Juntas de construcción en capas asfálticas. ¿De verdad son tan problemáticas o…quizás no lo sean si se aplica la técnica correcta? Parte 3.- Juntas Longitudinales

 

Aparece una junta longitudinal cuando no se ejecuta de una vez toda la anchura del pavimento y hay que extender una franja de mezcla bituminosa adyacente a una capa preexistente o extendida con anterioridad.

Las juntas longitudinales de construcción en las capas asfálticas introducen una discontinuidad que supone un riesgo en el comportamiento y durabilidad del firme en cuanto a aparición de daños, como los de fisuración con apertura de la junta, que facilita el acceso del agua al firme, y erosiones más o menos acusadas, con pérdida progresiva de material en una franja en el entorno de la misma. Éstas patologías, como las mostradas en las fotos que siguen, son bastante comunes y están relacionadas con la metodología y cuidado empleado en su construcción, temas ambos que se tratan en lo que sigue.

¿Cómo hemos llegado a los actuales firmes asfálticos? Unos pequeños apuntes históricos - Parte 4 llegando a las mezclas asfalticas actuales

    Hasta avanzado el siglo XIX, en la década de los 70s, no se prodría hablar de verdaderos antecedentes de las composiciones asfálticas actuales, de mezclas con una granulometría definida.
    Hasta entonces, las mezclas asfálticas, o asfaltos como se les denominaba, empleadas desde la década de los 30s, ya descritas en los artículos anteriores, partían de macadam regado con alquitrán in situ o bien eran morteros de asfalto natural con arena de aportación externa además de la propia de constitución de la roca asfáltica que aportaba el ligante a la mezcla. En los másticos de asfalto natural, la alta proporción de asfalto natural (alrededor del 40% de la mezcla) suponía un factor de coste que hace surgir la idea de incorporar áridos locales, para reducirlo. No es hasta 1870 que la idea fructifica exitosamente.

¿De cuándo son el primer ensayo y primeros criterios para caracterizar una mezcla bituminosa en caliente? Todo indica que se deberían al ingeniero de Ponts et Chaussées M.Coulaine, que los publicó en 1849.

   A un ingeniero francés de Ponts el Chaussées, menos conocido de lo que merece, es a quién debemos lo que es, probablemente, el primer ensayo para caracterizar una mezcla bituminosa y poder decidir la composición idónea de la misma. 

     Estamos a mediados del Siglo XIX, en Francia, en la zona de Saumur de la que era responsable este gran ingeniero, pionero en la investigación de las aplicaciones en pavimentos de carreteras y puentes de composiciones derivados de los asfaltos naturales de Seyssel. Hablamos de M. de Coulaine.  

¿Cómo hemos llegado a los actuales firmes asfálticos? Unos pequeños apuntes históricos- III. Las rocas bituminosas y el desarrollo del empleo de asfaltos naturales

         Continuando la serie “¿Cómo hemos llegado a los actuales firmes asfálticos?”, tras los firmes de piedra partida y los tratados con alquitrán de hulla, ahora toca indagar en los antecedentes del empleo moderno del asfalto en la pavimentación urbana y de las carreteras, en las etapas que se desarrollan desde el siglo XVIII hasta principios del XX, dejando de lado o saltando los consabidos usos de betún nativo en otras épocas de la Antigüedad.

       Comenzamos con el desarrollo de las aplicaciones basadas en  asfaltos naturales, es decir los derivados de rocas bituminosas, y se continñua con la historia de la introducción de estos asfaltados en España, a mediados del XIX.

Reciclar, reciclar y volver a reciclar: economía circular sin fin de los firmes asfálticos, pero, ¿Sabemos cuál es el ligante que, realmente, gobierna el comportamiento de la mezcla y en qué proporción?

Comunicación presentada en el Simposio Nacional de Firmes de 2018 (SNF2018)

     Existe riesgo de presencia de  "Árido Negro" por insuficiente calentamiento y disgregación del RAP en mezclas recicladas, cuando se incorpora RAP frío y se sobrecalientan los áridos para conseguir la temperatura necesaria en la mezcla. Ello puede alterar sustancialmente tanto la hipótesis de partida de mezcla del ligante envejecido del RAP con el nuevo (o rejuvenecedor, en su caso) de aportación como los resultados del control de calidad en cuanto a granulometría real de la mezcla y contenidos del ligante "activo"

Árido negro envuelto en ligante nuevo               Mezcla reciclada con presencia de áridos negros

La evolución tecnológica del Guerrero del Termómetro: Lo que se hacía, lo que se hace y lo que debe hacerse en el control térmico de las mezclas asfálticas

   La evolución del Guerrero del Termómetro y su armamento, una alegoría de los avances en el control de calidad, en cuanto a la temperatura en la puesta en obra de las  mezclas bituminosas en caliente.

     En el reciente Simposio Nacional de Firmes, SNF1048, se trató el control térmico de las mezclas asfálticas y se citó lo yo llamé en su día, en la VII Jornada de Ensayos de mezclas bituminosas celebrada en 2017, El Guerrero del Termómetro.
     En aquella Jornada se discutió en una Mesa redonda sobre cómo dar valor a los controles internos de las empresas y, concretamente, acerca de la necesidad de complementariedad de los Controles de Producción en Factoria (FPC), el control requerido en el PG-3 (u otro pliego) y las asistencias.

¿Cómo hemos llegado a los actuales firmes asfálticos? Unos pequeños apuntes históricos - Parte 2. Los firmes se tiñen de oscuro hullero.

Los problemas del polvo de las carreteras y calles con las tipologías de firme de Telford y MacAdam, agravados con la aparición del automóvil (descritos en la literatura de entonces "como nubes de polvo que levanta el paso con velocidades de meteoro de los automóviles"), impulsaron el estudio y aplicación de soluciones basadas en incorporar ligantes que aportasen cohesión, como aceites, petróleo, alquitrán de hulla o asfaltos, bien en forma de riego sobre el macadam ya colocado, ya sea superficial o profundo,  o bien como revestimientos con capas conglomeradas con esos ligantes.

En este artículo se hace un pequeño recorrido por la generación de las soluciones basadas en alquitrán de hulla.

¿Qué sabes sobre los antecedentes de las técnicas que hoy día resultan tan comunes en trabajos de afirmado? Parte III La compactación

Antecedentes

     La densificación de los materiales empleados en los rellenos, en las explanadas y en las capas del firme ha sido siempre un asunto de capital importancia para la estabilidad de la estructura, su geometría y durabilidad.

    Los compactadores son hoy día tan corrientes y obvio su empleo que cuesta imaginar que se necesitó casi un siglo, a lo largo del XVIII y XIX,  para desarrollarse e imponerse sobre la densificación con pisones o la realizada por el tráfico.

    Hasta avanzado el siglo XVIII, no se disponía de mecanización alguna y se confiaba en los rellenos a su densificación natural, dejando "pasar varios inviernos" para que el efecto del agua, su peso propio y el tráfico de entonces  llevase a su consolidación.  

Evolución de la compactación, del "cilindrado" con hipotracción a la Compactación Inteligente

Con la actual politica de conservación de carreteras se está acelerando el Cambio Climático. IRMD 2018

     Mañana, primer jueves del mes de abril, se celebra el primer Día Mundial de la Conservación de Carreteras, IRMD 2018.
    Y, casi coincidiendo con el mismo, hemos sabido que el proyecto de Presupuestos Generales de Estado recoge lo que podríamos considerar una afrenta más hacia nuestras olvidadas carreteras, ya que, en un contexto que se supone expansivo, no solo no aumentan sino que se reducen las partidas presupuestarias destinadas a su conservación y, en particular, a la de sus firmes. Así que, desgraciadamente, seguirá aumentado el ya grande deterioro del patrimonio viario acumulado en años anteriores.
      Por ello, en este IRMD parece necesario

¿Sabías que los principios básicos por los que se rigen las modernas extendedoras de asfalto se fijaron hace ya casi un siglo? Antecedentes de técnicas de afirmado. Parte II

Continuando con la serie de artículos dedicados al origen y la evolución de las técnicas que son usuales en los trabajos de afirmado, le llega el turno a las extendedoras de asfalto. 
      Cuendo se retrocede en el tiempo en busca de su origen, se descubre que los equipos actuales se basan en unos principios que se mantienen inmutables desde hace ya, ¡nada menos!, más de ocho décadas, desde mediados de los Años Treinta del pasado siglo.

A vuela pluma: La contribución de los firmes asfálticos a la reducción de GEI. La teoría y la realidad

    Hoy se ha vuelto a decir, repetidamente, en la XII Jornada de Asefma que una forma eficaz de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) asociadas al transporte viario y a sus infraestructuras radica en un firme en buen estado, en especial con un buen IRI, el cual depende, en su evolución y estado, de:

•   Calidad en su construcción
•   Plan real de mantenimiento preventivo. 

   Se estima en EAPA (Ref.1) que mejorar la regularidad superficial de niveles regular/malo a buenos, reduciría los GEI hasta en un 5%. A escala europea, mejorar el firme de 2/3 de la red reduciría 28 millones de t de GEI anuales, equivalentes a reemplazar 6 millones de coches por los tipo "cero emisiones", ¡nada menos!. 

        Sin embargo, en España se puede observar, en éste y otros eventos similares y en las publicaciones técnicas relacionados con los firmes, que son bastante escasos los esfuerzos dedicados a ese aspecto de la Calidad de Construcción, como serían los de estudiar las prácticas habituales de ejecución, sus defectos o virtudes, y su repercusión en acortar, o aumentar, la durabilidad del firme y en la evolución del IRI que, en caso de ser ésta desfavorable, genera los consiguientes incrementos de GEI en el transporte.  

¿Capas bituminosas de un firme adheridas o no adheridas?. Esa es una cuestión clave para su durabilidad. Algunas causas de fallos de adherencia

 La respuesta de un firme con capas bituminosas al paso de las cargas de tráfico y el estado tensodeformacional en cada capa varía enormemente según que éstas constituyan una estructura monolítica (debida a la adherencia entre las distintas capas) o que la misma esté formada por capas yuxtapuestas, pero sin adherencia entre las mismas (despegadas). Cuando la adherencia es deficiente o inexistente, se dá lugar a un importante aumento en los esfuerzos y deformaciones que soportan las capas, afectando muy seriamente a su durabilidad.

     Un fallo de adherencia puede ocasionar deterioros prematuros, desde  deslizamientos entre capas o arrollamientos, sobre todo cuando se trata de capas de poco espesor, a fallos por despegue o delaminación o fisuración prematura por fatiga.

Fresado y reposición en conservación de firmes de carreteras: Algunas soluciones cuando menos discutibles

        En las actuaciones de conservación de los firmes de carreteras, una solución muy habitual es la de remover la capa, o capas, deterioradas mediante un fresado de una cierta profundidad y la reposición con nuevas mezclas bituminosas del espesor fresado, actuación comúnmente denominada de fresado y reposición (FyR). Suele actuarse de modo que se eliminen las áreas deterioradas, bien por franjas si el deterioro está longitudinalmente muy localizado sin afectar a todo la anchura del carril, o bien de modo continuo en todo el ancho de uno o varios carriles, frecuentemente en el de vehículos pesados, cuando hay más de un carril por sentido ó en el caso de autovías, dado que es dónde el deterioro se presenta antes o es más acusado. En su caso, pueden ir acompañadas de otras medidas complementarias para subsanar la causa del deterioro como, por ejemplo, pueden ser las de drenaje.

        Además de actuar en la anchura del carril deteriorado, incluso puede llegar a darse un ligero sobreancho, para asegurar que no quedan zonas agotadas, o próximas a ello, en los bordes de la actuación o en el interior de las curvas, si la trayectoria del tráfico pesado en ellas así lo indicase. Por ello, algunas actuaciones que no siguen estos principios resultan llamativas, teniendo en general pocas posibilidades de éxito.

En el transporte del asfalto existe vida más allá de los camiones volquetes, de caja basculante. Otras soluciones, a veces, más adecuadas

     Para llevar la mezcla asfáltica en caliente desde la planta de fabricación hasta su lugar de empleo, de modo común y mayoritario se utilizan camiones volquete.
     Pero no siempre es el mejor sistema, en especial cuando hay limitaciones de gálibo que limitan o impiden el basculamiento de la caja para realizar la descarga con un rendimiento y calidad aceptable (caso de túneles, aparcamientos subterráneos y sus accesos, etc) o también en el caso de pequeños actuaciones, con extendidos manuales, con descarga unitarias de flujo muy pequeño.
    Para estos casos, pero también como  de empleo general, existen alternativas, menos conocidas por no ser de uso en nuestro país, con otros tipos de vehículos, especializados para el transporte de mezcla asfáltica, que no precisan elevar la caja para hacer la descarga

Desde 2003, en los firmes de nueva construcción proliferan estructuras con capas tratadas con cemento, prefisuradas con múltiples y variopintos sistemas, pero ¿éstos realmente funcionan y evitan la reflexión de fisuras?

¿Son eficaces los sistemas de prefisuración de capas tratadas con cemento?

Desde la actualización de la normativa de referencia para las capas tratadas con cemento (CTC) aplicadas en los pavimentos, como la FOM 891/2004 (que actualiza el artículo 513 del PG-3, introduciendo el concepto de prefisuración en fresco), la Norma 6.1. IC de 2003 (que indica las estructuras de firme en que es de aplicación), y otras normativas autonómicas, se ha generalizado, por obligatoria en la mayor parte de los casos, la aplicación de la técnica de la prefisuración (PF) en fresco en las capas de suelocemento y gravacemento.

     Se dispone de diversos sistemas de prefisuración, cuya eficacia tanto en lo relativo a inducir una fisura en la losa, generándola en sus primeras fases de contracción con un  valor reducido de tracción en la misma, como en mantener una adecuada transmisión de carga entre las losas a ambos lados de la fisura, puede variar significativamente de unos sistemas a otros.

“Con buen tiempo no hace falta tránsfer (DTM) en extendido de MBC”. Un paradigma muy extendido, pero falso: ¡Depende!

   
     En los pavimentos asfálticos de muchas carreteras se puede observar una patología típica en forma de zonas degradadas o deterioradas que siguen una secuencia cíclica, sincronizada con las paradas de la extendedora en cada entrada/salida de camión. Se corresponden con segregaciones de la mezcla originadas en la operación de inicio/final de la descarga pudiendo ser, bien segregaciones por alteración de la composición, de tipo granulométrico (siendo muy visibles las de exceso de gruesos en el momento de la puesta en obra), o bien debidas a masas que tenían una significativa diferencia de temperatura con las adyacentes, denominadas éstas segregaciones térmicas, que son muy difíciles de detectar y no son perceptibles a corto plazo tras la puesta en servicio, salvo por una alteración evolutiva de la textura, reconocible ya en sus primeros  estadios con cierta facilidad con pavimento húmedo por su mayor retención de agua. También pueden deberse a la combinación de ambos tipos.

Un arma de destrucción masiva en firmes de hormigón, el Rubblizing

     

En la confrontación hormigón-asfalto en las tipologías de firmes, en especial en el campo de las carreteras, ha aparecido una especie de arma de destrucción masiva, el Rubblizing, que pretende inclinar la balanza hacia lo negro (asfalto) en especial cuando por vejez, agotamiento, mala crianza, o modernización de la calzada,  el blanco (hormigón) se vuelve decrépito y se aproxima o llega al final de su vida y ha de plantearse una solución de regeneración, rehabilitación o reciclado para mantener la funcionalidad de la vía o adaptarla a nuevas demandas.

F1 Cierre de temporada en Abu Dhabi

Este domingo F1 en Abu Dhabi. Así acaba una de las temporadas menos competitiva e interesante, cuyo desenlace estaba escrito desde la primera carrera, con un papel marginal de los pilotos absolutamente ensombrecidos por el papel de las soluciones técnicas, difíciles de entender para la mayoría de aficionados. Lamentablemente, el encorsetamiento reglamentario y limitaciones de desarrollo, dan muy malos augurios para el próximo año.    

     El circuito, forma parte del calendario desde 2009, siendo su diseño obra del inefable Herman Tilke, lo que se refleja en numerosas curvas de 90º, a la vez que carece de otras realmente difíciles, de alta velocidad, que resalten habilidades de pilotaje o del chasis del coche. Como ocurre en los países del Golfo, el derroche presupuestario ha sido otra de sus características, con una inversión de más de 26.000 millones de $ en el complejo turístico del que el circuito forma parte. y, ....como aporte al calentamiento global, la carrera se hace bajo iluminación artificial.

Tampoco es sencillo colocar una capa asfáltica impermeabilizante en el paramento de una presa.

    La ejecución de pantallas asfálticas de impermeabilización en presas de materiales sueltos o grandes balsas, presentan una problemática muy particular debida a la elevada pendiente del talud, que hace inviable que la extendedora pueda trabajar con la metodología habitual. Se acude entonces a procedimientos con los que se extienden franjas sucesivas y paralelas, según la línea de máxima pendiente, y en los que el equipo se suspende, y tracciona, desde unas estructuras móviles provistas de cabrestantes situadas en la parte alta del talud, mientras que la alimentación de mezcla se lleva a cabo con elementos especialmente diseñados, movidos asimismo por cabrestantes.  

Las mejores prácticas para juntas longitudinales frías en cinco gráficos.

Un comportamiento adecuado de las juntas longitudinales sin que se produzca su apertura y degradación, permitiendo la entrada de agua a capas subyacentes, es necesario para la durabilidad del firme.  Se resumen a continuación de modo gráfico y sucinto, las que están consideradas como las mejores prácticas constructivas para obtener una buena densidad y adherencia en la franja de la junta. 

1.- Extendido de calle previa,  borde frío de junta   

2.- Compactación de borde de calle previa. Primera pasada de rodillo en voladizo

3.- Preparación de borde de junta, limpieza  y riego de adherencia espeso

4.- Extendido de calle de cierre y trabajo en la junta. Solape y esponjamiento adecuado y trabajo de remonte en junta, sin esparcir sobrante

5. Compactación de junta desde lado caliente