Boletín de la Comisión Permanente del Asfalto
EDICIÓN DIGITAL Nº 13
TERCER CUATRIMESTRE 2024
• NOTA EDITORIAL
• PRESENCIA DE LA COMISIÓN PERMANENTE
Boletín “El Asfalto” Edición digital, número 13 3° cuatrimestre de 2024
Coordinadores de edición:
Dr. Ing. Hugo D. Bianchetto Dr. Ing. Rodolfo Adrián Nosetti
Comité editorial: Dra. Ing. Silvia Angelone
Diseño y diagramación: Ilitia Grupo Creativo - ilitia.com.ar
Edición y corrección: Dolores Cuenya
El Asfalto es una publicación digital periódica de la Comisión Permanente del Asfalto de la República Argentina, sin valor comercial.
Propietario:
Comisión Permanente del Asfalto de la República Argentina Av. Paseo Colón 823 (1063) 10° Piso B – C.A.B.A.
ISSN EN TRÁMITE
Realizada por la Comisión Permanente del Asfalto de la República Argentina
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DEL ASFALTO EN LA 11a JORNADA TÉCNICA
DEL ASFALTO DEL URUGUAY
• ENTREVISTA AL ING. DIEGO LARSEN Coordinador de la UIDIC (Unidad de Investigación y Desarrollo en Ingeniería Civil)
• PRÓXIMOS EVENTOS
• TRABAJOS TÉCNICOS
BMD: continúa la búsqueda del equilibrio en el diseño de mezclas asfálticas en caliente
El caucho en el diseño de microaglomerado en frío
• EL BUEN ARTE EN EL ASFALT0
Julio Verne, Víctor Hugo y el asfalto 03 05 09 13 14 20 26
NOTA EDITORIAL
El asfalto une… y la CPA da el ejemplo
Ing. Mario Roberto Jair
Bienvenidos a la decimotercera edición de nuestro boletín digital, correspondiente al tercer cuatrimestre de 2024.
Como dijéramos en nuestro editorial anterior, es un año en el cual continuamos observando con preocupación la importante caída en el consumo de ligantes asfálticos, en línea con la situación de la inversión vial. La experiencia del pasado nos demuestra lo dificultoso que es -en términos económicos y sociales- revertir situaciones como la actual. Deseamos que se encuentren soluciones creativas que permitan priorizar, al menos, las obras de mantenimiento esenciales para que nuestra red se mantenga operativa en condiciones mínimas de seguridad para los usuarios.
Y como el título lo dice, la CPA ha mantenido una intensa actividad institucional, permitiéndonos unir a los diferentes segmentos de nuestra industria mediante la transferencia de tecnologías y el intercambio de valiosas experiencias. Como ejemplo, comentamos nuestra presencia en la 11ª Jornada Técnica del Asfalto realizada en Montevideo, Uruguay.
En nuestra sección técnica, compartimos dos interesantes trabajos: “El caucho en el diseño de microa-
glomerado en frío”, a cargo de Josué Torres Sotelo, Itzel Aceves Becerra y Pedro Limón Covarrubias, y “BMD: continúa la búsqueda del diseño balanceado de mezclas asfálticas en caliente”, de Pablo Bolzán.
En nuestra acostumbrada sección de entrevistas, es el turno del ingeniero Diego Larsen, coordinador de la UIDIC (Unidad de Investigación y Desarrollo de Ingeniería Civil, Fac. de Ingeniería de la UNLP).
En la sección El Buen Arte en el Asfalto, el Dr. Ing. Fernando Martínez nos propone “Julio Verne, Víctor Hugo y el asfalto”
Por último, y como es costumbre, agradecer al grupo editor, a los autores de los trabajos técnicos, a los entrevistados que gentilmente han participado de este número y de manera especial a nuestros auspiciantes, que permiten que este boletín continúe llegando a ustedes de manera gratuita.
Esperando que nos acompañen en nuestra próxima XL Reunión del Asfalto, a realizarse en Buenos Aires los días 28 y 29 de noviembre, les enviamos un afectuoso saludo, porque el asfalto une… y la CPA da el ejemplo.
Ing. Mario Roberto Jair Presidente de la Comisión Permanente del Asfalto
Presencia de la Comisión Permanente del Asfalto en la 11a Jornada Técnica del Asfalto del Uruguay
Durante los días 15 y 16 de agosto de 2024, se llevó a cabo la 11ª Jornada Técnica del Asfalto en Uruguay. Dentro del ámbito de cooperación continua entre la Asociación Uruguaya de Caminos y nuestra Comisión Permanente del Asfalto, dicho evento fue coorganizado por ambas instituciones.
La jornada se desarrolló en el Hotel Crystal Tower de la ciudad de Montevideo y contó con la asistencia de más de 150 profesionales y técnicos. Por la CPA, fueron invitados a disertar el Dr. Fernando Martínez, el Dr. Adrián Nosetti, el Dr. Francisco Morea, el Ing. Lisandro Daguerre y el Ing. Mario Jair, en su carácter de presidente de nuestra comisión.
Los temas abordados por nuestros profesionales fueron los siguientes:
• “Proyecto de pliego E.T.G. Concretos asfálticos convencionales reciclados en frío in situ con emulsión asfáltica”, Ing. Lisandro Daguerre.
• “Relatorio técnico y conclusiones del XXII CILA de España”, Dr. Ing. Fernando Martínez.
• “Mezclas asfálticas con altas tasas de NFU (Neumáticos Fuera de Uso)”, Dr. Ing. Adrián Nosetti.
• “Pavimentos sostenibles: experiencias en el uso de asfaltos modificados por vía húmeda con plásticos reciclados en mezclas asfálticas”, Dr. Ing. Francisco Morea.
• “VIII Euroasphalt & Eurobitume: visión, tendencias y conclusiones”, Ing. Mario Jair.
Destacamos el éxito de la reunión y agradecemos a las autoridades de la AUC por permitirnos participar en tan importante evento.
La delegación de la CPA, junto al presidente de la AUC, Boris Goloubintseff (en la foto, flanqueado por Nosetti y Jair) y otras autoridades de la institución anfitriona.
El Dr. Francisco Morea expone acerca del libro sobre pavimentos sostenibles publicado por la CPA.
Conferencia del Ing. Mario Jair, cerrando la participación de la CPA en el evento.
Panorama de los asistentes al evento.
Boletín de la Comisión Permanente del Asfalto
El Dr. Adrián Nosetti durante su charla “Mezclas asfálticas con altas tasas de NFU”.
Disertación del Dr. Fernando Martínez.
El Ing. Lisandro Daguerre durante su exposición.
Entrevista al Ing. Diego Larsen
COORDINADOR DE LA UIDIC ( UNIDAD DE
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN INGENIERÍA CIVIL )
Ingeniero en Construcciones, Universidad Nacional de La Plata (UNLP). Profesor por concurso, dedicación exclusiva, y profesor en Maestría Vial de la Facultad de Ingeniería, UNLP. Profesor en Maestría Vial de la Facultad de Ingeniería, UBA.
Autor de más de 40 publicaciones técnicas sobre materiales asfálticos.
Durante más de 25 años realizó asistencias técnicas y auditorías a empresas privadas y organismos estatales.
Es coordinador del Laboratorio de la UIDIC (Unidad de Investigación en Ingeniería Civil) de la Facultad de Ingeniería, UNLP.
Por favor, cuéntenos la historia del LaPIV en la Facultad de Ingeniería de La Plata. ¿Cómo fueron sus inicios y cuál es el nombre que ostenta en la actualidad?
El LaPIV (Laboratorio de Pavimentos e Ingeniería Vial) tiene sus inicios allá por el año 1993, cuando un grupo de ingenieros muy jóvenes -Roberto Amarilla, Lisandro Daguerre, Hugo Bianchetto y Adrián Nosetti- son convocados para formar un laboratorio de pavimentos dependiente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata. Ello, ante el requerimiento de la Municipalidad de La Plata para hacer los controles de obras que se estaban ejecutando. Ese fue su origen, pero lo relevante es que estos primeros ingenieros no se quedaron solo con ese pedido, sino que ese fue el punto de partida. A partir allí se dio un trabajo a destajo e ininterrumpido para llegar a ser lo que es hoy.
Ing. Diego Larsen
Un cambio relevante fue en el año 2013, cuando LaPIV absorbe el resto de los laboratorios existentes dentro del Departamento de Ingeniería Civil, conformando lo que es hoy UIDIC (Unidad de Investigación y Desarrollo en Ingeniería Civil).
¿Desde cuándo es coordinador y cuál es su función?
¿Qué pautas ha fijado para su gestión a futuro?
Mi cargo como coordinador se inició en el año 2013, cuando se conforma UIDIC, y justamente mi función es coordinar todas las áreas del laboratorio (área vial, estructuras, hormigones, etc.). El coordinador alterno es el Ing. Eduardo Williams. Es un cargo de gestión.
Desde un primer momento lo que se buscó es que el resto de los laboratorios tomen la modalidad de trabajo del LaPIV. Una vez coordinado esto, se procedió a modernizar y remodelar todas las áreas en la medida de lo posible.
Las pautas de gestión son poder mejorar el modelo de trabajo, incorporando nuevas tecnologías para después poder volcarlas al medio productivo. Este modelo permite interactuar con el medio público y privado para sumar conocimiento, como así también aportar recursos humanos capacitados a la actividad.
¿Qué tareas realizan, qué equipamientos poseen y con qué personal cuentan?
El laboratorio tiene tres pilares en cuanto a sus funciones. El primer pilar -y quizás el fundamentales realizar las prácticas de grado y posgrado en la maestría vial: sin alumnos, el laboratorio no tendría
razón de ser. El segundo pilar, sin duda, es la investigación. Y en eso el laboratorio ya tiene una larga trayectoria. Esto ha logrado, en muchos casos, volcar las investigaciones para producir cambios en el sistema productivo. El tercer pilar son los servicios de transferencia al medio: el laboratorio se nutre de recursos y estos permiten realizar las obras, comprar equipamiento, otorgar becas a alumnos (siempre muy requeridos por la actividad tanto pública como privada). En este punto no puedo dejar de agradecer a Vialidad Nacional y a las vialidades provinciales; y también a las empresas constructoras que tanto apoyo nos dieron y siguen dando para poder lograr estos cambios. Creo que es un círculo virtuoso, donde los recursos de las vialidades o de las empresas son invertidos en la formación de recursos humanos y en conocimiento; y todo ello vuelve al medio productivo.
Creo que es un círculo virtuoso, donde los recursos de las vialidades o de las empresas son invertidos en la formación de recursos humanos y en conocimiento; y todo ello vuelve al medio productivo.
Vista general de laboratorio de asfaltos. Wheel Tracking Test –Hamburgo Wheel Tracking Test.
Vista del laboratorio de mezclas asfálticas. Horno de ignición para contenido de asfalto y Equipo PAV (Pressure Aging Vessel).
En cuanto al equipamiento, el laboratorio cuenta con equipos de la más alta tecnología y esto permite realizar trabajos e investigaciones a nivel de cualquier laboratorio del mundo. Entre ellos podemos mencionar reómetros y otros equipos para el estudio, según clasificación SHRP en ligantes. En mezclas asfálticas se realizan estudios dinámicos de fatiga en
vigas de cuatro puntos o deformación plástica por cargas por compresión cíclicas, entre otros.
Con respecto a los recursos humanos, el laboratorio está compuesto por ingenieros senior, ingenieros junior, técnicos y becarios. Todos ellos conforman la UIDIC.
para ensayos dinámicos: módulo dinámico, fatiga, deformación plástica por compresión cíclica, etc.
Química.
Ing. Diego Larsen
Equipo marca Cooper
Reómetro DSR. Vista general del Laboratorio de
Nacionales e Internacionales
ISAET ’24 – LA CONVOCATORIA DE PONENCIAS YA ESTÁ
ABIERTA
Del 4 al 6 de noviembre de 2024. Washington D.C., EE.UU.
La convocatoria de ponencias ya está abierta: alim@cmservices.com
XL REUNIÓN DEL ASFALTO 28 y 29 de noviembre de 2024. Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.
La Comisión Permanente del Asfalto invita a la XL Reunión del Asfalto “Ing. Jorge Marcelo Lockhart – Ing. Jorge Raúl Tosticarelli”, a realizarse en el Aula Magna de la Universidad Tecnológica Nacional Regional Buenos Aires los días 28 y 29 de noviembre de 2024. Informes e inscripción: www.cpasfalto.com.ar
104ª REUNIÓN ANUAL DE LA TRB (TRANSPORTATION RESEARCH BOARD)
Del 5 al 9 de enero de 2025. Washington, D.C., EE.UU.
TRBMeetings@nas.edu
XXIII CONGRESO IBEROLATINOAMERICANO DEL ASFALTO 17 al 21 de noviembre del 2025. Asunción, Paraguay.
Asunción será la sede de la vigésima tercera edición del Congreso Ibero Latinoamericano del Asfalto (XXIII CILA), del 17 al 21 de noviembre de 2025.
Boletín de la Comisión Permanente del Asfalto
TRABAJO TÉCNICO
BMD
Continúa
la
búsqueda del equilibrio en el diseño de mezclas asfálticas en caliente
Autor:
Pablo E Bolzán
Equilibrio es la palabra clave en la vida de todo ser humano, en la naturaleza… y también en la ingeniería del diseño de capas asfálticas que respondan a las expectativas de vida funcional y estructural necesarias. El desarrollo de este nuevo sistema de diseño de mezclas asfálticas equilibradas (Balanced Mix Design) fue motivado por la insuficiencia del Superpave TM en los EE. UU.: el resultado de diseñar mediante estos métodos no resulta suficiente para evitar fallas de deformaciones permanentes o de fractura por la acción de cargas repetidas acumuladas. No es que el Superpave no lo tenga en cuenta, sino que los ensayos de comportamiento desarrollados en 1993 eran muy costosos y complicados. El BMD inicia prácticamente con el SHRP-2 en 2010 y hoy tiene sus máximos representantes en el denominado IWG (Implementation Working Group), liderados ahora por la NAPA (National Asphalt Pavement Association) en los EE. UU. En Argentina, la firma Ingevial S.A. y quien suscribe hemos participado del intercambio de ensayos y en la información técnica compartida. Recientemente se han realizado dos jornadas del IWG en los EE. UU. para poner al día la información sobre el avance de las investigaciones sobre BMD. En la Figura 1 se reproduce la imagen del inicio del workshop, que resulta muy ilustrativa del problema: en muchos casos el Superpave ha conducido a fisuración temprana; con el BMD se desea superar este problema y obtener pavimentos de larga vida.
La cuestión del diseño de mezclas asfálticas en caliente hasta el día de hoy se dirime con el método Marshall, el método Superpave TM ya adoptado por todos los estados de los EE. UU., el método francés del LCPC y otros (Superpave 5, Regressed Air Voids, etc.), con resultados mixtos. El gran desafío es conectar el diseño de laboratorio con el comportamiento real en servicio
Trabajo Técnico
Continúa la búsqueda del equilibrio en el diseño de mezclas asfálticas en
de la forma más expeditiva y económica posible, es decir, obtener el contenido óptimo de ligante y no tan solo el contenido de diseño (que depende del método utilizado) de modo tal de garantizar un adecuado comportamiento bajo las condiciones de clima, tránsito y estructurales presentes y futuras. Ninguno de los métodos lo logra fehacientemente: ni el Marshall complementado con el WTT (Wheel Tracking Test), ni la versión bajo agua HWTT ya adoptada en EE. UU., o el de tracción indirecta por compresión diametral IDT (Indirect Tensile Test), etc. En el laboratorio de la firma Ingevial S.A. se ha trabajado complementando el Marshall con ensayos de HWTT y de SCB (Semi Circular Bending Test): se confeccionan probetas con el SGC (Superpave Giratory Compactor) desde el año 2019, en el marco del Performance Test Round Robin liderado por la NAPA, realizando ensayos sobre mezclas convencionales con muestras enviadas desde los EE. UU. Otros laboratorios de universidades locales tienen equipos similares (HWTT, SCB, IDEAL-CT, etc.) para uso en proyectos de investigación dado el interés por avanzar en el conocimiento del BMD.
El principal problema del método netamente empírico de Bruce Marshall (1933) es que no tiene correlación directa con el ahuellamiento en las mezclas
ni con la fatiga, mientras que el Superpave (1993) ha derivado en problemas de fisura y desprendimientos a edad temprana. Nadie debe despreciar estos y otros métodos utilizados hasta el presente porque han sido de gran utilidad, no obstante la limitación de no poder determinar el contenido óptimo de ligante para un comportamiento óptimo en servicio, sino un contenido de diseño que satisface el método de diseño empleado en laboratorio y, en algunos casos, modificado en planta y tramo de prueba para mejorarlo. Por ello, el grupo de trabajo para la implementación del BMD de los EE. UU. recientemente ha realizado un intercambio de información con importantes cuestiones a resolver para lograr establecer el método en función de las numerosas experiencias realizadas y la necesidad de continuar buscando la mejor forma de predecir el comportamiento en servicio.
Entre los desafíos presentes para la implementación del BMD, el grupo de trabajo norteamericano se encuentra trabajando en seis áreas:
1. Enfoques o aproximaciones al BMD.
2. Guía de diseño de mezclas.
3. Protocolo de envejecimiento.
4. Preparación de muestras.
Figura 1. Diapositiva de inicio del workshop sobre BMD de la NAPA, agosto de 2024.
5. Aseguramiento de la calidad.
6. Manejo del RAP.
En el primer capítulo, referente a los enfoques que se han tomado para dar forma definitiva al BMD, se mencionan algunos faltantes y desafíos en el área del conocimiento. Existen algunas confusiones entre los procedimientos denominados B y C de diseño, algunas preocupaciones en cuanto a quizás demasiadas opciones de diseño, incertidumbre acerca de cuáles requerimientos se deben flexibilizar cuando se transita del método A al D, falta de entendimiento de los riesgos tanto de la administración como de la contratista cuando se toman decisiones sobre diseño de la mezcla y aceptación de la misma.
BMD se ha definido como “un diseño de mezclas asfálticas utilizando ensayos de comportamiento sobre muestras apropiadamente acondicionadas que reflejen los modos de falla pertenecientes al proceso de envejecimiento, tráfico, clima y ubicación dentro de la estructura de pavimento”. Como se sabe, el sistema BMD puede desarrollarse en cuatro formas diferentes:
A. Diseño basado en las propiedades volumétricas de la mezcla con verificación del comportamiento.
B. Diseño basado en las propiedades volumétricas de la mezcla con optimización del comportamiento.
C. Diseño basado en las propiedades volumétricas de la mezcla modificado por comportamiento.
Number of cycles to 3% axial strain
Stiffness at the 50th cycle
Strain to endure minimum 1,000,000 cycles before failure
Strain to endure minimum 250,000 cycles before failure
Flexibility index
Number of passes to 12.5 mm rut depth
D. Diseño basado en las propiedades volumétricas de la mezcla por comportamiento.
Las diferencias principales entre los distintos procedimientos son los grados de exigencias para cumplir con los criterios para las propiedades volumétricas y el potencial de innovación para cumplir con los criterios de comportamiento. Se puede partir de unos valores de los parámetros volumétricos (Va, VAM, Vb, etc.) de comprobada eficacia en servicio para luego verificar sus propiedades fisico-mecánicas con ensayos de laboratorio basados en el comportamiento bajo las condiciones de cada proyecto en particular. Esto no resulta nada fácil y es precisamente el nudo más importante a desatar por el grupo de trabajo.
Existen numerosos ensayos candidatos a establecerse en las especificaciones tal que representen los estados de solicitación en servicio. Casi todos los estados de EE. UU. coinciden en utilizar el HWTT para evaluar deformaciones permanentes por cargas repetidas. Alabama trabaja con una versión del IDT a alta temperatura denominada HT-IDT, mientras que New Jersey y Virginia emplean el APA (Asphalt Pavement Analyzer), que es similar al WTT, pero con posibilidad de cambiar la presión de la carga. En cambio, en el rubro ensayos para verificar la resistencia a la fractura se tienen el I-FIT, SCB-Jc, OT, BBF, IDEAL-CT, AL-CT, inclusive el ensayo bien conocido para las mezclas drenantes desarrollado por la Universidad Politécnica de Cataluña: el En-
≥ 941
≥ 210,000 at 893 microstrain
≥ 495 microstrain
≥ 893 microstrain
≥ 3.0
≥ 20,000
≥ 3,007
≥ 782,000 at 433 microstrain
≥ 220 microstrain
≥ 443 microstrain
≥ 0.5
≥ 20,000
Not required
≥ 707,000 at 420 microstrain
≥ 269 microstrain
≥ 420 microstrain
≥ 0.5
Not required
1. Caltrans Performance Test Requirements for Mix Design of Asphalt Mixtures for Long-life Pavements.
Tabla
sayo Cántabro. Hay todavía mucha tela por cortar. Así y todo, ya se cuenta con algunos valores especificados, por ejemplo en Caltrans (Departamento de Transporte de California), que se reproducen en la Tabla 1 de la publicación Balanced Mix Design Resource Guide de la NAPA (National Asphalt Pavement Association) de los EE. UU.
Cada estado tiene su propia especificación para BMD. Así, en Alabama se permite diseñar con Superpave seguido del criterio de diseño por comportamiento. Los ensayos de comportamiento empleados son el HT-IDT (ALDOT 458) y el Alabama Cracking Test (AL-CT, ALDOT 459) para evaluar deformaciones permanentes y resistencia a la fractura. Ambos se hacen sobre muestras que han sido envejecidas en laboratorio durante cuatro horas a 135 Cº. Se exige un valor mínimo de HT-IDT de 20 psi (0,14 MPa) y un índice de tolerancia a la fractura mínimo de 55 (EASLs menor a 1 millón), 83 (ESALs entre 1 y 10 millones) y de 110 (ESALs de 10 a 30 millones). Durante la producción se aceptan valores de 50, 75 y 100.
Texas fue uno de los estados pioneros en implementar BMD, cuya más reciente especificación, Special Specification 3074 (Superpave MixturesBalanced Mix Design), se basa en diseño volumétrico seguido de verificación por comportamiento con ensayos mecánicos como HWTT y el IDEAL-CT (CTindex ) en función de la clasificación de rutas. Se preparan las mezclas para un contenido de vacíos de aire del 4 % a 50 giros para todos los niveles de tránsito, se establece un VAM mínimo de 15 % para un TMN 12,5 mm para diseño y 14,5 % para producción (para mezclas más finas, con TMN 9,5 mm el VAM mínimo es 16 % y 15,5 %, respectivamente).
Lo interesante es que para el HWTT a 50C se estable el mínimo número de pasadas en función de la clasificación del ligante que produce 12,5 mm de profundidad de huella. El número mínimo de pasadas que debe resistir hasta 12,5 mm es de 10.000 para PG64, 15.000 para PG70 y 20.000 para PG76 o más. El punto de inflexión de la curva de deformación para no presentar problemas de adherencia
bajo agua es de 10.000 pasadas en todos los casos.
Para la resistencia a la fractura, Texas desarrolló un ensayo denominado OT (Overlay Tester Tex-248 F) que establece un umbral mínimo de 1,0 in-lb/in2 para el valor crítico de energía de fractura y un umbral máximo de 0,45 para el parámetro de velocidad de progresión de la fisura (CPR). Si la mezcla pasa ambos criterios, se realizan ensayos adicionales de OT y de IDEAL-CT para el contenido óptimo de ligante y para dicho valor más y menos 0,5 %. Se determina una curva OT - IDEAL-CT para los tres contenidos de ligante determinados, que se utiliza para determinar el criterio de aceptación del IDEALCT para producción.
El Departamento de Transporte de Virginia (VDOT) permite dos enfoques diferentes para el BMD: el diseño de mezclas de superficie utilizando criterio de comportamiento y diseño de mezclas de superficie con alto contenido de RAP (40 %+) utilizando criterio de comportamiento.
Resulta muy interesante ver que cada región adopta distintos criterios según la experiencia local desarrollada en tramos de prueba, pero al mismo tiempo esto complica la aplicación del BMD para generar un documento único y general. El primer método de diseño se basa en ensayos de comportamiento y propiedades volumétricas, donde la mezcla tiene que cumplir ambas condiciones. El segundo método es usando solamente ensayos de comportamiento, donde la mezcla debe pasar los valores establecidos para estos ensayos sin requerimientos granulométricos, ni de grado de ligante o propiedades volumétricas.
Los ensayos involucrados son el APA, Cántabro y IDEAL-CT, que representan resistencia al ahuecamiento, durabilidad y resistencia a fractura, respectivamente. El APA se realiza sobre muestras previamente condicionadas en estufa a la temperatura de compactación durante dos horas. El ensayo se hace a 64 Cº según AASHTO T 340-10 y el valor de deformación máximo no debe superar los 8 mm a 8.000 pasadas. El ensayo Cántabro (AASHTO TP 108) se hace sobre muestras compactadas al Nd en el SGC y
condicionadas dos horas a la temperatura de compactación previamente. La pérdida máxima es del 7,5 % al término del ensayo. El IDEAL-CT se hace sobre muestras de mezcla suelta condicionadas durante cuatro horas a la temperatura de compactación y el índice mínimo es de 70. Adicionalmente, el contratista debe preparar muestras envejecidas durante ocho horas a 135 Cº, además de las cuatro horas a 135 Cº, previo a la compactación en el IDEALCT como ensayo de envejecimiento a largo plazo. No tiene valores a cumplir, es solo informativo.
Un tema muy importante es el envejecimiento del asfalto, dada la incidencia, por ejemplo, en el fisuramiento en la superficie del pavimento (top-down cracking), que no ocurre sino después de un tiempo en servicio. Los ligantes asfálticos no envejecen a la misma velocidad, depende del origen del crudo, grado del asfalto obtenido, RAP, aditivos y el tipo de agregado. Tratar de evaluar la resistencia al fisuramiento sin considerar el envejecimiento conduce a falsos positivos/negativos. En la gráfica de la Figura 2 reproducida del grupo de trabajo de protocolos de envejecimiento se muestra el concepto anterior.
Figura 2. Resistencia al fisuramiento en función del envejecimiento de asfalto.
El grupo de trabajo IWG sobre el uso de RAP ha detectado una lista de cuestiones a resolver cuando se emplea este material recuperado de pavimentos existentes:
1. La efectividad de los ensayos sobre los asfaltos.
2. El conocimiento sobre la gestión de acopios y mejores prácticas.
3. Preocupación sobre la variabilidad de materiales y de acopios.
4. Ensayos de laboratorio rápidos y prácticos.
5. La confianza en los ensayos de comportamiento y la determinación del RAP.
6. El conocimiento sobre el RAP, sus propiedades y cómo incorporarlo en la mezcla (rigidez del ligante, propiedades de los agregados, granulometrías, etc.).
Las propuestas del grupo de trabajo son las de difundir conocimiento sobre el manejo del RAP, en particular sobre su variabilidad, y determinar cuánto asfalto aportado por el mismo tiene real posibilidad de mezclarse completamente y actuar con el asfalto nuevo y eventuales aditivos.
El grupo que trabaja en la Guía para el Diseño (Amy Epps Martin, Shane Buchanan, Deb Mishra y Dave VanderWeele) ha presentado distintos pasos para mejorar el comportamiento de la mezcla en laboratorio, aumentando la resistencia al fisuramiento (reducción del grado PG en baja temperatura, uso de polímeros, uso de un asfalto modificado con alta recuperación elástica) y la resistencia a la deformación permanente (aumento del Jnr, incremento del Nd, reducción del VAM, incremento del PT200). Un punto fundamental en el diseño es tener en cuenta la variabilidad en el laboratorio y también entre laboratorios, que para los ensayos de HWTT, APA, IDEAL-CT y I-FIT pueden tener valores de importancia, tal como se observa en la Tabla 2 producida por NCAT, de la cual ha participado Ingevial S.A. de Argentina y quien suscribe.
Según otro reporte sobre resultados del BMD, se encontró en otros casos de estudio que incrementando el contenido de ligante se mejoró la resistencia al fisuramiento en todos los casos; se disminuyó la resistencia al ahuellamiento con resultados variables en cuanto a la resistencia al fracturamiento térmico. Cuando se agregaron agentes de reciclado, en general, se encontró un incremento de resistencia a la fractura con algunos resultados inconclusos, algunos efectos mixtos. Incrementando el RAP, en gene-
Table 2. ASTM E691-19 Within-Lab and Between-Lab Variability Estimates - NCAT Round Robin (Single Mixture).
ral, redujo la resistencia a la fractura, aumentó la resistencia a las deformaciones permanentes, aunque no se pudieron sacar conclusiones con respecto a la resistencia a la fractura térmica. Es decir; no es fácil balancear los distintos parámetros de diseño relacionados con el comportamiento en servicio de las mezclas en caliente densamente graduadas. Algunas mezclas no se pueden balancear o equilibrar.
Ciertamente, existen mayores riesgos en la determinación de la formulación de equilibrio con una mezcla de agregados densamente graduados con ligante convencional e inclusive se reconoce que hay mezclas inestables. Resulta ineludible mencionar las mezclas discontinuas SMA (Stone-Matrix/ Mastic Asphalt) que siempre resultan equilibradas dada su conformación con esqueleto granular indeformable y alto contenido de ligante. Cuando se las somete a los distintos ensayos mencionados en este artículo siempre termina siendo la de mejor comportamiento. En definitiva, se continúa en la búsqueda del equilibrio entre Marshall (deformabilidad) y Superpave (fragilidad), trabajando arduamente en los EE. UU. para alcanzar la meta del BMD lo más pronto posible, aun cuando restan numerosos puntos por resolver en el sistema equilibrado de diseño de mezclas asfálticas en caliente de comportamiento superior.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
1. Fan Yin, Randy West, “Balanced Mix Design Resource Guide”, National Center for Asphalt Technology IS-143, EE. UU.
2. BMD IWG Aging Protocols Task Group, EE. UU., agosto 2024.
3. Balanced Mix Design Implementation Working Group, Quality Assurance Task Group Report, agosto 2024, EE. UU.
4. Balanced Mix Design Implementation Working Group, RAP Handling Group Report, agosto 2024, EE. UU.
5. Balanced Mix Design Implementation Working Group, Mix Design Guidance Task Group, agosto 2024, EE. UU.
6. Balanced Mix Design Implementation Working Group, Sample Preparation Task Group, agosto 2024, EE. UU.
7. Balanced Mix Design Implementation Working Group, BMD Approaches Group Report, Agosto 2024, EE. UU.
8. FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION, Southeast Peer Exchange on Balanced Mix Design, Marzo 2023, EE. UU.
9. NCAT Report 22-01, Performance Tests Round Robin, EE. UU.
TRABAJO TÉCNICO
El caucho en el diseño de microaglomerado en frío
Autores:
Josué
Torres
Sotelo1 , Itzel Aceves Becerra2 , Pedro Limón Covarrubias3
Resumen
En algunas construcciones de pavimentos flexibles se opta por la aplicación de un tratamiento superficial como capa de rodadura encima de la carpeta asfáltica. El más común es el microaglomerado en frío, con la finalidad de proteger el desgranamiento de agregados de la capa superficial del pavimento y también de proveer una carpeta asfáltica de mayor duración. En la presente investigación se realizaron cuatro diseños de microaglomerado: 1) diseño sin aditivo, 2) diseño con 1 % de cemento Portland, 3) diseño con fibra de vidrio y 4) diseño con hule de caucho, considerando su evaluación y su compatibilidad con los agregados pétreos, emulsión asfáltica y su desempeño. La emulsión asfáltica con la que se hicieron los diseños fue de rompimiento lento. Los ensayos de desempeño que determinaron su calidad fueron: ensayo de abrasión en húmedo, ensayo de rueda cargada LWT y ensayo de cohesión. El fin último fue lograr una capa de rodadura que disminuya las deformaciones permanentes y retarde el agrietamiento en los pavimentos en conjunto con la carpeta asfáltica.
1. Antecedentes o introducción
Los microaglomerados en frío, también conocidos como micropavimentos, se definen como una mezcla de emulsión asfáltica modificada con polímeros, agregado pétreo, filler, agua y otros aditivos, en proporciones según marca una especificación, tiempos de mezclado y aplicados sobre una superficie. El producto final debe tener una superficie resistente a la fricción en secciones variables a través de la vida útil del micropavimento [1].
El caucho reciclado puede ser utilizado para mejorar las propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica mediante el proceso de vía seca, ya que aumenta la rigidez [2].
1 Asphalt Pavement and Construction Laboratories, Ixtlahuacán de los Membrillos, México, jtorres@apcl.mx
2 Asphalt Pavement and Construction Laboratories, Ixtlahuacán de los Membrillos, México, itzelaceves.01@gmail.com
3 Universidad de Guadalajara, Guadalajara, México, pedro.limon@academicos.udg.mx
Trabajo Técnico
El caucho en el diseño de microaglomerado en frío
Figura 1. Hule de caucho usado para el diseño de microaglomerado en frío.
2. Objetivos
• Evaluar el uso del hule de caucho en el diseño de microaglomerado en frío como filler para mejorar su desempeño.
• Hacer una comparación de desempeños de un miroaglomerado en frío convencional versus varios diseños de microaglomerado, añadiéndoles fillers o fibra de vidrio.
• Determinar un diseño de microaglomerado en frío en función del porcentaje y cemento asfáltico, la emulsión asfáltica y en su complemento el uso de filler o la fibra de vidrio.
4. Ensayos de desempeño de microaglomerado en frío
4.1 Ensayo de abrasión en húmedo. Este ensayo permite medir el desgaste en el microaglomerado, mediante un accesorio con una manguera de hule. El desgaste se realiza en forma circular en la superficie hasta cumplir el tiempo de la prueba (315 segundos ± 2), luego del cual se evalúa en saturación de agua, ya sea a una hora o seis días, de acuerdo a la especificación solicitada. El diseño de los especímenes para el ensayo de abrasión se realizó en base a la normativa ISSA TB 100 [3].
4.2 Ensayo de cohesión o fraguado de microaglomerado en frío. La finalidad de este ensayo es determinar la cohesión o la resistencia que tiene el microaglomerado a una presión aplicada definida. El curado del espécimen se deja a cierto tiempo, principalmente a una hora, dependiendo de la especificación del proyecto. La fabricación de los ensayos de microaglomerado para el ensayo de cohesión se realizó conforme la normativa ISSA TB 139 [4].
3. Requisitos de calidad de ensayos de desempeño
ENSAYO
de microaglomerados en frío
Pérdida por abrasión en húmedo, una hora de saturación.
Cohesión húmeda a 60 minutos mínimo (tránsito).
Desplazamiento lateral rueda LWT.
Asfalto excesivo por adhesión de arena en rueda LWT.
4.3 Desplazamiento lateral rueda cargada LWT en viga de microaglomerado en frío. Este ensayo determina el desplazamiento lateral del microaglomerado en frío. Se hace una viga de unas dimensiones definidas, para que conserve su consistencia, y lo que se busca obtener es el ensanchamiento que sufre el microaglomerado antes y después de una carga aplicada y ciclos ya establecidos. Para el diseño de este ensayo de desempeño se trabajó con la normativa ISSA TB 147 [5].
100 538 g/m2, máximo
139 20 kg-cm o mínimo de espín cercano
147 % máximo
109
538 g/m2, máximo
Tabla 1. Especificación de los ensayos de desempeño de microaglomerado en frío.
4.4 Exceso de arena rueda cargada LWT en viga de microaglomerado en frío. Este ensayo determina el exceso de arena adherida a una viga de microaglomerado en frío, con la finalidad de obtener el óptimo de cemento asfáltico en el diseño de microaglomerado (cuanto mayor es el contenido de emulsión asfáltica o cemento asfáltico, más arena se adhiere al microaglomerado). La normativa con la que se realizaron estos ensayos de desempeño fue la ISSA TB 109 [6].
4.5 Diseño balanceado propuesto.
• Q1. Rígido y resistente al desgranamiento: Microaglomerados de rápido fraguado y alta resistencia al desgranamiento.
• Q2. Rígido y susceptible al desgranamiento: Microaglomerados de rápido fraguado y baja resistencia al desgranamiento.
• Q3. Frágil y resistente al desgranamiento: Microaglomerados de lento fraguado y alta resistencia al desgranamiento.
• Q4. Frágil y susceptible al desgranamiento: Microaglomerados de rápido fraguado y baja resistencia al desgranamiento.
5. Resultados y conclusiones
5.1. Fórmula de trabajo para el diseño de microaglomerado en frío Tipo A.
Emulsión asfáltica
Polímero
Emulsificante
% de agua
% de cemento asfáltico
% de emulsión asfáltica respecto del agregado pétreo
Tabla 2. Fórmula de trabajo de microaglomerado sin aditivos.
Tipo de diseño de microaglomerado Tipo A
Microaglomerado de partida
1 % cemento Portland
1 % hule de caucho
1 % fibra de vidrio
Microaglomerado de partida
1 % cemento Portland
1 % hule de caucho
1 % fibra de vidrio
Microaglomerado de partida
1 % cemento Portland
1 % hule de caucho
1
fibra de vidrio
Tabla 3. Resultados de microaglomerado con emulsión de rompimiento lento ECL-62P.
Diseño de microaglomerado en frío tipo A
ECL – 62P
Como se observa en la Tabla 2, para la fabricación de diseño se variaron los contenidos de humedad (agua en el microaglomerado), en función de las absorciones que tienen los materiales que se incorporaron al agregado pétreo como aditivos.
Como se observa en la Tabla 3, en los ensayos de desplazamiento lateral y exceso de asfalto, todos los diseños cumplen perfectamente desde el contenido inicial 6 % al 8 % de cemento asfáltico. En el ensayo de exceso de asfalto, cuanto mayor sea el porcentaje de cemento asfáltico que tenga el microaglomerado en frío, más se tendrá adherida a la viga; ello nos da a entender que no es son recomendables contenidos excesivos en el diseño.
En el ensayo de cohesión únicamente un diseño cumple con el valor mínimo propuesto: únicamente el microaglomerado que cuenta con cemento Portland, ya que este material o filler genera una mejor rigidez. Para este tipo de emulsiones asfálticas no siempre lo solicitan en el diseño de microaglomerados, por sus características de rompimiento y fraguado.
Como se observa en la Figura 2, en los ensayos de abrasión, a mayor contenido de cemento asfáltico, disminuye el desgaste a la abrasión. El diseño de microaglomerado en frío con fibra de vidrio fue el que mostró un mejor comportamiento en los ensayos. Por otra parte, el diseño con hule de caucho fue el que tuvo una disminución más significativa, siendo éste el que mejor contribuyó al aumento de cemento asfáltico.
El caucho en el diseño de microaglomerado
5.2. Diseño balanceado de microaglomerado en frío. Cohesión versus abrasión en húmedo.
Como se observa en la Figura 3, en el diseño balanceado propuesto, únicamente la lechada asfáltica al 8 % de cemento asfáltico con cemento es el único que cumple en ambos ensayos, otorgando un grado más de confianza en el diseño. Por otro lado, los diseños con hule de caucho y fibra de vidrio no presentan una buena respuesta en la cohesión.
Figura 2. Gráfico de comportamiento de ensayo de abrasión en húmedo a diferentes contenidos.
Figura 3. Diseño balanceadoCohesión versus abrasión.
6. Conclusiones finales
1. La incorporación del hule de caucho en los diseños de micoraglomerado presenta mejores resultados cuando el contenido de cemento asfáltico es mayor, ya que a bajos contenidos no aporta una adherencia en los especímenes de diseño de abrasión como cohesión.
2. En los ensayos de abrasión de húmedo en los diseños de microaglomerados analizados la mezcla de partida presenta buenos resultados, siendo en algunos casos mejores que los que presenta la incorporación de algún producto, mostrando así que no siempre es necesario agregarle algún producto al diseño base.
3. A pesar de que en la mayoría de los casos de los diseños de microaglomerado con una emulsión asfáltica de rompimiento lento el ensayo de cohesión no es solicitado, tener este resultado dentro de norma garantiza una mejor resistencia al corto tiempo de aplicación y durabilidad del microaglomerado en campo.
4. Observando los resultados obtenidos, el microaglomerado en frío al 8 % de cemento asfáltico con cemento es el único que cumple con todos los ensayos requeridos, siendo éste el óptimo en diseño y el más confiable en calidad de resultados.
5. Se recomienda seguir estudiando el hule de caucho en los microaglomerados para su incorporación en un futuro cercano.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] García Galarce, S. A. (2012), “Utilización de hormigón reciclado (RCA) como árido para microaglomerados asfálticos en frío destinados a tratamientos de mantenimiento de pavimentos”, Tesis de Licenciatura, Universidad de Chile, Chile.
[2] Ureta Tolentino, C. W. (2020), “Influencia del caucho reciclado utilizado como agente modificante en los parámetros de diseño de una mezcla asfáltica”, Tesis de Licenciatura, Universidad Ricardo Palma, Perú.
[3] “Laboratory test method for wet track abrasion of slurry surfacing systems”, International Slurry Surfacing Association, (2018), Estados Unidos.
[4] “Método de ensayo para determinar el desarrollo del endurecimiento y curado de sistemas de superficies de tipo slurry mediante un comprobador de cohesión”, International Slurry Surfacing Association, (2012), Estados Unidos
[5] “Test method for measurement of lateral and vertical displacement of micro surfacing systems”, International Slurry Surfacing Association, (2022), Estados Unidos.
[6] “Método de prueba para medir el exceso de asfalto en mezclas bituminosas mediante el uso de un probador de ruedas cargado y adhesión de arena”, International Slurry Surfacing Association, (2018), Estados Unidos.
Trabajo Técnico
EL BUEN ARTE EN EL ASFALTO
Julio Verne, Víctor Hugo y el asfalto
Por Dr. Ing. Fernando Martínez
Julio Verne fue un escritor, dramaturgo y poeta nacido en el año 1828 en la ciudad portuaria de Nantes, Francia. Sus obras son conocidas en el mundo entero, principalmente por su producción literaria vinculada al género de la ciencia ficción. Reconocido como un escritor que presagió varios hechos científicos que tuvieron su concreción real muchos años después, también escribió numerosas obras de teatro, cuentos, ensayos autobiográficos, poesía y canciones.
El cine se ha inspirado en muchos de sus escritos para producir películas que han reflejado, con más o menos apego, el espíritu original de esas obras, entre las que se destacan “La vuelta al mundo en 80
días” en sus versiones de 1956 y 2004, “20.000 leguas de viaje submarino” de 1954, “De la tierra a la luna” de 1958 y “Viaje al centro de la tierra” en las versiones de 1959 y 2008.
Su espíritu modernista es innegable y surge claramente del análisis de sus novelas en las que presagió desarrollos tecnológicos que se concretaron muchos años después, como ocurrió con el submarino descripto en su novela “20.000 leguas de viaje submarino”, los viajes espaciales en “De la tierra a la luna” o los transatlánticos en “Una ciudad flotante”. Además de estos, tuvo una visión futurista en hechos históricos, como la conquista de los polos terrestres o el descubrimiento de las nacientes del
Julio Verne imaginó una ciudad con calles asfaltadas (“France-Ville”) que posteriormente inspiraría a Benoit para proyectar La Plata.
río Nilo ocurridos muchos años después de haberlos planteado en sus escritos.
Su visión de un porvenir tecnológico y avanzado está fuertemente vinculada al asfalto como un signo evidente del progreso y del crecimiento de la humanidad. Verne, en un contexto de vanguardia urbanística, en su novela “El soberano de la Tierra”, publicada en 1882, describe el uso del asfalto para recubrir las calles de una ciudad desarrollada ficticia y lo define como un factor de desarrollo industrial y urbano de su tiempo.
En una poco conocida novela, “París en el siglo XX”, se pregunta Verne “…qué habría dicho uno de nuestros antepasados al ver esos bulevares iluminados con un brillo comparable al del sol, esos miles de vehículos que circulaban sin hacer ruido por el sordo asfalto de las calles, esas tiendas ricas como palacios donde la luz se esparcía en blancas irradiaciones...”. Considerando que la novela, escrita en 1864, describe una hipotética ciudad de París en 1960, el asfalto era una parte importante en el desarrollo tecnológico y urbano que su mente futurista imaginaba.
Más aún, el asfalto colocado en las calles brindaba un confort a usuarios y vecinos con una circulación
silenciosa y es parte de la infraestructura avanzada de esa ciudad en la cual “...las rápidas comunicaciones entre distintos puntos de la capital, las locomotoras que atravesaban en todas direcciones el asfalto de los bulevares, la fuerza motriz a domicilio, el ácido carbónico que había destronado al vapor de agua” serán los logros de la humanidad en 1960.
La idea del confort que brinda el asfalto es retomado por Verne en su novela “Diez horas de caza”. La obra, publicada en 1903, se centra principalmente en las aventuras de una expedición de caza en la región de Amiens. El protagonista del relato es invitado a ir de caza, aun cuando no es aficionado a andar armado con una escopeta recorriendo campos y disparando a indefensos animales. En el capítulo VI, manifiesta que “…prefiere cien veces el asfalto de los bulevares a los surcos, que le hacen a uno ir dando saltos y acabar por tener un peso en los pies el triple que de ordinario”.
Finalmente, otra poco conocida novela de Verne publicada en 1879, “Los 500 millones de la Begún”, enfrenta a los dos herederos de una cuantiosa fortuna en una intrigante historia de riqueza, tecnología y conflicto. La historia comienza con la muerte de una rica y poderosa Begún en la India que deja una enorme fortuna de 500 millones de francos franceses a
Pavimentación urbana con aglomerado asfáltico comprimido (izq.) y asfalto fundido en aceras (der.). Obsérvense las “negras calderas del asfalto” que menciona Víctor Hugo (ilustraciones de la Revue La Nature, 1881).
Julio Verne, Víctor Hugo y el asfalto
París.
dos herederos. Uno de ellos, francés, decide invertir la parte de su fortuna en una ciudad modelo, concebida sobre bases rigurosamente científicas y donde con una visión progresista e higienista, no encuentren lugar la enfermedad, la miseria y la muerte. El otro heredero, de origen germánico, decide invertir su parte de la herencia en una ciudad industrial cuyo único objeto sea producir un acero de una calidad que posibilite construir un cañón de tamaño gigantesco y dotado de una tecnología destructiva que le permita arrasar la ciudad del otro heredero.
El francés posee una visión altruista de la humanidad, en un futuro de progreso y crecimiento pacífico en el que la ciudad que sueña, France-Ville, sea un ejemplo para todo el mundo en cuanto a armonía y calidad de vida. Aquí, Verne consideraba al asfalto utilizado para pavimentar caminos como una mejora significativa para la época y es un reflejo de su interés por la tecnología y la industria. La inclusión de detalles como éste demuestra la fascinación de Verne por los avances tecnológicos y cómo estos impactan en la vida cotidiana y la infraestructura. Se ha reconocido que ese espíritu modernista inspiró al ingeniero Pedro Benoit y al gobernador Dardo Rocha en el diseño de la ciudad de La Plata con una visión higienista de las urbes modernas, trazado de calles en cuadrícula, plazas, bulevares y diagonales, siguiendo el esquema ideado por Julio Verne para la ciudad ideal y moderna de France-Ville.
Contemporáneo con Julio Verne, Víctor Hugo fue un poeta, dramaturgo y novelista romántico francés, autor, entre otras obras, de “Los Miserables” y
Lo que parece indudable es que nuestro noble ligante bituminoso negro siempre ha sido considerado sinónimo del avance tecnológico e impulsor del desarrollo urbano.
“Notre Dame de París”. Si bien su estilo literario difiere del de Verne, coincidió con él en destacar la importancia del asfalto en las ciudades. Es justamente en “Los Miserables” donde menciona que “…las antiguas calles estrechas e inmediatas a los fosos Saint-Victor y el Jardín Botánico se bambolean, atravesadas violentamente tres o cuatro veces al día por esas corrientes de diligencias, de coches y de ómnibus [….] en sus más desiertas sinuosidades, empieza a verse el empedrado, y las aceras comienzan a asomar y a alargarse, hasta en sitios por donde no pasa nadie todavía. Una mañana, mañana memorable de julio de 1845, viéronse humear allí, de pronto, las negras calderas del asfalto; aquel día pudo decirse que la civilización había llegado a la calle de Lourcine y que París había entrado en el arrabal de Saint-Marceau”. ¿Será ésta, acaso, la mención del primer embrión de planta asfáltica citada en la literatura no técnica?
Lo que parece indudable es que nuestro noble ligante bituminoso negro siempre ha sido considerado sinónimo del avance tecnológico e impulsor del desarrollo urbano. Rindamos, pues, merecido homenaje al asfalto.
Boletín de la Comisión Permanente del Asfalto
