original. A menudo, el asfalto se volvía a calentar de forma estática, sin agitarlo ni mezclarlo durante el proceso. Esto daba como resultado temperaturas desiguales que producían resultados dispares; una parte estaba muy caliente, otra parte estaba demasiado fría y otra a la temperatura justa. Hoy día, donde los costos del petróleo crecen y los presupuestos son escasos, la recicladora de asfalto es una forma económica de mantener las superficies asfaltadas sin dañar el medioambiente, reciclando los productos de hidrocarburos en lugar de desecharlos y utilizar material nuevo en reemplazo. El reciclaje de asfalto tiene numerosas ventajas. Una de ellas es que permite utilizar el 100% del pavimento dañado, lo que  disminuye los costos de mantenimiento vial en más de 40%.

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Para reciclar el asfalto, se pueden usar diversas técnicas.  Todas ellas se basan en la reutilización de los materiales del firme defectuoso, a los que se pueden añadir otros materiales. Los tipos habituales, sin considerar el reciclado en planta, son los siguientes:

  • Reciclado “in situ” en caliente: Se reutilizan todos los materiales del firme mediante una aportación de calor que se realiza en la misma obra. El firme se calienta con unos quemadores y se fresa en un grosor determinado. A este material se añaden agentes rejuvenecedores. La nueva mezcla se extiende y compacta mediante medios convencionales.
  • Reciclado templado “in situ”: En este caso la temperatura de fabricación se menor a la anterior, lo cual presenta ventajas desde el punto de vista medioambiental. Se utilizan para ello emulsiones bituminosas.
  • Reciclado “in situ” en frío con cemento: Se fresa en frío un cierto espesor del firme y se mezcla con un conglomerante hidráulico (normalmente cemento). La mezcla se extiende y compacta.
  • Reciclado “in situ” en frío con emulsiones bituminosas (RFSE):  Tras el fresado, se mezcla el material envejecido con emulsiones y otros aditivos. Se extiende, compacta y cura la capa

 

Si queréis ampliar información, os dejo el enlace a la página de ANTER (Asociación Nacional Técnica de Estabilizados de Suelos y Reciclado de Firmes): http://www.anter.es/. A continuación os dejo varios vídeos para que veáis la maquinaria y la forma de realizar el reciclado de asfalto. Espero que os gusten.

 

(más…)

20 Marzo, 2017
 
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Los betunes fluidificados o “cut-backs”

MiguelLos betunes fluidificados o cut-backs son ligantes obtenidos por adición a un betún de fracciones más o menos volátiles, procedentes de la destilación del petróleo. Facilitan el empleo de betunes cuando se exigen unas viscosidades de aplicación menores que las que se obtienen calentando fuertemente el material. El betún fluxado se obtiene al mezclar betún asfáltico con aceites derivados de la hulla. Su empleo produce el mismo efecto que el de los fluidificados con la ventaja de que no tiene problemas de inflamabilidad. Ambos son ligantes de mucha menos consistencia a temperatura ambiente, llegando incluso a ser líquidos. Tras su aplicación, el aceite se evapora a una velocidad característica de cada producto: es el proceso de curado, que permite distinguir los betunes fluidificantes de curado rápido de los de curado medio. Para caracterizar tanto las emulsiones fluidificadas y fluxantes, como las bituminosas se realizan los ensayos de viscosidad relativa y de destilación para ver las proporciones en las que se encuentran los diferentes componentes.

Os dejo a continuación un vídeo explicativo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid. Espero que os sea de utilidad.

Referencia:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.

La compactación de las mezclas asfálticas

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Una de las tareas más delicadas e importantes de la puesta en obra del aglomerado asfáltico es su compactación, pues de ella depende en gran parte la calidad final del firme. Se trata de alcanzar una alta densidad que garantice la durabilidad prevista e impida irregularidades superficiales. La compactación debe llegar a la densificación marcada por el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares, normalmente entre el 95 y 98 % de la densidad Marshall de referencia, todo ello conservando la geometría superficial dada por la extendedora.

La compactación se realizará siempre que la trabajabilidad de la mezcla sea la suficiente. En las mezclas en caliente se debe comenzar a compactar con la temperatura más alta posible (superior a 120ºC), siempre que se pueda soportar la carga del compactador sin arrollamientos ni agrietamientos. En frío debe existir la suficiente presencia de fluidificantes en las mezclas abiertas o de la propia agua de la emulsión en las mezclas densas.

Los factores que influyen en la compactación de un aglomerado asfáltico son, entre otros, los siguientes:

  • Tipo de firme: Cada tipo de mezcla presentará diferente dificultad para ser compactado, por ejemplo, la fracturación, tamaño y forma de los áridos.
  • Acabado superficial: Según la calidad del acabado requerido la compactación deberá realizarse de forma diferente.
  • Contenido de betún: El betún actúa como lubricante entre las partículas, aunque no debería ser excesivo para evitar la inestabilidad de la mezcla.
  • Proporción y tipo de fíller: A mayor contenido de fíller, mayor dificultad de compactación, puesto que actúa como estabilizante del betún.
  • Espesor de capa: Si bien un mayor espesor de capa produce más rendimiento, el espesor suele estar marcado por el proyecto.
  • Temperatura: La temperatura de compactación de la mezcla en caliente siempre es muy superior a la del ambiente, por lo que se enfría rápidamente, impidiendo la compactación posterior. Pero tampoco es acertado pasarse en temperatura, pues provoca la inestabilidad de la mezcla. Se pueden dar los siguientes valores a efectos prácticos:
    • Temperatura a la salida de la planta              135 – 180º
    • Temperatura a la salida de la extendedora    120 – 150º
    • Temperatura durante la compactación          85 – 150º

La primera compactación la realiza la propia extendedora, llegando con su vibración a conseguir un 80% de la densidad teórica Marshall. Aunque esta cifra parece elevada, es lo suficientemente baja como para tener que compactar con maquinaria específica.

Las primeras zonas a compactar son las juntas transversales, las longitudinales y el borde exterior, por este orden. En el caso de las transversales la compactación se realiza perpendicularmente al eje de la calzada. Una vez compactadas juntas y borde, la compactación de la calle se iniciará por la zona más baja progresando hacia la más alta mediante solapes de las sucesivas pasadas. En zonas de difícil acceso, hay que emplear pequeños compactadores mecánicos o incluso pisones manuales.

En cuanto al tipo de compactador necesario, éste dependerá del tipo de mezcla y su espesor. En algunos casos se exige un tramo de prueba que determine las características de los compactadores y el número de pasadas necesario. Lo habitual es el uso de compactadores de neumáticos con alta o media presión y rodillos lisos con o sin vibración.

La compactación se realiza normalmente combinando diferentes equipos. Lo más habitual es combinar un compactador de neumáticos, que cierra la mezcla por efecto de amasado, y un compactador de llanta metálica, que corrige las posibles marcas o roderas del anterior equipo. También es muy útil el uso de rodillos mixtos neumáticos-vibrantes que reúnen las ventajas de ambas máquinas.

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Los compactadores de rodillo liso sin vibración sólo se emplean en mezclas de pequeño espesor para dar un buen acabado superficial, siempre que se hayan utilizado previamente compactadores de neumáticos. Deben ser compactadores ligeros y con baja presión lineal. Suelen ser compactadoras vibratorias tándem de 8 a 18 t que trabajan sin vibración.

Con los compactadores de neumáticos se debe trabajar con presiones no muy elevadas al principio para acabar la compactación con mayores presiones. Además, tendrán ruedas lisas, en número, tamaño y disposición que permitan el solape de las ruedas delanteras y trasera, con faldones de lona protectores para evitar el enfriamiento de los neumáticos. La compactación dependerá de la carga total por rueda, de la presión y rigidez del neumático, lo cual provoca la presión de contacto. Existe un efecto de amasado y el efecto compactador en profundidad es mayor que el de rodillos metálicos.

Los compactadores vibratorios se usan ampliamente, excepto para capas delgadas, combinando adecuadamente las amplitudes y frecuencias. Estos compactadores trabajan a frecuencias mayores que los usados en suelos, por encima de las 2000 r.p.m., del orden de 2500 a 3000 r.p.m., pues si son inferiores su eficacia baja mucho; con masas excéntricas más pequeñas para cumplir las exigencias de terminación y compactación. Las primeras pasadas suelen realizarse a frecuencias bajas. Para capas gruesas suelen emplearse amplitudes altas y frecuencias bajas y para las capas delgadas lo contrario.

A continuación os dejo un vídeo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, donde se explica la compactación de las mezclas asfálticas. Espero que os sea de utilidad.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.

18 Febrero, 2016
 
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Transporte de aglomerado asfáltico en caliente

Transporte y extendido de aglomerado asfáltico. http://www.madrid.es/

El transporte de las mezclas asfálticas se realiza mediante camiones volquete desde la planta al tajo de extensión. La caja basculante debe estar limpia y ligeramente humedecida con agua jabonosa para evitar que la mezcla se adhiera. La caja debe ser corta y alta, con una capacidad acorde con la tolva de recepción de la extendedora. Además, deben disponerse lonas o cobertores para proteger la mezcla del agua, polvo o de la pérdida de calor por viento. El número de camiones necesario depende de la capacidad de puesta en obra de la extendedora, siempre que no quede limitada por la producción de la planta de fabricación, y de la distancia de transporte. Se aconseja cierto sobredimensionamiento en la flota de camiones para evitar retrasos o prever posibles averías. Un aspecto clave en la puesta en obra de las mezclas asfálticas en caliente es la distancia de transporte. El enfriamiento de la mezcla depende fundamentalmente de la temperatura ambiente y del viento. Con una lona de protección, la pérdida de temperatura de la masa es de pocos grados, enfriándose una pequeña costra superficial, lo que permite distancias máximas de transporte apreciables. Así, en camiones de gran capacidad, se pueden llegar hasta unos 25 km, e incluso en circunstancias excepcionales, a más de 100 km. Otro aspecto importante es la segregación del material, que se evitará minimizando las alturas de descarga la formación de montones cónicos. El material se deberá mover lentamente durante la carga, ayudando manualmente si es necesario la distribución lateral. Durante el transporte se pueden apreciar razones que pueden motivar el rechazo de la mezcla:

  • Temperatura alta: Se detecta cuando la mezcla desprende un humo azulado, en cuyo caso se debe comprobar la temperatura.
  • Temperatura baja: La mezcla presenta un aspecto poco fluido, con los áridos gruesos mal cubiertos. Se debe comprobar la temperatura.
  • Exceso de ligante: Es fácil de detectar si la mezcla fluye o asienta más de lo normal. Se debe tomar una muestra y señalar la zona por si hay que levantarla en el caso de confirmarse el exceso.
  • Defecto de ligante: Falta brillo en la mezcla y los áridos no se encuentran perfectamente recubiertos, con un aspecto suelto del material. Se procederá igual que con el exceso.
  • Falta de uniformidad: Se aprecia el distinto aspecto de la mezcla en distintas zonas.
  • Exceso de árido grueso: El aspecto de la mezcla es parecido al de exceso de ligante, pero una vez extendida la capa, se aprecia una textura más gruesa y abierta de lo normal.
  • Exceso de árido fino: El aspecto es el del defecto de ligante, que se puede comprobar observando la textura superficial de la mezcla una vez extendida, así como su comportamiento al compactarla.
  • Exceso de humedad: Se observa un desprendimiento de vapor al descargarse la mezcla y a veces parece como si tuviera un falso exceso de ligante.
  • Segregación de la mezcla: Se observa una segregación excesiva entre gruesos y finos al extender la mezcla.
  • Contaminaciones: Durante el transporte puede contaminarse la mezcla con gasoil, agua, polvo, restos vegetales, etc.

A continuación os dejo un vídeo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, que explica el transporte de la mezcla asfáltica hasta su lugar de colocación.

También os paso un vídeo donde se puede ver un camión de transporte de aglomerado en caliente:

Referencias: YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes Universitat Politècnica de València.

17 Febrero, 2016
 
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Ejecución de un pavimento asfáltico

Planta

El profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, nos explica en este vídeo la extensión de las mezclas asfálticas. Espero que os sea de utilidad.

También os dejo a continuación un vídeo de unos 10 minutos donde se explican las fases en la ejecución de la pavimentación asfáltica. Está en inglés, pero pueden activarse los subtítulos. Espero que os guste.

Referencia:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.

 

25 Enero, 2016
 
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Fabricación de mezclas bituminosas en frío

Mezcla en frío

Las mezclas en frío pueden ser abiertas o densas. Las mezclas abiertas, las más difundidas en España por motivos económicos, presentan un contenido de huecos superior al 25%, un bajo contenido de finos y un escaso contenido de fíller inferior al 2%. Las mezclas densas utilizan áridos finos en su composición, emplean como ligante una emulsión de betún puro y un contenido en huecos en mezcla, una vez compactada, menor del 10%. Según el contenido del ligante, las mezclas densas en frío pueden clasificarse en aglomerados densos en frío o grava-emulsiones.

Se pueden elaborar las mezclas abiertas en frío mediante dos sistemas diferentes:

  • En plantas fijas muy simples, al no ser necesario el calentamiento de los áridos, y puesta en obra con extendedora convencional.
  • Con mezcladores móviles sobre camión que fabrican y extienden en un proceso continuo.

 

Las plantas fijas constan de los siguientes elementos:

  • Tolvas de dosificación volumétrica de áridos. Normalmente son tres tolvas, con un mínimo de dos.
  • Sistema de cintas transportadoras hasta el mezclador.
  • Depósitos de ligante, con dosificación mediante bomba de paletas o engranajes y contador de vueltas o manómetro.
  • Mezcladora continua, que suele ser de doble eje horizontal. Con una cuba de capacidad fija, el tiempo de permanencia o ciclo de amasado se regula mediante la inclinación sobre la horizontal del mezclador y la mayor o menor energía de amasado por la velocidad de giro de las paletas.

 

 

Resulta curioso que en España las técnicas de aglomerado en frío presentan una utilización menor de la que debiera. Una reflexión sobre el tema la podéis ver en el siguiente enlace del profesor Miguel Ángel del Val: http://nosolocarreteras.blogspot.com.es/2014/05/por-que-no-se-utilizan-mas-las-tecnicas.html.

Os dejo a continuación un vídeo explicativo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, referido al diseño y ejecución de las lechadas bituminosas y los microaglomerados en fríos. Espero que os sea de utilidad.

Asimismo, dejo algunos vídeos al respecto. Espero que os gusten.

Elaboración de mezcla asfáltica

Una mezcla asfáltica, también denominada aglomerado, en general es una combinación de un ligante hidrocarbonato y agregados minerales pétreos. Las proporciones relativas de estos minerales determinan las propiedades físicas de la mezcla así como el rendimiento de la misma como mezcla terminada para un determinado uso. Las mezclas asfálticas se emplean en la construcción de firmes, ya sea en capas de rodadura o en capas inferiores y su función es proporcionar una superficie de rodamiento cómoda, segura y económica a los usuarios de las vías de comunicación, facilitando la circulación de los vehículos, aparte de transmitir suficientemente las cargas  debidas al tráfico a la explanada para que sean soportadas por ésta. Las mezclas asfálticas se utilizan en la construcción de carreteras, aeropuertos, pavimentos industriales, entre otros. Sin olvidar que se utilizan en las capas inferiores de los firmes para tráficos pesados intensos.

Estas mezclas asfálticas pueden ser en caliente, lo más común, o en frío. Estas mezclas asfálticas pueden ser confeccionadas en plantas y con los equipos apropiados para esta labor. El proceso de fabricación de las mezclas asfálticas en caliente implican calentar el ligante y los agregados (excepto quizás el polvo mineral de aportación) y su puesta en obra se realizará a una temperatura muy superior a la ambiente (Pliego de Prescripciones Técnicas Generales PG-3, art. 542 y 543).

El tema da para mucho, pero el objeto de este post es introductorio. Os aconsejo que acudáis a la web de la Asociación Española de Fabricantes de Mezclas Asfálticas (ASEFMA). Os dejo a continuación un vídeo a este tema de la elaboración de mezclas asfálticas. Se trata de un vídeo meramente divulgativo, por lo que tiene alguna imprecisión técnica y de traducción. Así y todo, espero que os guste.

Asimismo os dejo un vídeo explicativo del profesor Miguel Ángel del Val, de la Universidad Politécnica de Madrid, sobre fabricación y puesta en obra de las mezclas asfálticas.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Editorial de la Universitat Politècnica de València.

2 Septiembre, 2014
 
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Tipos de mezclas bituminosas

Las mezclas bituminosas consisten en una combinación de áridos y un ligante hidrocarbonado de manera que todas las partículas quedan envueltas de forma continua y homogénea. También se denominan aglomerados asfálticos y actualmente se fabrican de forma mecánica en centrales fijas o móviles.

Las ventajas de las mezclas bituminosas para los firmes de carretera son la regularidad superficial que pueden dar los pavimentos de cierto espesor, la seguridad proporcionada por las resistencias al deslizamiento y su puesta en obra en espesores diversos. Los inconvenientes fundamentales son una durabilidad sensiblemente inferior a la vida útil del firme y que la rigidez de estas mezclas varían con la temperatura.

Para la fabricación de las mezclas bituminosas los áridos se clasifican en fracciones uniformes, a partir de los cuales se compone la granulometría elegida. Se considera por separado el filler o fracción que pasa por el tamiz 0.08 UNE.

El filler condiciona la proporción de ligante, ya que es el componente de mayor superficie específica. Ambos forman el mástico (o mastic) que da cohesión a la a la mezcla. El mástico influye en la adhesividad, y en el componente de huecos, por lo tanto en la impermeabilidad y en la resistencia.

Las mezclas bituminosas se pueden clasificar:

  • Según el modo de fabricación y puesta en obra:
    • En caliente, se emplean básicamente betunes que, como ya hemos dicho, necesitan un calentamiento para reducir su viscosidad y conseguir la envuelta con los áridos calientes y una adecuada puesta en obra. Son de uso más generalizado, utilizadas en todo tipo de carreteras donde la calidad exigida sea alta.
    • En frío, se emplean ligantes de baja viscosidad como las emulsiones bituminosas y los betunes fluidificados, que permiten fabricar y aplicar la mezcla a temperatura ambiente. Los betunes fluidificados prácticamente no se utilizan por motivos económicos y contaminantes. Si se aplican son en la construcción y conservación de carreteras secundarias.

 

  • En función del porcentaje de huecos en mezcla:

 

TIPO DE MEZCLA   % HUECOS
Cerradas o densas D Hasta el  5%
Semicerradas o gruesas G Del 5% al 12%
Abiertas A Del 12% al 20%
Drenantes o porosas P Mas del 20%

Las mezclas cerradas se emplean en capas de rodadura, donde el pequeño porcentaje de huecos las hace prácticamente impermeables, protegiendo así a las capas inferiores del firme y a la explanada. Las mezclas semicerradas son menos impermeables y no se usan en capas de rodadura al ser sensibles al envejecimiento. Las mezclas abiertas son muy flexibles, por lo que se usan en capas de rodadura de pequeño espesor en carreteras con tráfico ligero, o como capas de base. Las mezclas porosas o drenantes se utilizan en capas de rodadura de pequeño espesor, consiguiendo evacuar rápidamente el agua de lluvia.

  • Según el tamaño del árido:

 

TIPO DE MEZCLA TAMAÑO DEL ÁRIDO
Gruesas Inferior a 5 – 8 mm
Finas Tamaño max superior a 5-8 mm

Las mezclas finas o morteros se usan como tratamiento superficial en zonas urbanas. Presentan una macrotextura baja, por lo que no pueden usarse para carreteras con velocidades altas. En cambio, las mezclas gruesas son la mayoría de las tipificadas en España. Proporcionan macrotextura al pavimento, por tanto empleadas en capas de rodadura con altas velocidades de tráfico. También se usan como capas intermedias al ofrecer un esqueleto mineral adecuado.

  • Según el tipo de granulometría:
    • Mezclas continuas: Son las más usuales. La granulometría tiende a formar una estructura cerrada. Son sensibles al contenido de ligante (puede variar su comportamiento reológico).
    • Mezclas discontinuas: Típicas en la técnica británica, faltando los tamaños entre 2 y 8 mm. Son mezclas de gran calidad y muy impermeables, pero de elevado precio y susceptibles a las deformaciones plásticas.

 

  • Según la estructura del árido:
    • Con esqueleto mineral: hormigones y aglomerados asfálticos. Son las más utilizadas. Son las más económicas. Se adaptan a cualquier tipo de solicitación y de capa.
    • Sin esqueleto mineral: másticos y asfaltos fundidos. Son mezclas con elevadas proporciones de filler y de betún con un árido grueso disperso en el mástic. Son caras debido al elevado contenido de ligante. Presentan gran calidad, empleándose donde la impermeabilidad sea un factor decisivo.

 

La clasificación más adecuada es la que se hace atendiendo a la estructura interna de la mezcla, que está condicionada por las proporciones relativas de los distintos componentes (árido grueso, árido fino, filler y betún), ya que tienen una influencia decisiva en las características y propiedades de las mezclas:

  • Mástic bituminosos: mezcla de filler y betún
  • Mortero bituminoso: mezcla de árido fino y mástic
  • Macadam bituminoso: mezcla de árido grueso y betún
  • Hormigón bituminoso: mezcla de árido grueso y mortero (habitual en carreteras)

 

Árido grueso

Árido fino

Filler

Betún

Huecos mezcla

Filler

tipo

Betún

MACADAM ASFÁLTICO

80 – 85

8 – 15

2 – 3

» 3-4

10 – 20

» 1

(100/ 200 )

HORMIGÓN ASFÁLTICO

50 – 65

30 – 45

4 – 8

4-6

3 – 6

1 – 1.5

( 40 / 80 )

MORTERO ASFÁLTICO

30 – 45

40 – 55

8 – 13

6-8

2 – 5

1.5 – 2

( 30 / 60 )

GUSSASPHALT

40 – 50

25 – 30

20 – 30

8-12

1 – 2

2 – 2.5

( 25 / 50 )

MÁSTICO ASFÁLTICO

25 – 30

20 – 30

30 – 40

10-20

0

2 – 3

( 20 / 30 )

 

 

18 Abril, 2014
 
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Evolución histórica de la fabricación de mezclas bituminosas

www.aecarretera.com

Los orígenes de las mezclas bituminosas empleadas en firmes asfálticos se remontan a 1830, cuando el alquitrán se utiliza en algunos riegos superficiales en la pavimentación de carreteras. Sin embargo, los primeros aglomerados realizados in situ con alquitrán se ejecutaron hacia 1850 en algunas carreteras y vías urbanas del Reino Unido. A partir de ese momento la técnica se desarrolla en paralelo con la iluminación con gas ciudad, en cuya fabricación se obtiene dicho ligante como subproducto.  En España se pavimentan con alquitrán las zonas peatonales de la Puerta del Sol de Madrid entre 1847 y 1854. En torno a 1870, en Estados Unidos, se empiezan a utilizar mezclas fabricadas a partir de rocas asfálticas y de asfaltos naturales, si bien estos materiales ya habían sido empleados en algunas pavimentaciones en Burdeos y Lyon en 1810. Más tarde como consecuencia del desarrollo de la industria del petróleo se comienza a emplear betunes de destilación.

A finales del siglo XIX el norteamericano C. Richardson sentó las bases de la tecnología de las mezclas bituminosas para pavimentación. Después de la I Guerra Mundial surge la industria de la fabricación en central de las mezclas bituminosas, aunque es después de la II Guerra Mundial cuando se produce un gran desarrollo tecnológico de estos materiales, debido principalmente a las grandes necesidades de construcción acelerada de pistas de aterrizaje militares.

En España empiezan a ejecutarse de forma significativa pavimentos con mezclas bituminosas a partir de 1926, año en el que se programó la pavimentación con mezclas bituminosas de 223 km de carreteras dentro del Circuito Nacional de Firmes Especiales. Os recomiendo a este respecto un excelente artículo sobre los pavimentos de las carreteras españolas en el siglo XX, del profesor Miguel Ángel del Val.

 

Mapa de carreteras dentro del Circuito Nacional de Firmes Especiales (1926). Wikipedia

Obras de rectificación de trazado, con la supresión de una curva peligrosa, en la Carretera Nacional IV. Años cincuenta. http://carreterashistoricas.blogspot.com.es/

El primer paso para mejorar las infraestructuras viarias se da en 1950 con la aprobación del Plan de Modernización de las Carreteras. Esta época se caracteriza por el crecimiento del parque de vehículos y por una discreta mejora de las carreteras. Las plantas que se empezaron a construir en estos años eran muy rudimentarias. Se alimentaban con carretillas con las que se hacía una predosificación de los áridos en frío, se clasificaba con trómeles, el asfalto se medía en una cubeta con un índice que marcaba el volumen, que se vertía a continuación por volteo a mano. En esta época el dominio absoluto es de las plantas discontinuas tanto para los contratistas como para las administraciones. Las plantas continuas, en las que la mayor parte de sus elementos son similares a las plantas discontinuas, (alimentación en frío, tambor secador, clasificación en caliente) sólo se diferencian en la alimentación en caliente continua y en el mezclador en continuo de los áridos, asfalto y filler, a pesar de esto, este tipo de plantas se emplearon con ciertas reservas, injustificadas ya que producían un aglomerado de excelente calidad.

Entre los años 1960 y 1970 se producen algunos hechos que suponen un avance tecnológico de gran calado de las plantas asfálticas:

  • Se produce la liberalización de la importanción de maquinaria de construcción, lo que permite el uso de máquinas modernas, de gran producción.
  • El arranque, en 1967, del Plan de Mejora de la Red de Itinerarios Asfáticos (plan REDIA) y la construcción de las primeras autopistas en España. Se empiezan a modernizar las carreteras -la mayoría en muy malas condiciones-, en su mayoría constituidas con firmes con tratamiento superficial, pocas con aglomerado y algunas de adoquín. Este hecho provoca la adquisición de maquinas modernas y eficientes por parte de las constructoras.
  • El inicio de la fabricación mixta en España de las plantas asfálticas. Se empieza por construir elementos sencillos (tolvas, silos, etc.), estructuras y alguna marca acaba construyendo las plantas con una fabricación total.

 

Fresadora de asfalto

Hacia los años 70 se alcanza en España la madurez en la técnica de las mezclas bituminosas en caliente en España. Atrás quedan los firmes de macadam, revestidos o no con riegos con gravilla. Entre 1970 y 1980 se completa el plan REDIA. Este período se ve marcado por la crisis del petróleo que provoca una conmoción mundial. La crisis alcanza a nuestro país con una subida sin precedentes hasta entonces de los precios del crudo que modifica todos los planes sobre infraestructuras para el transporte. Una de las formas de ahorrar energía es el reciclaje de parte de los materiales existentes, áridos y asfalto, en las capas asfálticas deterioradas. Las máquinas fresadoras arrancan el material calentándolo con rayos infrarrojos, aunque produciendo una oxidación adicional del asfalto. La técnica se perfecciona con fresadoras en frío. Al terminar la fresadora su labor, la superficie queda en muy buenas condiciones para recibir las capas siguientes y se obtiene un producto aprovechable, por su tamaño, directamente en las plantas asfálticas. Cuando se fresan pavimentos muy deteriorados, es frecuente utilizar una machacadora para reducir el tamaño del material e introducirlo en las plantas asfálticas.

Uno de los problemas que surgen al aprovechar el material reciclado frío es su incompatibilidad con las plantas discontinuas. Ello obliga a sobrecalentar los áridos vírgenes añadidos, aunque ello oxida el asfalto y le hace perder volátiles. Además el calentamiento del material reciclado produce otros problemas, lo que obliga al uso de otro tipo de instalaciones: las plantas tambor secador-mezclador. Estas plantas permiten, mediante la alimentación central, el aporte del material reciclado en una zona protegida del contacto directo de la llama por la cortina del material virgen. Este hecho favorece que el material recuperado pueda reciclarse en proporciones importantes. Este tipo de plantas ofrecen aún más ventajas, entre ellas la sencillez, ya que sólo hay una dosificación, mientras que en las plantas de tipo discontinuo hay una dosificación en frío, luego una clasificación y posteriormente otra dosificación en caliente. Otra ventaja es el menor tamaño, por lo tanto el transporte es más fácil y económico. Son más fáciles de montar, de conservar y tienen un menor consumo energético, que en estos momentos, no debemos olvidar, es una de las grandes preocupaciones. Y por último son más baratas a la hora de adquirirlas que las discontinuas, por lo tanto presentan una mayor rentabilidad económica.

Posteriormente en España se llega a un descenso de la construcción que empieza a remontar en 1984, donde aumenta la construcción en un 10 – 12 %. A principios de los 80 se venden en España, no sin cierta dificultad, las primeras plantas de tambor secador-mezclador. Los fabricantes de plantas discontinuas alertan sobre los problemas que pueden producirse en las plantas tambor secador-mezclador, uno de los cuales es que, debido al escaso tiempo de permanencia de los áridos en el tambor dedicado al secado, éstos quedan con cierta humedad. Esto es respondido por los defensores de las plantas tambor secador-mezclador con la emulsión inversa, diciendo que, al emulsionarse la humedad residual con el asfalto, se facilita la adherencia y se producen mezclas de gran calidad, lo que implica que este tipo de plantas sean aceptadas. Los inconvenientes que presentan es la deficiente clasificación de los áridos, el exceso de filler sobrante que hay que eliminar y la pérdida de volátiles del betún, entre otros. El primer inconveniente es debido a que las canteras no están preparadas, lo que provoca que las plantas de áridos sean incapaces de abastecer al ritmo necesario.

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En estos años el medio ambiente empieza a ser un tema central. Para evitar la contaminación atmosférica se procede a la instalación de filtros de mangas; hasta este momento se utilizan los sistemas de depuración por vía húmeda, pero no son capaces de solucionar la contaminación por polvo sobrante y volátiles. Estos filtros cumplen la normativa y se empiezan a utilizar, pero los volátiles y las pequeñas partículas de asfalto arrastradas por el tiro, impregnan las mangas, lo que obliga a costosos lavados y sustituciones. En las plantas tambor secador-mezclador es necesario utilizar un silo de producto terminado, para enlazar el proceso continuo de producción con el proceso discontinuo de carga de camiones. Estos silos pueden ser de aislamiento simplemente o pueden tener calentamiento, lo cual permite el almacenamiento de hasta dos días o más. Para almacenamientos prolongados se proveen atmósferas inertes para evitar la oxidación del aglomerado. Si los silos tienen gran altura se disponen de sistemas para evitar la segregación.

Por otro lado, los fabricantes de plantas discontinuas siguen mejorando para adaptarse al mercado. Además de mejorar en muchos aspectos como ser más fáciles de montar, de transportar, etc., ofrecen sobre todo la posibilidad de añadir aditivos en la mezcladora, algo que no es posible en las plantas tambor secador-mezclador por las altas temperaturas en la zona de mezclado. Frente a esta mejora, las plantas tambor secador-mezclador incorporan una mezcladora continua adicional a la sólida del tambor, para permitir la incorporación de aditivos. Otras trabajan en independizar la zona de secado y la zona de mezclado.

Los años 90 suponen un aumento muy fuerte en la licitación de carreteras en España, con el objetivo de alcanzar un nivel similar al resto de los países de la Unión Europea. La competencia entre plantas discontinuas y plantas tambor secador-mezclador sirvieron para mejorar de forma notable las mezclas asfálticas, aumentando las exigencias de fabricación, tanto técnicas como económicas, ecológicas y de seguridad. Hay que resolver problemas de contaminación atmosférica por polvo, por óxido de nitrógeno, contaminación acústica en los tambores, quemadores y ventiladores, y el aprovechamiento de productos reciclados con alimentación de aditivos. En cuanto a la seguridad: protección en las instalaciones eléctricas, en las partes en movimiento y en las zonas calientes susceptibles de producir quemaduras; atención a los depósitos de ligante y de combustible, y a los quemadores.

Referencias:

Kraemer, C.; Del Val, M.A.; Pardillo, J.M.; Rocci, S.; Romana, M.G.; Sánchez, V. (2004). Ingeniería de Carreteras. Vol II. Mc Graw Hill, Madrid.

17 Abril, 2014
 
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Riegos de imprimación y de adherencia

Riego de adherencia. Vía http://geosynthetics.wordpress.com

Se define como riego de imprimación, según el Artículo 530 del PG-3, la aplicación de un ligante hidrocarbonado sobre una capa granular, previa a la colocación sobre ésta de una capa o de un tratamiento bituminoso. La imprimación penetra o es mezclada en la superficie de la base y cierra los huecos, endurece la superficie y colabora con la ligazón de la capa asfáltica a colocar encima. Este riego sirve para mejorar el agarre entre las capas granulares y las bituminosas, mejorando así la transmisión de cargas. Antes de efectuar este riego, hay que barrer enérgicamente la superficie de la superficie granular y regarla con agua, a fin de conseguir la máxima efectividad.

Se define como riego de adherencia, según el Artículo 531 del PG-3, la aplicación de una emulsión bituminosa sobre una capa tratada con ligantes hidrocarbonados o conglomerantes hidráulicos, previa a la colocación sobre ésta de cualquier tipo de capa bituminosa que no sea un tratamiento superficial con gravilla o una lechada bituminosa. Este riego mejora la adherencia entre las capas bituminosas. (más…)

16 Octubre, 2013
 
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Universidad Politécnica de Valencia