Tratamientos superficiales.

Entre las técnicas de Pavimentación de carreteras, la de los tratamientos superficiales ha sido la que mayor evolución ha experimentado en los últimos años, pasando de un sistema destinado a tránsitos livianos a ser utilizado en tratamientos de carreteras con tránsito pesado y en muchos países, en autopistas.Los tratamientos superficiales pueden ser utilizados como capas de protección sobre caminos estabilizados o como conservación de pavimentos asfálticos. Los objetivos que se persiguen son la protección, impermeabilización y mejoramiento de la capa de rodadura, proporcionando además una superficie antideslizante.

Funciones de los Tratamientos SuperficialesUn tratamiento superficial por si mismo no es considerado un pavimento. Básicamente brinda una cubierta impermeable a la superficie existente de la calzada y resistencia abrasiva del tránsito. Algunas de las funciones más comunes con:

Proveer una superficie económica y duradera para caminos con bases granulares que tienen tránsitos ligeros y de mediano volumen.

Prevenir la penetración superficial de agua en bases granulares y pavimentos viejos que han comenzado a desintegrarse por el tiempo o a fisurarse.

Rellanar huecos, recubrir y ligar partículas minerales desprendidas y restaurar la superficie del pavimento.

Renovar superficies y restaurar la resistencia al deslizamiento de pavimentos deteriorados por el tránsito en los cuales los agregados superficiales han comenzado a pulirse.

Restaurar capas de rodamientos afectadas por los agentes climáticos y dar nueva vida a superficies de pavimentos resecas.

Proveer una cubierta temporaria en los casos de construcción de pavimentos incompletos y demorados o cuando se trata de una construcción por etapas.

Paliar el polvo.

Asegurar la adherencia de las capas asfálticas superiores con las bases granulares (riego de imprimación).

Asegurar la trabazón entre la superficie que está siendo pavimentada y la capa superior (riego de liga).

Materiales1. Asfalto

El tipo de asfalto o agregado para una aplicación específica depende de la disponibilidad de los materiales, clima u objetivo del tratamiento superficial, variables que deben considerarse en la selección de dichos materiales. Un buen tratamiento superficial requiere que el asfalto tenga las siguientes características:

Después de aplicado, debe mantener la consistencia adecuada para embeber al agregado.

Debe curar y desarrollar adhesión rápidamente.

Después del aplanamiento y curado debe mantener al agregado fuertemente ligado a la superficie del camino para prevenir el desprendimiento por el tránsito.

Cuando se aplica en la cantidad adecuada no debe exudar o despegarse con los cambios de clima.

Al seleccionar el grado de asfalto se deben considerar factores tales como características superficiales, temperatura del aire, humedad. Los tipos de asfalto más comúnmente usados en la ejecución de tratamientos simples son: CRS - 2 ó 1. RC - 250 y CA 120 - 150.

2. Agregados

La mayoría de los agregados duros, tales como arena, grava, piedra chancada y escoria chancada, pueden usarse exitosamente en tratamientos superficiales. Sin embargo, el agregado seleccionado debe cumplir ciertos requisitos de tamaño, forma, limpieza y propiedades superficiales. Cuando se usan asfaltos cortados el agregado debe estar seco. Sin embargo, si se usa un asfalto emulsificado, el agregado, cuando se aplica, puede estar húmedo.

En lo posible, debe ser de un solo tamaño, de forma cúbica o piramidal, tan limpio como sea posible para asegurar una buena adhesión de asfalto.

El tipo de sello o tratamiento superficial más comúnmente usado es el de tamaño nominal TN 10-2,5 mm y para doble tratamiento la combinación TN 20-10 mm y 10-2,5 mm, cuyas especificaciones granulométricas son:

Equipos

El éxito de un tratamiento depende en gran medida del buen estado de conservación y del buen funcionamiento del equipo. El regador y la gravilladora deberán ser objeto de una profunda revisión durante el invierno y antes de empezar la temporada, deberán realizarse ensayos para comprobar su buen estado.

En una obra de este tipo, pueden distinguirse los siguientes equipos:

Camión regador de asfalto.

Rodillo metálico liso.

Compactador neumático.

Gravilladora.

Barredora.

El objetivo que debe cumplirse en la realización de un tratamiento superficial, es a través de la secuencia constructiva adecuada, obtener una distribución uniforme de ligante asfáltico y de agregado pétreo, tanto transversal como longitudinalmente y un adecuado acomodo de las partículas de áridos. El éxito de la operación dependerá de:

Estado de conservación de los equipos.

Condiciones de ejecución.

Competencia del personal.

Proceso Constructivo

Preparado

Consiste en la aplicación de asfalto a la superficie de una capa base sin asfalto, con los propósitos siguientes:

Impermeabilizar la superficie de la base.

Sellar y juntar las partículas sueltas de material inerte.

Endurecer la .superficie.

Promover una adhesión entre la, base-y el tratamiento

Controles

Durante la ejecución de la obra se deben efectuar los controles siguientes:

Condiciones climáticas.

Es ideal un clima cálido, seco. No se debe trabajar si la temperatura ambiente es menor de 10 °C para emulsiones asfálticas y 15 °C para cementos asfálticos y cortados, o si la temperatura superficial es menor de 21 °C. No debe trabajarse si hay tiempo neblinoso o posibilidades de lluvia.

Condiciones de la superficie.

La superficie deberá estar limpia, libre de materias extrañas y seca, sin acumulaciones de bitumen correspondiente a la imprimación o liga.

Equipos

Todas las partes de los equipos deben examinarse de modo de tener la certeza que están en buenas condiciones de trabajo. Se debe verificar que la barra

regadora esté colocada a la altura correcta para el traslape adecuado y que todas las boquillas estén limpias y en el ángulo adecuado.

Granulometría y humedad de los agregados, según especificaciones.

Temperatura de aplicación del asfalto, según gráfico viscosidad.

Control de las cantidades de asfalto (ASTM D 2995-79) y agregados aplicadas según dosificación.

Muestreo de todas las partidas de asfalto llegadas a la obra para su análisis de calidad.

TIPOS DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALESEntre los principales tratamientos superficiales que nos podemos encontrar están los riegos de imprimación, riegos de adherencia y los riegos con gravilla, 

a) Riesgos de imprimación

Los riegos de imprimación se utilizan entre la capa de firme granulares (normalmente una zahorra artificial) y la mezcla bituminosa en caliente, sirve para unir ambas capas y que

trabajen solidariamente. Son un tratamiento auxiliar en la construcción y rehabilitación de firmes.

Su puesta en obra se realiza con un tanque regador, siendo recomendable un barrido y humectación de la superficie horas antes de preceder al extendido del ligante para así facilitar su penetración en la capa subyacente. Su dosificación se determina según dos fases :

- La dosificación inicial se determina mediante la cantidad de ligante que es capaz de absorber la capa granular en un periodo de 24 horas, que en practica suele ser del orden de 1 kg/m2

- Posteriormente se rectifica en la propia obra, añadiendo ligante en las zonas mas secas y extendiendo arena donde exista un exceso de riego

b) Riegos de adherencia

Los riegos de adherencia se utilizan entre las capas de mezcla bituminosas en caliente y tienen la misma función que los riegos de imprimación, unir ambas capas, pero tiene características distintas a los riegos de imprimación.

Los ligantes ocupados en este tipo de riego deben ser poco viscosos y de rotura rápida, consiguiéndose así un mejor reparto superficial en poca dotación de betún residual y la posibilidad de extender rápidamente la capa superior. Se recomienda usar dotaciones no superiores a 500gr/m2, por tal de evitar la creación de zonas excesivamente deslizantes.

c) Riegos con gravilla:

A diferencia de los anteriores tratamientos que hacen de complemento entre otras capas, los Riegos con Gravillas trabajan por si solos, hacen de capa de rodadura.

Todos los riegos con gravilla aportan una capa de rodadura adecuada para el tránsito de los vehículos e impermeabiliza el firme para protegerlo del agua, pero no aporta capacidad portante a la capa de firme, es decir trasmite todas los pesos de los vehículos a las capas subyacentes.

Como su propio nombre indica los riegos con gravilla consisten en las aplicaciones sucesivas de capas de ligante, normalmente emulsión y otras de gravillas de forma que la emulsión envuelva a la gravilla.

Cuando se utilizan varias capas, como veremos en los distintos tratamientos, la gravilla de la segunda capa se introduce en los huecos de primera, y así sucesivamente. Por este motivo, siempre se utiliza gravilla de mayor granulometría en las primeras capas y se va disminuyendo en las sucesivas capas.

Ventajas de los riegos con gravilla:

Económicas, son mucho más asequibles que las mezclas bituminosas en

caliente.

Son de rápida ejecución.

Es una técnica de bajo consumo energético, por los siguientes motivos:o No es necesario calentar los áridos a diferencia de las mezclas

bituminosas en caliente.o El ligante solamente se calienta sin sobrepasar los 100 ºC, en

cambio en mezclas bituminosas en caliente es necesario

calentar el betún entre 150 - 180ºC.

o La mezcla se hace in situ en obra.

o Todo esto se traduce en una reducción de la energía y por lo

tanto una reducción de emisiones de CO2.o Permite el empleo de áridos locales, que elimina el transporte

de este tipo de materiales desde grandes distancias.

Las reparaciones de los Riegos con gravilla son sensiblemente más

asequibles que las de mezcla bituminosa en caliente o de pavimentos de

hormigón.

Seguridad, porque los riegos con gravilla aportan un nivel de macrotextura,

regulable en función del tamaño de los áridos empleados, que no alcanza

ninguna otra técnica.

Flexibilidad de empleo, suficientemente para poder ser aplicado sobre casi

todo tipo de firmes.

Equipo mas ligero, el equipo necesario para llevar a cabo la ejecución del

riego con gravilla es menor que el de la puesta en obra de las mezclas

bituminosas en caliente.

Protección de firme tratado, ya que garantiza la impermeabilización del

firme, no aporta directamente capacidad portante, pero permite optimizar la

capacidad de soporte de las capas inferiores.

Desventajas de los riegos con gravilla:

Es necesario limitar la velocidad por dos motivos.o Por seguridad ya que quedan gravillas sueltas.

o Porque la emulsión no rompe totalmente hasta pasados unos

días y adhiere totalmente al árido. Por este motivo tampoco se

puede barrer nada mas ejecutar los riegos con gravilla.

No sirven para regularizar la superficie.

Por su propia concepción no aporta una capacidad portante significativa al

firme.

Sensibilidad a la climatología, especialmente en los primeros meses tras la

ejecución.

Sonoridad, por su gran macrotextura, son claramente más sonoras que otras

técnicas. Esta característica puede ser aprovechada positivamente en algunas

ocasiones, en particular cuando hay problemas de seguridad vial.

Principalmente hay 3 formas de riegos con gravilla:

1-º Tratamiento monocapa o Simple Tratamiento Superficial, también se usa abreviatura STS

Los tratamientos STS, son los más sencillos, consisten en una capa de ligante y otra de gravilla.

A: árido ______________L: ligante

La duración de estos tratamientos de de varios meses.*

Su uso es para evitar el deterioro de las capas granulares durante un periodo de tiempo relativamente corto, por ejemplo, tenemos algunos tramos con zahorra artificial extendida y va a pasar un tiempo hasta que podamos realizar el extendido de mezcla bituminosa en caliente. Mediante el STS conseguimos hacerla transitable y que no se deteriore el firme.

Del tratamiento monocapa no soló nos debemos quedar con que tiene una duración de varios meses, porque en el siguiente ejemplo la duración es de varios años.

Imaginemos un pavimento desgastado, que ha perdido la capacidad adherencia pavimento-neumático, pero que conserva la capacidad portante. La forma de recuperarlo es a través de un tratamiento monocapa (es necesario utilizar gravilla con alta resistencia al desgaste, preferiblemente de origen silíceo, esta resistencia al desgaste, será la que determine la durabilidad el tratamiento).

Ventajas:

Solución muy económica, sobre el mismo

pavimento se aplica.

Como su espesor es muy bajo, no es necesario

recrecer bionda o hacer fresados.

Es de rápida aplicación

Desventajas:

Es necesario limitar la velocidad durante varios

días una vez realizado el tratamiento.

Una vez realizado el tratamiento, durante unos

días queda gravilla suelta en la calzada, que

puede dar lugar a situaciones de peligro para la

circulación, por lo que la señalización y la

limitación de velocidad es muy importante para

evitar accidentes.

2.-Tratamiento bicapa o Doble Tratamiento Superficial, también se usa la abreviatura DTS.

Los DTS consisten en la aplicación dos capas de ligante intercalando dos capas de gravilla.

A: árido ______________L: ligante

La vida útil viene a ser del orden 10 años.*

Los DTS representan un salto muy cualitativo al monocapa, ya que su vida útil es mucho más larga, incluso, la NORMA 6.1-IC "Secciones de firme" recoge la normativa ya pueden sustituir a las mezclas bituminosa en carreteras T42, de un tráfico reducido.

También sirve para asfaltar vias de bajo tráfico, caminos rurales o de servicio con buenos resultados.

3.-Tratamiento bicapa preengravillado.

Los tratamientos bicapa preengravillado son similares a los dobles tratamientos, pero se le añade una primera capa de gravilla en seco.

A: árido ______________L: ligante

La vida util viene a ser del orden de 10 años.*

Al igual de que los tratamientos bicapa sirve para asfaltar todo tipo de vias y caminos rurales o de servicio.

A diferencia de los bicapa, estos se usan en suelos cerrados, poco porosos y le dan al riego más cuerpo al tratamiento, aportándole más resistencia a los esfuerzos tangenciales y mayor durabilidad frente a tránsito mas pesado.

4.-Tratamiento tricapa o Triple Tratamiento Superficial, también se usa la abreviatura TTS.

Los triples tratamientos superficiales, se le añade una capa más de ligante respecto a los tratamientos bicapa preengravillados.

A: árido ______________L: ligante

La vida útil viene a ser del orden 10 años.*

Al igual de que los tratamientos bicapa preengravillados sirve para asfaltar todo tipo vías, caminos rurales o de servicio.

A diferencia de los bicapa preengravillados, estos se usan en suelos abiertos, más porosos y le da al riego mayor cuerpo, aumentandole su resistencia a los esfuerzos tangenciales y aumentanto su durabilidad frente al tránsito más pesado.

*Para hacernos una idea general de la durabilidad de los pavimentos, los pavimentos de hormigón durán unos 20 años y las mezclas bituminosas caliente es unos 15 años.

Sirva de ejemplo esta tabla de duración de la mezclas bituminosas en caliente

Mal uso de los Riegos con gravilla.

El mal uso de los riegos con gravilla viene relacionado por su uso en calzadas con bases o firmes insuficiente o simplemente inexistentes. Típica situación en caminos rurales, con firme inexistente, suelo seleccionado o zahorra natural, sin cunetas ni pendiente transversal para evacuación del agua de lluvia o proveniente del riego de los campos colindante.

Esta situación es más habitual de lo que sería preferible, ya que si recordamos los riegos con gravilla no tienen capacidad portante y no sirven para regularizar la superficie, por lo que en estas situaciones no se puede aplicar el riego de gravilla directamente sobre la superficie.

Para que un riego con gravilla tenga éxito y que dure en el tiempo, es importante que esté bien ejecutado, pero no menos importante es la superficie donde se aplica, porque si no en un breve espacio de tiempo de deteriorará y se nos produciran una serie de baches, pero no por culpa del riego con gravilla, si no de la base, que es insuficiente o inadecuada.

En primer lugar y más importante es la evacuación del agua de lluvia, es imprescindible hacer cunetas en el camino y dar salida al agua de la calzada, por ello como mínimo debemos rasantear el camino y formar cunetas con salidas de agua.

Podemos pensar que los caminos rurales, como tienen poco tráfico no es necesario demasiado paquete de firme, que con un suelo seleccionado o una zahorra natural es suficiente. Pero en cambio hay otro factor muy importante, que es la adhesión de la capa granular con el riego con gravilla. Esta no es adecuada si no es con una capa de zahorra artificial, por delgada que sea.

Este deterioro no es inmediato, pero acorta sustancialmente la vida útil del riego con gravilla, con la aparición de baches y baches en la calzada, sobretodo se da en episodios de lluvia.

Otro aspecto importante es la limitación de velocidad una vez ejecutado el riego con gravilla o incluso cortar la vía al tráfico durante unos días si fuera posible.

Esto es debido a que la emulsión no adquiere toda la resistencia hasta pasado unas horas, porque esfuerzos tangenciales que produce el tráfico con las aceleraciones, frenadas y giros provocan la separación de betún residual de la emulsión con las gravillas, que acorta la vida útil del tratamiento superficial.

En definitiva es necesario evacuar el agua de la superficie, tener de base una zahorra artificial debajo del riego con gravilla y de esta forma nos aseguraremos el éxito de nuestro riego.

CONCLUSIONES

En resumen, los tratamientos superficiales son aplicaciones uniformes de asfalto, con dosificaciones variables, ya sea sobre capas estabilizadas o pavimentos existentes, y tienen por finalidad el mejorar o conservar las características físicas y mecánicas de las superficies tratadas.

Cada tipo de tratamiento superficial implica un objetivo específico, debiendo evaluarse cada situación, para asegurar que la alternativa elegida sea la más adecuada de acuerdo a la solución requerida.

Según lo anterior, se debe realizar un examen completo de la superficie del camino para determinar las reparaciones necesarias y para evaluar requerimientos del tratamiento. Se registran las variaciones en los anchos del camino, secciones transversales y perfiles longitudinales que perjudiquen el aspecto del mismo. Si se va a reacondicionar una calzada vieja, deben ubicarse baches, áreas fisuradas, depresiones, áreas de exudación de asfalto o áreas pulidas, absorbentes y otros defectos superficiales.

Se realizarán las correcciones y reparaciones de manera tal que el camino esté en una buena condición antes de comenzar el tratamiento. Cuando se realizan reparaciones superficiales, tales como bacheos, se permitirá que transcurra un tiempo suficiente antes de comenzar el tratamiento superficial, para asegurar su consolidación bajo tránsito.

El papel del ligante asfáltico en un tratamiento superficial, es fundamental al ser el vínculo de unión, no sólo de los áridos entre sí sino también de éstos a la base.