Capas de adherencia

Nota: Esta sección es en gran parte una síntesis de las siguientes dos publicaciones sobre capas de adherencia:

• Flexible Pavements of Ohio. (mayo de 2001). Boletín técnico: Proper Tack Coat Application. Flexible Pavements of Ohio. Columbus, OH.
• Departamento de Transporte de Texas (TxDOT). (2001). Technical Advisory: Uso adecuado del Tack Coat. Asesoramiento técnico 2001-1. Departamento de Transporte de Texas. Austin, TX.

Una capa de adherencia es un asfalto líquido bituminoso delgado, una emulsión o una capa de recorte aplicada entre las capas de pavimento HMA para promover la adhesión. La adherencia adecuada entre las capas de construcción y, especialmente, entre la superficie de la carretera existente y una capa de recubrimiento es fundamental para que la estructura del pavimento completado se comporte como una sola unidad y proporcione una resistencia adecuada. Si las capas adyacentes no se adhieren entre sí, se comportan esencialmente como múltiples capas finas independientes, ninguna de las cuales está diseñada para soportar las tensiones de flexión impuestas por el tráfico. La adhesión inadecuada entre las capas puede dar lugar a la delaminación (despegamiento) seguida de agrietamiento longitudinal de la trayectoria de la rueda, agrietamiento por fatiga, baches y otros trastornos como el ahuellamiento que reducen en gran medida la vida útil del pavimento (TxDOT, 2001).

Aplicación

Las capas de adherencia deben aplicarse uniformemente en toda la superficie del pavimento y dar lugar a una cobertura superficial de aproximadamente el 90 por ciento. Para que esta uniformidad se logre de manera consistente, todos los aspectos de la aplicación deben ser considerados y controlados cuidadosamente. Los aspectos específicos son:

• La condición de la superficie del pavimento que recibe la capa de adherencia
• La tasa de aplicación
• La dilución de la capa de adherencia

La condición de la superficie del pavimento que recibe la capa de adherencia

La superficie del pavimento que recibe la capa de adherencia debe estar limpia y seca para promover la máxima adherencia. Los materiales de la capa de adherencia emulsionada pueden aplicarse a pavimentos fríos y/o húmedos, sin embargo, el tiempo necesario para que se produzca el fraguado puede aumentar (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Dado que los pavimentos existentes y fresados pueden estar bastante sucios y polvorientos, sus superficies deben limpiarse barriendo o lavando antes de colocar cualquier capa de adherencia, ya que de lo contrario el material de la capa de adherencia puede adherirse a la suciedad y al polvo en lugar de a las capas de pavimento adyacentes. Esto puede dar lugar a un excesivo arrastre del material de la capa de adherencia. Los vehículos y los equipos de construcción recogen la mezcla de adherencia y suciedad en sus neumáticos y dejan la calzada existente con poca o ninguna capa de adherencia en las trayectorias de las ruedas (Figura 4). La aplicación de la capa de adherencia debe dar lugar a una capa fina y uniforme de material de adherencia que cubra aproximadamente el 90% de la superficie del pavimento (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Para lograr este resultado, la tasa de aplicación variará en función del estado del pavimento que reciba la capa de adherencia. Una capa de adherencia demasiado escasa puede dar lugar a una adherencia inadecuada entre las capas. Demasiada capa de adherencia puede crear un plano de deslizamiento lubricado entre las capas, o puede hacer que el material de la capa de adherencia se introduzca en un recubrimiento, afectando negativamente a las propiedades de la mezcla e incluso creando un potencial de sangrado en recubrimientos finos (Flexible Pavements of Ohio, 2001). La Tabla 1 muestra las tasas de aplicación recomendadas por Flexible Pavements of Ohio (2001).

Tabla 1. Tabla 1. Tasas de aplicación recomendadas para el revestimiento de emulsión según Flexible Pavements of Ohio (2001)

Residuos: La tasa de aplicación de sólo el contenido de ligante asfáltico de la emulsión

Sin diluir: La tasa de aplicación de la emulsión sin diluir
Diluida 1:1 con agua: La tasa de aplicación de una emulsión diluida 1:1 con agua

Las consideraciones básicas de la tasa de aplicación son:

• Rugosidad de la superficie del pavimento que recibe la capa adhesiva. Las superficies rugosas requieren más capa adhesiva que las superficies lisas. Por ejemplo, el fresado produce una superficie áspera y acanalada, que aumentará la superficie del pavimento existente en comparación con una superficie no acanalada. El aumento de la superficie depende del tipo, el número, la condición y el espaciado de los dientes del tambor de corte, pero suele ser del orden del 20 al 30 por ciento, lo que requiere un aumento correspondiente de la capa de adherencia (del 20 al 30 por ciento más) en comparación con una superficie no fresada (TRB, 2000).
• Vehículo distribuidor. Varios ajustes y configuraciones relacionados con el vehículo son fundamentales para lograr una colocación uniforme de la capa de adherencia. Esencialmente, los patrones de las boquillas, la altura de la barra de pulverización y la presión de distribución deben trabajar juntos para producir una aplicación uniforme de la capa de adherencia. Generalmente, las mejores aplicaciones resultan de una cobertura de «doble vuelta» o «triple vuelta». «Doble/triple vuelta» significa que los patrones de pulverización de las boquillas se superponen entre sí de manera que cada parte del pavimento recibe la pulverización de exactamente dos/tres boquillas (Figura 5). Los patrones de pulverización de las boquillas deben ser idénticos entre sí a lo largo de la barra de pulverización del distribuidor. Las diferencias en la cobertura darán lugar a rayas y huecos en la capa adhesiva.
• La altura de la barra de pulverización debe permanecer constante. A medida que se aplica el revestimiento adhesivo, el vehículo se vuelve más ligero y la barra de pulverización se eleva. El vehículo de aplicación de la capa de adherencia debe ser capaz de compensar esto. Las barras de pulverización excesivamente bajas producen rayas, mientras que las barras de pulverización excesivamente altas provocan un solapamiento excesivo de las boquillas, lo que da lugar a una tasa de aplicación excesiva.
• La presión dentro del distribuidor debe ser capaz de forzar la salida del material de la capa adhesiva por las boquillas de pulverización a una tasa constante. Una presión inconsistente resultará en tasas de aplicación no uniformes.
• La temperatura dentro del distribuidor debe mantenerse entre unos 24°C (75°F) y 54°C (130°F). Un calentamiento excesivo puede hacer que la emulsión se rompa mientras está en el distribuidor.

Dilución

A veces las capas de adherencia de asfalto emulsionado se diluyen con agua para aumentar el volumen total de líquido manteniendo el mismo volumen de ligante asfáltico dentro de la emulsión. Esto puede ayudar a conseguir una aplicación más uniforme sin aplicar cantidades excesivas de ligante asfáltico. La dilución debe evitarse en la medida de lo posible debido a los diversos problemas que pueden derivarse de una dilución inadecuada (por ejemplo, la emulsión se diluye en exceso y la dilución provoca la rotura prematura de la emulsión). Antes de intentar la dilución, deben investigarse otros métodos como el ajuste del tamaño de la abertura de la boquilla o la presión de aplicación de la capa adhesiva. Si es necesario diluir, Flexible Pavements of Ohio recomienda/señala lo siguiente (2001):

• La dilución debe ser realizada por el proveedor de la emulsión y no por el contratista.
• La dilución aumentará el tiempo de rotura y fraguado de la emulsión.
• La dilución debe realizarse en una proporción de 1:1.
• Sólo se debe diluir añadiendo agua a la emulsión y no a la inversa, lo que podría provocar la rotura de la adherencia.
• Las emulsiones diluidas deben aplicarse a un ritmo mayor que las emulsiones sin diluir para obtener la misma cobertura de asfalto residual. El asfalto residual es el aglutinante asfáltico que queda después de que la emulsión haya fraguado.

Otros aspectos de la capa de adherencia

Aunque no son críticos para la aplicación uniforme de la capa de adherencia o su posterior capacidad de adhesión, hay otros aspectos dignos de mención en las capas de adherencia.

Tiempo

Generalmente, una capa de adherencia debe dejarse el tiempo suficiente para romperse y fraguar (emulsión) o curarse (recorte) antes de aplicar la siguiente capa de HMA.

Seguimiento

El seguimiento es la recogida del material de la capa de adherencia por los neumáticos de los vehículos. El rastreo deposita el material de la capa adhesiva en las superficies adyacentes del pavimento. Aunque este material es antiestético, generalmente tiene poco efecto y se desgasta rápidamente. En casos extremos, el arrastre puede depositar suficiente material de la capa adhesiva para distorsionar las superficies del pavimento o dificultar la capacidad de navegación del conductor (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Las capas adhesivas cauchutadas son especialmente propensas a adherirse a los neumáticos de los vehículos. Permitir que las capas de adherencia se fijen (emulsiones) o se curen (recortes) antes de conducir sobre ellas puede reducir sustancialmente la adherencia.

Tráfico sobre capas de adherencia

En general, no debe permitirse el tráfico sobre las capas de adherencia. Cuando una superficie de carretera adherida está expuesta al tráfico, existe la posibilidad de que se reduzca la resistencia al deslizamiento, especialmente durante el tiempo húmedo (Flexible Pavements of Ohio, 2001). Cuando las superficies de las capas de adherencia deban estar abiertas al tráfico, deberán cubrirse con arena para proporcionar fricción y evitar la captación. Una tasa típica para aplicar el agregado de cobertura de arena es de 4 a 8 lbs/yd2 (Flexible Pavements of Ohio, 2001).

Encuestas

Encuesta sobre la capa de adherencia de VDOT del 28 de mayo de 2008

Preguntas

• Estado
• ¿Su DOT requiere que se coloque un material de capa de adherencia antes de la superposición en una superficie no fresada? En caso afirmativo, ¿qué materiales de adherencia se utilizan? ¿Especifica una fuerza de adherencia o una tasa de aplicación?
• ¿Exige su DOT que se coloque un material de adherencia antes del recubrimiento sobre una superficie fresada? En caso afirmativo, ¿qué materiales de adherencia se utilizan? ¿Especifica una fuerza de adherencia o una tasa de aplicación?
• ¿Ha hecho su DOT alguna investigación sobre la fuerza de adherencia? Si es así, ¿está dispuesto a compartir esta investigación?
• Persona de contacto si no es el encuestado por correo electrónico (Nombre, dirección de correo electrónico, número de teléfono)?

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