Características del ensayo

La forma y dimensiones de las probetas a ensayar no presentan dificultades en su fabricación para no tener que emplear excesivo tiempo en su elaboración y tener garantías de que se pueden repetir con características homogéneas. Sus dimensiones, dovelas de 30 mm de espesor, 80 mm de ancho, 107 mm de longitud en la cara externa y 91 mm en la cara interna, permiten una buena trabajabilidad sin incurrir en tamaños de probeta demasiado grandes que incrementen el consumo de material a utilizar. El operador deber ser estricto con los espesores finales conseguidos para no tener problemas durante la colocación de las probetas en la rueda porta-muestras y en la fase de pulimento posterior, estableciéndose en 29,3 mm el espesor de probeta óptimo.

Se han desarrollado moldes y útiles de compactación específicos para la fabricación de este tipo de probetas fácilmente replicables y que no requieren de una excesiva inversión.

Se ha desarrollado un procedimiento de compactación para la fabricación de las probetas que permite garantizar que la densidad y porcentaje de huecos, en las muestras fabricadas en laboratorio, sean representativas de las que se obtendrán sobre la misma mezcla puesta en el pavimento de una carretera. El procedimiento de compactación empleado fue el de aplicar una compresión simple de 170 KN durante 6 segundos. Tiempos mayores de aplicación de carga terminaban por romper los áridos calizos utilizados en la presente investigación. La macrotextura conseguida con este procedimiento en las mezclas tipo BBTM 11B fabricadas con árido porfídico superaba los valores de 1,5 mm típicos de este tipo de mezclas. En cambio, la macrotextura conseguida en la misma mezcla discontinua fabricada con árido calizo se encontraba entre 0,7 y 1 mm. La conseguida en las probetas de mezclas tipo AC16 D fue de unos 0,3 mm, para las fabricadas con árido calizo, y entre 0,4 y 0,5 mm para las AC fabricadas con pórfido, valores que están por debajo del valor de 0,7 mm que se pide a este tipo de mezclas. Se debe revisar el procedimiento de compactación a emplear para este tipo de mezclas de forma que se garantice una macrotextura más representativa de la que se obtendrá cuando se coloquen en obra.

Las probetas con forma de dovela se fabrican con la curvatura de ensayo necesaria como para que puedan colocarse en una rueda porta-muestras similar a la empleada en el ensayo para pulimento de áridos pero modificada para poder albergar las probetas de mezcla de 30 mm de espesor y 80 mm de ancho.

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Las condiciones de ensayo han quedado definidas y son las indicadas por la UNE-EN 1097-8 que trata de reproducir el efecto de pulimento que tiene el árido de las mezclas por efecto del tráfico.

El procedimiento de ensayo permite conocer el comportamiento de las mezclas en cuanto a su resistencia al deslizamiento a lo largo del tiempo. La medición con el péndulo TRRL de la resistencia al deslizamiento de las probetas de mezcla se hará antes de empezar el pulimento de éstas y, una vez iniciado el pulimento, con una frecuencia horaria. Se da por buena la duración del ensayo de 12 horas porque se ha comprobado que el CPM de las mezclas apenas sufre variación a partir de ese tiempo. El proceso de pulimento se hará de acuerdo a la UNE-EN 1097-8 pero utilizando durante las tres primeras horas como abrasivo el grano de esmeril y durante las nueve restantes, el polvo de esmeril de granulometría más fina.

Se han definido los criterios de rechazo del ensayo que permiten detectar si el proceso de pulimento ha sido adecuado. Se han adoptado de manera conservadora criterios de rechazo similares a los que marca la UNE-EN 1097-8 aunque los valores obtenidos, cuando el pulimento de las probetas de mezcla se hace con muelle, permitirían criterios de rechazo incluso más estrictos. Con los resultados obtenidos podemos concluir que no se darán por buenos aquellos ensayos en los que el valor medio de resistencia al deslizamiento a 6 horas y 12 horas, medidos con el péndulo TRRL, de cada pareja de probetas del mismo tipo de mezcla en una rueda, difiera en más de 5 unidades del obtenido en la otra rueda para los mismos tipos de mezcla. También se rechazará el ensayo si el valor medio a 6 horas y a 12 horas, de cualquiera de las parejas de árido de referencia pulidas en cada una de las dos ruedas, difiere en más de 3 unidades de su valor.

6.3. Medida del coeficiente de resistencia al deslizamiento sobre

mezclas bituminosas.

Se ha definido un parámetro, el coeficiente de pulimento acelerado de mezclas o CPM, que permite caracterizar la resistencia de una mezcla frente al fenómeno de resistencia al deslizamiento. Dicho parámetro no sólo tiene en cuenta la resistencia del árido grueso de la mezcla a pulimentarse, sino también la del árido fino, la macrotextura de la mezcla y el contenido y tipo de ligante empleado.

Se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación:

CPMt = St + CPAt - Ct: Donde:

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CPMt es el coeficiente de pulimento acelerado de la mezcla estudiada en el tiempo t. St es el valor medio en el tiempo t de resistencia al deslizamiento, medido con el péndulo TRRL, de las cuatro probetas de mezcla pulimentadas, (dos en cada una de las dos ruedas porta-probetas ensayadas).

CPAt es valor estimado del coeficiente de pulimento acelerado del árido de referencia utilizado en el tiempo t.

Ct es el valor medio obtenido en el tiempo t de resistencia al deslizamiento, medido con el péndulo TRRL, de las cuatro probetas de árido pulimentadas, (dos en cada una de las dos ruedas porta-probetas ensayadas).

Como puede verse, el valor CPM se podrá calcular para el intervalo de tiempo t que se desee aunque interesará, sobre todo, el valor de CPM correspondiente al final del ensayo, (12 horas), siendo las mezclas con mayor CPM las que presentarán un mejor comportamiento frente a la resistencia al deslizamiento.

6.4. Validación del método de ensayo

Los rangos, desviaciones típicas y coeficientes de variación conseguidos en el ensayo para medir el coeficiente de pulimento acelerado de mezclas asfálticas, son suficientemente buenos como para que el ensayo se pueda aplicar en la caracterización de mezclas asfálticas, con el método de pulimento seguido por la UNE-EN 1097-8, (sin resorte). Sin embargo, se obtenían valores de repetibilidad muy altos. Con este procedimiento de ensayo algunas probetas, sobre todo las fabricadas con áridos más blandos, no terminaban de desgastarse, porque el proceso de pulimento, adecuado para probetas de árido, era excesivamente agresivo para probetas de mezcla y terminaba dañando alguna de las probetas fabricadas antes de que el ensayo pudiera darse por concluido.

Con la introducción del resorte en el procedimiento de pulimento, todas las variables estadísticas que miden la precisión del ensayo se han mejorado, obteniéndose repetibilidades entre 3,7 y 9,9 a 6 horas y entre 1,6 y 6,9 a 12 horas. Los valores del coeficiente de variación han oscilado entre un 2% y un 5,3%, a 6 horas y entre un 0,9% y un 3,8% a 12 horas. Estos valores, que dan idea de la precisión del ensayo, son adecuados y se encuentra por debajo de los obtenidos para otros ensayos de carreteras.

El método de ensayo desarrollado permite hacer estudios comparativos sobre el comportamiento a deslizamiento de distintos tipos de mezclas bituminosas. Durante la investigación llevada a cabo se ha podido comprobar que el ensayo parece que

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es sensible, durante las primeras horas de ensayo, a los cambios en los tipos de ligante con los que se fabrican las mezclas y a los cambios en los tipos de árido con los que se fabrican, (microtextura).

Sin embargo los resultados obtenidos muestran que a partir de la cuarta o quinta hora del ensayo los valores del coeficiente de pulimento acelerado de las mezclas con mayor macrotextura son superiores a los de mezclas con menor macrotextura, lo cual va en contra de lo esperado. La forma de medir la resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL, que sólo es capaz de medir a bajas velocidades, o pequeños defectos que a pesar del uso del resorte se pueden producir durante el proceso de pulimento en la superficie de las probetas fabricadas, pueden ser los motivos por los que se hayan obtenido mayores valores de resistencia al deslizamiento de los esperados en las mezclas con mayor macrotextura.

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