Grava Emulsión

Es un tipo de mezcla en frío destinada a emplearse en capas de base, subbase y arcenes. Está constituida por árido de granulometría continua de cierta calidad, con parte de árido de machaqueo, emulsión bituminosa y agua. La emulsión tiene por misión:

• Impermeabilizar los finos
• Facilitar la puesta en obra
• Evitar la degradación del árido a lo largo de la vida del firme

En la compactación se provoca, además, la entrada en contacto de los elementos del árido grueso, lo que asegura el rozamiento interno similar al de los áridos antes del tratamiento, es decir, entre 40 y 50 grados.

Emulsión Bituminosa:

Deben utilizarse emulsiones de rotura lenta dependiendo del carácter aniónico o catiónico del árido a utilizar. Deben ser emulsiones de betún puro sin fluidificantes, por la imposibilidad de que, una vez compactada la mezcla, puedan evaporarse. Debe emplearse los tipos ECL-1, ECL-2, AEL-1, EAL-2. Suelen usarse dosificaciones con porcentaje de betún residual del 2% al 5% respecto al peso de los áridos. El pliego actual no exige niveles de penetración del residuo. Parece lógico especificarlo en los pliegos particulares exigiendo penetraciones más duras (60/70, 80/100) para capas de base de tráfico medio o pesado.

Ventajas de la Grava-Emulsión

Comparación con grava-cemento como capa de base. No se utiliza la grava-cemento porque produce fisuras:

• Impermeabilidad dada su compacidad
• Capacidad de autorreparación de las posibles fisuras, lo que garantiza la impermeabilidad
• Adherencia excelente a otras capas bituminosas
• Posibilidad de empleo de áridos locales imposibles de ser empleados con otra técnica
• Sencillez de la planta de fabricación, que no es más que una planta de aglomerado en frío con un depósito de agua y su dosificador
• No transmite fisuras

Tratamientos Superficiales o Riego

No específico de las emulsiones, pero la mayoría se hace con emulsiones. Se define como simple tratamiento superficial la aplicación de un ligante bituminoso sobre una superficie, seguido de la extensión y apisonado de una capa de árido. Si la operación se repite, tendremos un D.T.S. Como ligantes se utilizan todos los tipos de betunes, pero hoy día, sobre todo, las emulsiones. El objetivo del T.S. es proporcionar una superficie de rodadura impermeable, segura y adecuada al paso de los vehículos.

Tipos de T.S. (≈Riego)

1) Sin Gravilla:

• En negro (se usa poco)
• Antipolvo (se usa poco)
• De adherencia (de los más usados)
• De imprimación (de los más usados)
• De curado (de los más usados)

2) Con Gravilla:

• Monocapa (à S.T.S., Simple Tratamiento Superficial) ENE01
• Monocapa doble engravillado
• Bicapa (à D.T.S., Doble Tratamiento Superficial) ENE03, ENE01
• Multicapa
• Sándwich (el único caso donde el ligante está entre capas de gravilla)

Riegos Sin Gravilla:

En negro: Se realizan sobre una superficie bituminosa antigua para mejorar la impermeabilidad cerrando fisuras. Si se añade arena, se denomina sellado. Se utilizarán emulsiones fluidas y con pocos disolventes como ECR-1, EAR-1, ECM, EAM.

Antipolvo: Aplicación de un ligante con o sin arena sobre una superficie de macadam, zahorra natural o artificial para evitar el polvo y aumentar su resistencia a la humedad. Emulsiones de rotura media y lenta diluidas en agua.

De adherencia: Sobre una bituminosa en la que vamos a aplicar otra capa bituminosa para favorecer la adherencia entre ellas. Aplicación de una pequeña cantidad de ligante bituminoso sobre una superficie ya tratada con una capa bituminosa para conseguir su unión con otra capa. Se usan emulsiones EAR-0, EAR-1.

De imprimación: Aplicación de un ligante bituminoso sobre una superficie no tratada, que en general es porosa y que va a recibir encima una capa bituminosa. EAI, ECI; FM-100.

De curado: Aplicación de un ligante sin árido de cubrición para favorecer el curado de capas de suelo-cemento, grava-cemento, grava-escoria. El objetivo es evitar la evaporación del agua, y no debe penetrar en la capa. Se usan emulsiones de rotura rápida.

Riegos Con Gravilla:

Son los que realmente pueden llamarse riegos. Consisten en la aplicación de un ligante y una capa con una sola gravilla en su espesor, de árido con tamaño uniforme. Son buenas soluciones para tráficos inferiores a 1000 vehículos/día. El ligante se aplica por pulverización, lo cual marcará una viscosidad por encima de la cual no se puede pulverizar; además, deben tener fluidez para mojar y perderla rápidamente una vez puesta en obra, ya que su comportamiento será mejor cuanto más viscoso.

Antiguamente, se usaban betunes; hoy día, se utilizan los fluidificados y, sobre todo, emulsiones de rotura rápida ECR-2, ECR-3, EAR-2. En general, es preferible el empleo de la emulsión catiónica cuando las condiciones atmosféricas sean desfavorables, ya que rompe antes. En tiempo seco y cálido, con firme y gravilla relativamente secos y áridos básicos, pueden emplearse los dos tipos. Si se emplea emulsión catiónica (más segura), conviene a veces humedecer previamente el firme para evitar una rotura demasiado rápida.

A los áridos se les exige unas condiciones en cuanto a calidad y granulometría indicadas en el PG-3/75, entre las que destaca la limpieza y el desgaste L.A. áridos de machaqueo y duros. La aparición de las emulsiones de betún-polímero ha permitido emplear riegos en carreteras con elevada intensidad de tráfico, en las que se exige una textura macrorrugosa resistente al desgaste, para lo que es necesario emplear áridos duros y pocos pulimentables y un ligante que cumpla las características propias de estas emulsiones.

Tratamiento Superficial con Riego, TSR Monocapa Doble Engravillado. Fases de Ejecución:

1. Barrido del pavimento
2. Riego de la capa de emulsión
3. Riego de la primera capa de gravillas
4. Compactación con neumáticos
5. Riego de la segunda capa de gravillas
6. Compactación final

Tratamiento Superficial con Riego, TSR “Sándwich”. Fases de Ejecución:

1. Barrido de la calzada
2. Riego de la primera capa de gravillas
3. Riego de la capa de emulsión
4. Riego de la segunda capa de gravillas
5. Compactación con neumáticos

Lechadas Asfálticas (Lechadas Bituminosas) (LB)

Son mezclas en frío de áridos de granulometría continua, fíller y emulsión con agua de preenvuelta. En sus inicios, se consideraban morteros asfálticos en frío, pues se usaban áridos finos (2-3 mm.) y EAL, y se usaban en carreteras de baja intensidad de tráfico.

El PG-3/75 define cinco granulometrías de áridos con los que se pueden fabricar cinco tipos de lechadas LB-5 a LB-1, exigiendo mucha calidad a los áridos. Se pueden usar hoy día emulsiones catiónicas de rotura rápida con contenido de betún del 60%; el betún no deberá contener fluidificantes y lo más normal hoy día es usar betún-polímero, usándose más las lentas.

Utilizaciones:

• Impermeabilizaciones de firmes porosos y permeables
• Tratamientos antideslizantes
• Regularización superficial
• Algunos, como los de áridos gruesos, LB-1 y LB-2, para microaglomerados en carreteras de elevada intensidad de tráfico

Dotaciones:

• De 10 a 12 Kg/m2 en lechadas
• De 16 a 18 Kg/m2 en microaglomerados

Aglomerados en Frío

Combinación de áridos y un ligante bituminoso para la realización de la cual no es preciso calentar los áridos y que puede extenderse y compactarse a temperatura ambiente. Es posible que haya que calentar el ligante.

Ligantes:

Según la nueva propuesta de modificación de mezclas bituminosas elaborada por el MOPU, los ligantes que pueden utilizarse son:

• Alquitranes A Q 38 y B Q 80.
• EAM y ECM para mezclas abiertas en frío (AF), EAL-1, ECL-1 y ECL-2 para (DF).

En el caso de utilizar EAL-1 y ECL-1, no deberán contener fluidificantes.

Se observa una tendencia a mezclas abiertas con pocos finos. Es preciso observar que las mezclas abiertas deben ser selladas con lechadas una vez que hayan curado, excepto en los casos de mezclas drenantes. Hay otros tipos especiales propuestos por casas comerciales, por ejemplo, las “mezclas drenantes en frío” fabricadas con betún-polímero, siendo el betún base similar a un ECM y con granulometría de los áridos muy similares a las AF10 y AF12, en las que el betún modificado proporciona cohesión inicial y buena trabajabilidad inicial.

Utilización de los Aglomerados en Frío:

• Capas de rodadura
• Capas de base
• Bacheos

Aplicaciones de los Ligantes Modificados (BM)

Los betunes modificados se deben emplear en la construcción de carreteras, en aquellos casos específicos en que las propiedades de los ligantes tradicionales son insuficientes para cumplir con éxito la función que tienen encomendada; es decir, en la fabricación de mezclas bituminosas especiales para pavimentos que están sometidos a solicitaciones excesivas, bien por efecto del tráfico o por otras causas, como temperaturas extremas, agentes atmosféricos, etc.

Los campos de aplicación más frecuentes de estos materiales son:

• Aglomerantes drenantes: Las mezclas bituminosas drenantes tienen un porcentaje muy elevado de huecos en mezcla (superior al 20%) y una proporción de árido fino muy baja (inferior al 20%), por lo que el ligante debe tener una buena cohesión para evitar la disgregación de la mezcla. Además, el ligante necesita una elevada viscosidad para proporcionar una película de ligante gruesa envolviendo a los áridos y evitar los efectos perjudiciales del envejecimiento y de la acción del agua.
• Mezclas resistentes y rugosas para capas delgadas: Las labores de conservación de las carreteras y de las vías urbanas exigen disponer de unas mezclas bituminosas con alta resistencia y con una buena textura superficial, que empleadas en capas delgadas, para evitar la pérdida de galibo, el recrecido de arcenes, la elevación de bordillos y la rectificación de barreras, tapas de registro, absorvederos, etc., permitan realizar la mejora de la superficie de rodadura de forma rápida y eficaz a un coste lo más reducido posible. La resistencia de estas mezclas ha de conseguirse mediante el empleo de áridos de buena calidad y elevado porcentaje de fíller (8-10%). La buena textura superficial para mejorar la adherencia de los vehículos se consigue por medio de una granulometría de los áridos de tipo discontinuo (discontinuidad 2-6 mm.).
• Mezclas bituminosas altamente resistentes para capas de rodadura: En tramos de gran intensidad de tráfico pesado y canalizado, como en las vías lentas, se requiere que las mezclas tengan una buena resistencia a las deformaciones plásticas y a la fatiga. Los BMP presentan escasa susceptibilidad a la temperatura y buenas propiedades mecánicas. BM-2, BM-3b, BM-3c.
• Mezclas de alto módulo (Módulo de elasticidad): Son mezclas bituminosas con granulometría continua que tienen un porcentaje de fíller entre el 8-10% y son fabricadas con betún especial de penetración 10-20, o bien con BMP de muy baja penetración. Estas mezclas presentan módulos muy altos, similares a los de la grava-cemento y son, por tanto, muy adecuadas para reforzar calzadas cuando hay limitaciones de espesor. El empleo de betún modificado aumenta las posibilidades de deformación de este tipo de mezcla y aumenta la resistencia a la fatiga, por lo que se recomienda su empleo cuando se apliquen sobre soportes deformables. En firmes de nueva construcción, este tipo de mezclas empleadas como capa de base pueden sustituir a las gravas-cemento, evitando los problemas de figuraciones, o bien a las mezclas bituminosas, reduciendo su espesor.