Hormigón asfáltico

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Hormigón asfáltico.
Vista de un sección transversal del firme de bituminoso. Como en muchas carreteras antiguas la capa de hormigón de cemento se suavizaba encima con una capa de mezcla bituminosa.
Una capa de hormigón asfáltico. En construcción de carreteras se usa una capa base de roca partida para incrementar la durabilidad del firme
Máquina de asfaltado.

Hormigón asfáltico, también conocido como hormigón bituminoso,[1] mezcla asfáltica o concreto bituminoso consiste en un agregado de asfalto y materiales minerales (mezcla de varios tamaños de áridos y finos) que se mezclan juntos, se extienden en capas y se compactan. Debido a sus propiedades es el material más común en los proyectos de construcción para firmes de carreteras, aeropuertos y aparcamientos. . Debido a sus buenas propiedades como impermeabilizante también se usa en el núcleo de ciertas presas como impermeabilizante.[2]

Los términos "hormigón asfáltico", "cemento asfáltico bituminoso" y sus abreviaciones "AC" (del inglés asphalt concrete) son generalmente usados sólo en ingeniería y en documentos de construcción y literatura. El término más común es "asfalto", que además por defecto tiende a incluir a los pavimentos de hormigón de cemento aunque en realidad éstos no estén compuestos realmente de asfalto. La definición ingenieril de hormigón incluye cualquier material compuesto por un agregado cementado con un aglutinante, que puede ser cemento Portland, pero que en el caso que nos ocupa es asfalto. Informalmente el hormigón asfáltico es conocido en Norteamérica como "blacktop" (en referencia a su superficie negra)

Propiedades requeridas[editar]

Las mezclas asfálticas tienen que cumplir los siguientes criterios para ser utilizables en firmes:

  • Resistentes a las cargas del tráfico (tanto a la abrasión, como al asentamiento vertical, como al despegue por los neumáticos)
  • Impermeable, ya que si el agua penetra por debajo del firme se filtrará al cimiento de la carretera, desestabilizandolo.
  • Debe poderse trabajar con facilidad y su puesta en obra factible.

Fórmulas de mezcla[editar]

Las mezclas asfálticas y agregados pueden realizarse de la siguiente forma:

  • Mezcla de hormigón en caliente: Son producidas por el calentamiento del aglutinante asfáltico, lo que disminuye su viscosidad, y permite mezclar el material con el agregado de áridos. La mezcla se realiza a 150 °C para el asfalto puro, y a 160 °C si el asfalto está modificado con polímeros. La extensión y el compactado tienen que realizarse mientras el material está caliente. En muchos países el asfalto se restringe a los meses de calor porque en invierno la base compactada puede estar demasiado fría para realizar la operación. Es el material más empleado en carreteras, autopistas, aeropuertos y pistas de carreras.
  • Superpave, abreviatura de superior "performing asphalt pavement", del inglés se traduciría como Pavimento de altas prestaciones. Es un pavimento diseñado para proporcionar tiempos de vida útil más largos que los pavimentos habituales. Las claves son un sistema cuidadoso de selección de ingredientes y una gran calidad de los materiales y del control de obra.
  • Hormigón asfáltico templado[3] se produce por la adición de zeolita, ceras o emulsiones asfálticas para realizar la mezcla. Esto permite bajar significativamente la temperatura de mezcla y extendido y disminuir el consumo de combustibles fósiles, además de disminuir la emisión de dióxido de carbono, aerosoles y vapores. También permite reducir el tiempo de construcción y ciertos aditivos facilitan sus características en la puesta.
  • Hormigón asfáltico frío se aplican en pequeñas reparaciones con materiales capaces de alcanzar resistencias a temperatura ambiente.[4]
  • Hormigón asfáltico cut-back se produce disolviendo el aglutinante en queroseno u otro líquido que disminuya la fricción de los componentes y permita la mezcla. Se usa para pequeñas reparaciones, cuando no resulta rentable usar maquinaria a gran escala y calentar mezclas. Debido al uso del queroseno es muy contaminante.[5]
  • Hormigón asfáltico mástico o capa asfáltica se produce mediante el calentamiento del material y su oxidación en un mezclador, hasta que se lícua y se puede agregar el árido. El agregado tiene entre 6 y 8 horas para ser puesto. Una vez transportado en la obra donde se vierte hasta realizar una capa fina de 2 a 3 centrímetros, y también para impermeabilización de techos con una capa de 1 centímetro.
  • Hormigón asfáltico natural puede ser producido de rocas bituminosas, de lugares muy puntuales del mundo, donde la roca sedimentaria ha sido impregnada de betún natural.
Pista de aterrizaje del Aeropuerto de Barajas en Madrid, España

Prestaciones características[editar]

El hormigón asfáltico tiene diferentes prestaciones en términos de durabilidad de superficie, soporte de neumático, eficiencia de frenado y disminución de ruido. Las características necesarias del asfalto se obtienen en función de la categoría de tráfico y el coeficiente de fricción deseado. En términos generales el hormigón asfáltico genera es menos ruidoso que el proveniente del cemento portland. Los estudios de cinética y ruidos en firmes se remontan a los años 1970s.[6] [7]

Asfalto dañado por efecto de una helada. Los países del Norte de Europa gastan grandes cantidades de dinero en mantener su vías por el efecto de las heladas.

Degradación y restauración del hormigón asfáltico[editar]

El deterioro del asfalto puede incluir piel de cocodrilo, baches, roderas, desconchones y hundimientos. En climas fríos el agua superficial puede congelarse en las grietas y en los huecos del asfalto, presionando el firme y rompiéndolo. En los climas cálidos la mezcla puede calentarse, fluyendo y generando huellas de neumáticos (roderas) y baches.

Hay dos grupos de factores que pueden destrozar el asfalto:

  • Factores ambientales. Donde se incluye el calor, el frío, el agua y la radiación solar (incluyendo la ultravioleta) que degradan el material de forma mecánica o química.
  • Daño producido por el tráfico. El daño producido por el peso y el paso de autobuses y camiones, que genera fatiga en el material.

También pueden haber accidentes puntuales por vertido de agentes químicos (especialmente aceites) o quemas encima del asfalto que lo alteran.

Prevención y reparación de mezclas asfálticas[editar]

La vida de una carretera puede ser prolongada mediante un buen diseño y llevando a cabo buenas prácticas de mantenimiento y construcción. Durante el diseño los ingenieros miden el tráfico en la carretera, poniendo especial atención en el volumen y tipo de vehículos pesados (camiones, autobuses ...). Esto permite estimar la carga que soportará la carretera en el futuro. Tanto el pavimento como el grosor de la subbase están diseñados para soportar las cargas de ruedas. Algunas veces se usan para reforzar la subbase ciertos drenajes internos para liberar el agua que debilitaría las capas internas del firme.

Buenas prácticas de mantenimiento se centran en mantener el agua fuera del pavimiento, la subbase y el terraplén. Manteniendo las cunetas limpias y los drenajes operativos se puede extender la vida de una carretera sin necesidad de un sobrecoste. Las pequeñas roturas por donde puede entrar el agua deberían ser reparadas con rapidez, para evitar que conlleven una rotura mayor que destroce la vía. Si el número de roturas se incrementa se requerirán reparaciones a mayor escala. En orden de menor a mayor coste, se incluyen parches de asfalto, capas de firme superiores, reciclaje en el sitio o levantamiento y reconstrucción total.

Es mucho más barato mantener una carretera en buenas condiciones que tener que reconstruirla entera una vez que se haya deterioradas. Esta es la razón por la cual muchas agencias estatales estadounidenses prefieren gastar recursos en mantener las vías en buenas condiciones que reconstruir aquellas que estén en peores condiciones.

Referencias[editar]

  1. Ministerio de Fomento de España. «ARTICULOS: 542-MEZCLAS BITUMINOSAS EN CALIENTE TIPO HORMIGON BITUMINOSO Y 543-MEZCLAS BITUMINOSAS PARA CAPAS DE RODADURA.».
  2. «Asphalt concrete cores for embankment dams». International Water Power and Dam Construction. Consultado el 3 de abril de 2011.
  3. Página oficial Warm Mix Asphalt (en inglés)
  4. e-asfalto. «Mezclas en Frío Tipo Concreto Asfáltico».
  5. Asphalt Paving Principles. Cornell Local Roads Program. 2003. 
  6. John Shadely, Acoustical analysis of the New Jersey Turnpike widening project between Raritan and East Brunswick, Bolt Beranek and Newman, 1973
  7. [1] C Michael Hogan, Analysis of Highway Noise, Journal of Soil, Air and Water Pollution, Springer Verlag Publishing, Netherlands, Vol. 2, Number 3 / September, 1973

Enlaces externos[editar]