COMPACTACION Generalidades

Cumplir los requisitos de compactación es un problema con algunas de las mezclas diseñadas con Superpave. Pero esto no es nuevo. Es importante entender como las mezclas diseñadas con Superpave reaccionan ante los rodillos para obtener la densidad óptima.

Existe una pequeña diferencia entre la compactación de mezclas de gradación fina diseñadas por Superpave y las mezclas convencionales de HMA. Una diferencia podría ser la mayor cantidad de partículas chancadas en las mezclas Superpave haciéndolas un poco más difíciles en la compactación. Otra diferencia puede ser el inferior contenido de asfalto óptimo que son algunas veces obtenidas con diseño volumétrico Superpave comparado al diseño Marshall. La mayor cantidad de partículas chancadas y el menor contenido de asfalto resultaría en una mezcla mas estable que es mas difícil de compactar. Las mezclas de gradación fina diseñadas con Superpave son más probables que contengan modificadores que las convencionales HMA, esto puede incrementar el esfuerzo de compactación requerido.

Cuando se compactan mezclas HMA, incluida las mezclas Superpave, la capacidad de compactar la mezcla se relaciona al contenido total de fluidos (asfalto mas humedad).

Las mezclas de gradación gruesa Superpave con alto contenido de agregado grueso se comporta diferente que las mezclas de gradación fina, y esto debe ser considerado durante la compactación. Las mezclas de gradación gruesa con frecuencia tienden a enfriarse más rápidamente, resultando en menor tiempo de compactación.

Medir la densidad de mezclas de gradación gruesa no siempre es fácil. Se puede usar un calibrador nuclear, verificando los resultados con briquetas extraídas de campo y ensayadas en el laboratorio. Algunas investigaciones reportan que las mezclas de gradación gruesa son permeables al agua con aproximadamente 6 a 7% de vacíos de aire. Cuando los núcleos son permeables al agua, es difícil obtener una medida exacta de densidad en laboratorio. Un método es sellar los poros del núcleo antes de medir la densidad. Si no se sellan, el núcleo puede absorber una significativa cantidad de agua (más de aproximadamente 0.5%) durante el pesaje, así este es el nuevo problema y debe usarse otro método para medir la densidad.

Ensayos

Se deben realizar los ensayos para verificar las características volumétricas y evaluar las técnicas de colocación y compactación.

Esto permitiría la evaluación de cómo la mezcla va actuando bajo una rodillo específico y permitiría tener un rodillo y temperatura de compactación. Es importante correlacionar las densidades medidas con el calibrador nuclear y núcleos extraídos del pavimento.

Espesor de Capa

Como regla general se recomienda que los espesores de capa de las mezclas diseñadas por Superpave, deben ser iguales o mayores que tres veces el tamaño máximo nominal del agregado.

Zonas Tender

La compactación de mezclas de gradación gruesa diseñadas con Superpave algunas veces es más difícil que con mezclas de gradación más fina que se diseñaban antes con el método Marshall. Uno de los problemas con la compactación de mezclas de gradación gruesa es la zona tender o zonas que sufren enfriamiento rápido y por lo tanto con endurecimiento prematuro. La zona tender típicamente ocurre dentro del rango de temperatura de 93 a 115°C.

El problema con las zonas tender no es nuevo, este es un problema que tiene muchos años. Son muchas las posibles características de la mezcla que pueden iniciar un comportamiento tender durante la compactación de campo. Entre estas está el uso de excesiva cantidad de agregados finos redondeados (arenas naturales), ligantes asfálticos de baja viscosidad, alto contenido de ligantes asfálticos, reducido contenido de filler, agregados con humedad interna, etc.. En algunas mezclas diseñadas con Superpave, se puede identificar una tender

zone identificada en rangos de temperatura de 93 a 115°C. La muestra puede

compactarse adecuadamente sobre o debajo de este rango, denominándose tender cuando está dentro de este rango de temperatura y no puede compactarse adecuadamente. Este fenómeno no se presenta en todas las mezclas diseñadas por Superpave, pero se observa en algunos casos. Las mezclas tender no son estables bajo el rodillo y tienden a moverse lateralmente cuando se pasa el compactador. Este movimiento lateral algunas veces resulta en una línea de grieta. Las mezclas pueden ser satisfactoriamente compactadas con rodillos neumáticos dentro de este rango tender pero, estos rodillos pueden tener problemas cuando se emplean modificadores, para mayor información se puede revisar “Superpave Construction Guidelines” de Special Report

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Algunas de las posibles causas de la zona tender se explican a continuación: 1. Envejecimiento corto durante el diseño de mezclas que no se compara a la producción. El

envejecimiento corto simula el envejecimiento de la mezcla HMA durante la producción, transporte y colocación. Sin embargo, el envejecimiento también permite que el asfalto sea absorbido por el agregado dentro de la mezcla.

El envejecimiento consiste el colocar la mezcla suelta en horno por un período de 2 horas a la temperatura de compactación, para el envejecimiento corto; ó 4 horas a 135°C, si el porcentaje de absorción del agregado es mayor que 2%. En muchos de los casos la cantidad de asfalto absorbido durante la mezcla no representa la cantidad de asfalto absorbido durante la producción, transporte y colocación. Por ejemplo, 4 horas de envejecimiento comparado con 10 minutos de producción en planta sin período de almacenamiento. Sin que el asfalto sea totalmente absorbido, el volumen de asfalto efectivo en la mezcla en el momento de la colocación es mucho mayor y parecería que la mezcla tiene demasiado asfalto. Las

mezclas con mucho asfalto no son propensas a generar zonas tender durante la compactación.

2. Presencia excesiva de humedad interna en el agregado o capas subyacentes. El caso ideal se da cuando la humedad en el agregado durante la producción de HMA tiende a cero. Cuando la mezcla se produce, la humedad interna trata de salir, desprendiendo la película de asfalto que recubre el agregado. La humedad que escapa del agregado puede actuar como lubricante de la mezcla incrementando el contenido líquido efectivo disminuyendo la viscosidad aparente del ligante. Esto resulta en una mezcla aparentemente con mucha cantidad de asfalto, y que no es susceptible a formar zonas

tender.

3. Disminución de la viscosidad del ligante asfáltico durante la producción de HMA. La disminución en la viscosidad del ligante puede producir que una mezcla no muestre tendencia a zonas tender durante la compactación. La reducción en la viscosidad puede ser causada por incremento en la temperatura o menor envejecimiento de la mezcla.

4. Baja relación de polvo-asfalto efectivo. El criterio original usado por Superpave para la relación polvo-asfalto efectivo fue de 0.6 a 1.2. Muchos estados ahora están especificando que para mezclas de gradación gruesa Superpave el límite superior sea 1.6. Las mezclas de gradación gruesa que tienen baja relación mostrarían menor viscosidad o menor rigidez, que una mezcla con alta relación. La mezcla con menor viscosidad es mas probable que no exhiba zonas tender durante la compactación que mezclas con mayor viscosidad (rígidas).