Los 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.
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.
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.
También os dejo un artículo de Andrés Costa sobre buenas prácticas en la compactación de mezclas bituminosas.
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.
La gestión sostenible de los pavimentos supone la integración de aspectos económicos, técnicos y medioambientales en la toma de decisiones. A continuación dejo el resumen y la referencia de un artículo que nos acaban de publicar al respecto. El artículo completo lo podéis solicitar a la siguiente dirección: https://www.researchgate.net/publication/291373081_Sustainable_Pavement_Management
ABSTRACT:
Sustainability, which is founded on the reconciliation of economic, environmental, and social aspects, has become a major issue for infrastructure managers. The economic and environmental impacts of pavement maintenance are not negligible. More than $400 billion are invested globally each year in pavement construction and maintenance. These projects increase the environmental impacts of vehicle operation by 10%. Because maintenance should be technically appropriate, infrastructure managers must integrate technical, economic, and environmental aspects in the evaluation of maintenance alternatives over the life cycle of a pavement. However, these aspects are normally assessed in measurement units that are difficult to combine in the decision-making process. This research examined and compared methods for the integrated consideration of technical, economic, and environmental aspects, and this study aimed to assist highway agencies, researchers, and practitioners with the integration of these aspects for the sustainable management of pavements. For this purpose, a set of maintenance alternatives for asphalt pavements was evaluated. Methods for the integration of these aspects were explored and led to recommendations for the most suitable methods for different scenarios. As a result of this analysis, the analytic hierarchy process (AHP) is recommended when the number of alternatives is small. In these situations, the AHP leads to results that are similar to those of the weighting-sum and multiattribute approaches that are frequently used for intuitive selection. However, when the number of alternatives is large, pair comparison becomes difficult with the AHP and the weighting-sum method becomes more appropriate.
Efectividad de las diferentes alternativas de tratamiento
Reference:
TORRES-MACHÍ, C.; CHAMORRO, A.; PELLICER, E.; YEPES, V.; VIDELA, C. (2015). Sustainable pavement management: Integrating economic, technical, and environmental aspects in decision making. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2523, Transportation Research Board, Washington, D.C., 2015, pp. 56–63. DOI: 10.3141/2523-07
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.
Referencia:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
Ayer 19 de enero de 2016 tuve la ocasión de participar en el tribunal de la tesis doctoral de José Andrés Coves García que se defendió en la Universidad de Alicante, titulada “Análisis de la visibilidad y la resistencia al deslizamiento de las marcas viales retrorreflectantes en carretera convencional”, dirigida por Salvador Ivorra Chorro. Se le concedió la calificación de “Sobresaliente” por unanimidad. Debido al interés de la tesis, adjunto a continuación el resumen.
Resumen:
El sistema de señalización vial horizontal para carretera convencional es uno de los elementos del equipamiento viario que guarda mayor relación con la seguridad vial. Por ello, la investigación de nuevos materiales y sistemas de aplicación que contribuyan a la mejora de los parámetros físico-ópticos de las marcas viales es vital para el aumento de nivel de servicio de la carretera y, además, para colaborar en la disminución de la siniestralidad. Por tal motivo, en la presenta tesis doctoral se han estudiado las características esenciales de las marcas viales: visibilidad diurna, visibilidad nocturna, resistencia al deslizamiento y durabilidad en busca de la óptima señalización vial horizontal en carretera convencional. Para ello se han desarrollado tres estudios de investigación en tres campos de prueba ejecutados in-situ en distintas carreteras convencionales. Tras el análisis cuantitativo y cualitativo de todos los parámetros fotométricos que caracterizan las marcas viales, se ha conseguido establecer el sistema de señalización vial horizontal óptimo para la carretera convencional y sus pautas de comportamiento a lo largo del tiempo.
La conclusión final que se obtuvo es que el sistema de señalización vial horizontal óptimo para carretera convencional es el formado por pintura acrílico estirenada blanca como material base, combinado con microesferas de vidrio de tamaño medio y grande de alta calidad y con tratamiento de adherencia superficial combinado con grano de vidrio transparente como material antideslizante en materiales de post-mezclado y aplicado mediante el sistema bicapa.
Cuando se trata de construir un puente con vigas prefabricadas, uno de los problemas a resolver es el transporte por carretera de este tipo de elementos. Debido a las características técnicas de la carga, que exceden en dimensiones, masa y carga por eje de las máxima autorizadas, se requiere de una Autorización Complementaria de Circulación que expedirá el Organismo competente en materia de tráfico. Las unidades de transporte son camiones semirremolques que se denominan habitualmente “dollys”.
A continuación os paso varios vídeos explicativos y un vídeo tutorial de Javier Luque donde se aplica el concepto de Centro Instantáneo de Rotación para el cálculo de velocidades lineales en función de condicionantes iniciales de la velocidad angular. Un buen problema de física que tiene su aplicación en el transporte de vigas de gran tamaño. Espero que os sean útiles los vídeos.
En numerosas ocasiones es necesario proyectar, ejecutar y conservar durante la construcción de una obra principal otras obras accesorias necesarias para que dicha obra principal se pueda realizar. Así, por ejemplo, se deben construir desvíos de tráfico para que una carretera pueda seguir funcionando mientras se construye un puente. Otras veces es necesaria una cimentación provisional para sujetar una grúa de puerto durante la construcción de un dique rompeolas. También sirve como ejemplo la ejecución de un tablestacado por medio de perfiles metálicos que permita la contención de tierras mientras se realiza un vaciado.
Una obra temporal también puede formar parte ineludible en el proceso constructivo de una unidad de obra: por ejemplo, con la técnica de la precarga se consigue mejorar la capacidad portante y disminuir la deformabilidad de un suelo siendo necesario para ello la acumulación, durante un periodo dilatado de tiempo (meses) de acopios de material que luego debe ser retirado. Otro ejemplo de obra temporal inherente a un procedimiento constructivo es la ejecución de toda una estructura provisional como es la cimbra y su encofrado para poder hormigonar un puente realizado “in situ”.
Otras veces las obras temporales tratan de mantener los servicios o las servidumbres de terceros que se ven afectados por la obra principal. Así, tramos de canales o acequias de riego, carreteras de acceso vecinales, drenajes provisionales o pantallas antirruido podrían ser obras o instalaciones que duran mientras se ejecutan las obras principales.
A pesar de que este tipo de obras puedan ser efímeras en el tiempo, se les debe exigir una adecuada planificación desde la fase de proyecto hasta la ejecución y desmantelamiento o desmontaje de las mismas. Muchas veces se confía en la experiencia acumulada en casos parecidos lo cual provoca accidentes y riesgos no asumibles durante la construcción. Por tanto, estas obras precisan, si no están definidas en el proyecto principal, de un proyecto específico firmado por técnico competente y una supervisión en obra que garantice la seguridad a las personas y a los bienes mientras se realiza la obra principal.
Además de lo anteriormente indicado, resulta necesario establecer con antelación la forma en que se ha de demoler, desmantelar o desmontar la obra temporal, o en su caso, restaurar las áreas y servicios afectados. En este sentido, cabría mencionar que el empleo de materiales reciclables o modulares que sean desmontables pueden disminuir los costes de ejecución y reducir los impactos ambientales de este tipo de obras e instalaciones temporales.
Desvío provisional de obras
En el caso de que una obra temporal no se retire tras la finalización de su ejecución, debería autorizarse de forma expresa y recalcular, si es necesario, su funcionamiento para una vida útil mayor que no estaba prevista de antemano. En efecto, muchas normas de acciones prescriben coeficientes parciales de seguridad en estos casos inferiores a los que serían necesarios en el caso de que la obra fuese definitiva. Además, deberían revisarse los condicionantes de durabilidad de los materiales (oxidación metálica, recubrimientos de las armaduras del hormigón insuficientes, etc.) y otros asociados a la funcionalidad (flechas inaceptables, aparición de grietas, etc.).
Referencias:
PELLICER, E.; YEPES, V.; TEIXEIRA, J.C.; MOURA, H.P.; CATALÁ, J. (2014). Construction Management. Wiley Blackwell, 316 pp.
Los pavimentos de hormigón pueden ejecutarse en dos capas. Se coloca una capa de rodadura de hormigón de pequeño espesor (de 4 a 5 cm) sobre otra capa de hormigón, extendiéndolas juntas para que trabajen como una capa única, creando así el pavimento descrito. Esto permite el uso de áridos de peor calidad en la capa inferior, reservando los de mayor calidad para satisfacer las estrictas exigencias de resistencia al desgaste y al pulimento que se aplican a la capa de rodadura. La disminución del tamaño máximo del árido, que resulta en un pavimento menos ruidoso (aunque requiere una mayor cantidad de cemento), también se puede limitar a esta capa superior.
En España, no se han llevado a cabo experiencias significativas con pavimentos de hormigón bicapa construidos con dos tipos de hormigón diferentes, adaptados a las características requeridas para cada capa. Sin embargo, la Instrucción española 6.1-IC sobre secciones de firmes y el PG-3 permiten esta opción. Es importante destacar que el procedimiento constructivo es exigente y requiere la duplicación de los equipos de extendedoras y las centrales de hormigón preparado.
Os dejo a continuación un vídeo de IECA sobre la construcción de un pavimento bicapa de hormigón con terminación de árido visto que se ejecutó en un tramo de la autovía C-17 en Barcelona. Espero que os guste.
Referencia:
AGUADO, A.; CARRASCÓN, S.; CAVALARO, S.; PUIG, I.; SENÉS, C. (2010). Manual para el proyecto, construcción y gestión de pavimentos bicapa de hormigón. Universitat Politècnica de Catalunya, 204 pp.
Los 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.
