Módulo 2 – Webinar Tratamientos Superficiales de Alto Desempeño
Este es el segundo módulo del ciclo “Tratamientos superficiales de alto desempeño”. Compartiremos con ustedes el conocimiento y la experiencia que hemos recolectado nacional e internacionalmente sobre estas técnicas, complementando lo que describe nuestro manual con el mismo nombre.
En este módulo vamos a hacer foco en la transformación que ha tenido la evaluación de tratamientos superficiales, remarcando la diferencia entre los ensayos tradicionales y los nuevos ensayos por desempeño. Hablaremos sobre ensayos de laboratorio y obra que permiten mejorar la calidad final de los tratamientos y novedosas maneras de evaluar su comportamiento a largo plazo.
ÍNDICE:
- Desempeño de un tratamiento superficial
- Perdida de piedra, pérdida de textura y fisuras
- Ensayos a materiales, en diseño y construcción
- Experiencia Nueva Zelanda
- Reflexión final
- Cierre
Podrán acceder a la grabación a continuación así cómo también descargar la presentación.
BITASEAL: NUEVO REJUVENECEDOR DE PAVIMENTOS
Ahora BItafal cuenta con un nuevo producto de excelente desempeño para sellar y mejorar la apariencia de los pavimentos
Fácil de aplicar, flexible y totalmente impermeable el nuevo BITASEAL es la mejor manera para sellar superficies y mejorar el aspecto de los pavimentos.
Es un producto resistente a solventes y cuenta con áridos seleccionados que le brindan una excelente resistencia al deslizamiento, lo que lo hacen especialmente útil en estacionamientos, pistas de carreras y en otras superficies en donde los combustibles deterioran el pavimento.
A continuación les contamos más sobre el producto y de la experiencia realizada en el Autódromo de Rivera:
Debido al deterioro que presentaba la pista de Rivera, donde existían desprendimientos de árido de la mezcla, algunas fisuras y una superficie bastante envejecida, se planteó la recuperación de una parte de la pista con el nuevo BITASEAL.
La aplicación del producto se realizó mediante lampazo de manera muy sencilla quedando una superficie homogénea, sellada y con una resistencia al deslizamiento elevada. A los 40 minutos de aplicado el mismo ya presenta una superficie opaca y casi lista para la liberación al tráfico de todas formas es recomendable dejar secar unas 2 a 3 horas para un mejor desempeño.
El producto se presenta en baldes de 40 Kg y rinde según la superficie a tratar entre 1 y 2 Kg / m2. Los invitamos a conocer más de la experiencia y del aspecto del producto en las fotografías adjuntas.
USO DEL REÓMETRO PARA EVALUAR AHUELLAMIENTO Y FISURAS
Repasamos algunos ensayos ágiles para estimar desempeño de mezclas asfálticas con el DSR.
Las nuevas tecnologías de la pavimentación exigen equipos modernos para evaluar el comportamiento del asfalto. El reómetro de corte dinámico (DSR) se ha posicionado como el equipo de referencia internacional para medir las propiedades viscoelásticas del asfalto. Además de una precisión asombrosa en las mediciones, una de sus mayores ventajas es la optimización del tiempo en el laboratorio.
Los invitamos a leer la nota donde resumimos algunos de los resultados de la investigación presentada en el XX CILA donde estudiamos el comportamiento del asfalto frente al ahuellamiento y la fisuración mediante ensayos ágiles en el DSR.
En 2018 se adquiría uno de los primeros reómetros de corte dinámico del país (DSR), para estudiar el comportamiento reológico del asfalto https://bitafal.com.uy/novedades/bitafal-entra-al-mundo-de-la-reologia/.
A partir de métodos transitorios (fluencia, esfuerzo/deformación a tasa constante) y dinámicos (oscilatorios) el equipo determina las propiedades viscoelásticas de los asfaltos en tiempos muy reducidos.
A nivel mundial, los investigadores del rubro vial han realizado numerosos esfuerzos en correlacionar el comportamiento del ligante asfáltico en laboratorio con su desempeño en campo, principalmente para identificar las causas de las fallas más comunes en el pavimento, como son la fisuración por fatiga y el ahuellamiento.
En años recientes se ha popularizado el ensayo denominado Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) que permite evaluar el comportamiento del ligante frente al ahuellamiento. El ensayo se realiza en escasos minutos y su resultado, a través del parámetro “creep compliance” no recuperable (Jnr), se puede correlacionar con su resistencia a la deformación permanente de un ensayo de rodadura. Como regla general, a menor Jnr, mejor es su comportamiento frente al ahuellamiento.
Por otro lado, para abordar la problemática de la fisuración por fatiga, muy recientemente se ha propuesto una variación al ensayo LAS (Linear Amplitude Sweep) para determinar leyes de fatiga de ligantes en tiempos reducidos, que podrían ser correlacionados con ensayos prolongados de fatiga a mezclas asfálticas, como la viga de cuatro puntos, para determinar la influencia del ligante en este comportamiento.
En CITEVI utilizamos este ensayo para comparar un asfalto convencional AC-30, un modificado con SBS al 3,5% y un asfalto altamente modificado (HIMA) al 7,5% de SBS. Los resultados se correlacionaron con ensayos de Wheel Tracking (EN 12697-22) y fatiga en viga a cuatro puntos (EN 12697-24). Si se comparan los resultados de cada uno de los ensayos, se pude apreciar como existe una clara tendencia a una mayor resistencia a la deformación permanente para menores valores del Jnr. Existe una correlación aceptable entre el parámetro Jnr y la profundidad de ahuellamiento (R=0,85) como afirman varios autores (14). Sin embargo, la mayor correlación se encontró entre la pendiente de ahuellamiento y el Jnr a 0,1kPa, como se puede observar en la Figura 1.
Figura 1. Correlación entre el Jnr_0,1kPa y la pendiente de ahuellamiento
Por otro lado, en la Figura 2 se exhiben las leyes de fatiga obtenidas en ambos ensayos, donde se puede apreciar una tendencia muy similar a pesar de la diferencia en los procedimientos de obtención (esfuerzos de corte oscilatorios vs flexo tracción). De todas maneras, la evidencia de una correlación es clara y se está en proceso de encontrar un modelo matemático aceptable.
Figura 2. Ley de fatiga obtenido del LAS (izquierda) y viga en cuatro puntos (derecha)
NUEVO SELLADOR DE JUNTAS EN FRIO – BITAFLEX PU
CITEVI ha desarrollado un nuevo sellador para juntas que se aplica en frío y tiene elevada durabilidad y resistencia.
El sellador Bitaflex PU es un sellador líquido a temperatura ambiente de color negro, de dos componentes formulado con asfaltos y elastómeros de poliuretano, que curan al mezclarse para formar un material autonivelante de gran capacidad de elongación y gran tenacidad, muy resistente a la intemperie así como a una gran diversidad de productos químicos como combustibles y aceites.
El mismo puede usarse para el sellado impermeable de alta resistencia y adherencia en grietas y juntas de control y expansión en pisos de hormigón (carreteras, depósitos, fábricas, etc.) así como para juntas de dilatación en puentes.
Dentro de las ventajas de este nuevo sellador destacamos:
- Se aplica a temperatura ambiente sin necesidad de calentamiento.
- Alargamiento excepcional, tolera el movimiento de las juntas.
- Resistente a la intemperie, extraordinaria resistencia a la lluvia y a los rayos solares.
- Resistente al ataque de químicos.
- Mantiene sus propiedades (adherencia y elasticidad) por mucho tiempo en interiores o exteriores.
- Una vez curado resiste inmersión continua en agua y otras sustancias.
- Permite liberación al tránsito en menos de 2 horas.
- Fragua rápidamente en todo su espesor, aún en juntas profundas.
La presentación del mismo es en baldes metálicos de 20 Kg. Se realizaron pruebas en algunos puentes y en el Puerto de La Paloma con muy buenos resultados, adjuntamos imágenes a continuación.
Por consultas pueden escribir a: bitafal@bitafal.com.uy
DESEMPEÑO DE ASFALTOS ALTAMENTE MODIFICADOS
Recientemente se presentó la tesis de grado de los Ingenieros Ignacio Kröger y Carlos Pfeiff sobre el desempeño de asfaltos altamente modificados (HiMA).
El pasado 4 de julio se defendió frente a los Ing. Magdalena Pastorini, Ing. Arturo Forteza y la Lic. Laura Luzuriaga el trabajo de tesis final de grado que llevó mas de 8 meses de intenso trabajo sobre un estudio comparativo entre el HiMA, el AM3 y el AC30.
Se realizaron formulaciones y rutas óptimas para la fabricación del ligante en cuestión así como estudios reológicos sobre todos los ligantes a comparar en el CITEVI. Luego se procedió a la formulación de una mezcla asfáltica y el estudio pormenorizado del desempeño de la misma tanto a fatiga como ahuellamiento así como en los módulos dinámicos. Todos estos ensayos sobre mezclas se llevaron a cabo en el laboratorio de la empresa COARCO de Argentina que cuenta con el equipamiento de punta necesario para investigación.
De esta tesis se desprenden varios trabajos técnicos que serán presentados en el 12° Congreso de la Vialidad Uruguaya así como en el XX CILA que se llevará a cabo en Noviembre en México. Por otra parte se está realizando un escalado en planta del asfalto HiMA y se están preparando los tramos experimentales para evaluar su comportamiento en campo en el largo plazo.
PRIMER TRAMO DE ASFALTO HiMA EN URUGUAY
Se realizó el primer tramo experimental usando asfalto altamente modificado (HiMA) en Uruguay
El nuevo asfalto altamente modificado (HiMA) desarrollado por CITEVI, fue ejecutado por Colier el pasado mes de agosto en el ensanche de la Ruta 101. El tramo en cuestión consta de 600 metros sobre el carril exterior previo al ingreso de la rotonda del empalme Nicolich (sentido Montevideo). El objetivo del HiMA es otorgar mayor durabilidad a la mezcla asfáltica, principalmente debido a su excepcional resistencia a la fisuración y a la deformación permanente.
Los días 13 y 14 de Agosto se llevó a cabo la primer ejecución de asfalto HiMA en Uruguay. Este hecho marca la culminación de un proyecto de más de 10 meses de investigación con este nuevo material, que aparece con un futuro muy promisorio en nuestro país y en el mundo. Los resultados de la investigación auspician un asfalto con un contenido de polímero cercano al 7,5% lo cual genera una matriz polimérica continua sin aumentar de manera significativa la viscosidad. Debido a este fenómeno, presenta una excelente respuesta elástica que reduce significativamente la deformación permanente y la fisuración.
El proyecto original consiste en una base negra con asfalto convencional AC-30 de 12 cm sobre el cual se aplica luego una carpeta de rodadura de 5 cm con AM3. Se propuso a Colier, con la aprobación previa del MTOP, sustituir en 600 m el AC-30 por HiMA, de los cuales en 300 m se redujo el espesor a 10 cm (17% de reducción).
La temperatura de mezcla en la planta asfáltica no difiere de la de un AM3 como se puede ver en las fotografías. En este caso se trabajó a unos 165 ºC a la salida de la planta y se compacto a 155 ºC. A pesar de las condiciones ambientales adversas para un modificado (unos 6ºC temperatura ambiente y 24 km/h de viento SE) el tendido con HiMA presentó los mismos desafíos que un asfalto convencional o modificado estándar, es decir que esta tecnología no requiere de aumentos de temperaturas de trabajo ni de equipamiento adicional en la ejecución.
Con los testigos extraídos y muestras de la planta asfáltica se procederá a realizar ensayos de módulo dinámico, rueda cargada y fatiga en viga de cuatro puntos. Con la información del paquete estructural y de la investigación, se procederá a utilizar programas de diseño empírico mecanicistas, como BackViDe (IMAE), para predecir su comportamiento.
Agradecemos la confianza del MTOP y de Colier por permitir aplicar la tecnología del HiMA por primera vez en nuestra caminería. Los resultados de la investigación serán presentados en el XII Congreso de la Vialidad Uruguaya los días 25, 26 y 27 de setiembre y en el XX CILA México 25-29 de noviembre.
NUEVA PLANTA INDUSTRIAL
Grupo Bitafal expande su capacidad instalada al adquirir la planta de URUPEMA
La nueva planta, ubicada en Barros Blancos en el km 27 de Ruta 8, es la nueva apuesta para desarrollar el mercado local con nuevos productos y alcanzar el mercado regional con productos de alta calidad y nivel técnico.
Son mas de 5 Há de superficie con 2000 m2 de depósitos techados, una planta de productos químicos de avanzada y mas de 1000 m3 de tanques donde desarrollaremos una nueva generación de asfaltos modificados y otros productos para mantenimiento vial.
Actualmente se está realizando una puesta punto así como la instalación de equipos, una balanza enteriza para camiones y tanques adaptados para el manejo de asfaltos esperando estar realizando las primeras pruebas en el próximo mes de julio.
URUPEMA era una planta de elaboración de plastificantes para la industria del PVC y otros productos químicos, siendo una planta que elaboraba productos tanto para el mercado nacional como el regional. Toda la planta se encuentra funcional y es adaptable para la elaboración de otros tipos de compuestos químicos de avanzada para el mantenimiento vial.
CITEVI está trabajando intensamente en el desarrollo de una nueva gama de productos innovadores que estarán disponibles comercialmente en los próximos meses y que presentaremos correspondientemente en los eventos y ferias a participar.
Los mantendremos informados de las novedades en las próximas ediciones de “Haciendo Caminos”.
Evaluación de la penetración del árido en las bases para tratamientos superficiales
Uso del penetrómetro de bola como elemento de control de calidad de bases para tratamientos.
En el camino que se está trazando a nivel nacional para uniformizar criterios de diseño para tratamientos superficiales, creemos de máxima importancia la inclusión del ensayo del penetrómetro de bola. El mismo determina si la base se encuentra en condiciones apropiadas para recibir un tratamiento inicial, o si requiere trabajos adicionales. Asimismo, es un indicador del grado de compactación que se ha logrado y de la humedad que contiene la base. El ensayo fue originalmente desarrollado por los sudafricanos y también es utilizado en Australia y Nueva Zelanda para medir cuantitativamente el potencial de penetración del árido en la base.
En este frío mes de Agosto, junto con Lucio Borelli de CVC, pusimos a prueba este equipo de medición en diversas superficies: bases granulares no ligadas, bases estabilizadas con ligantes (cemento Portland y asfalto espumado) y mezclas asfálticas. A continuación se ilustran algunas de las conclusiones, acompañadas de fotos de la experiencia.
En los tratamientos iniciales (tratamientos superficiales sobre bases), el hundimiento del árido en la superficie ocurre siempre, en mayor o menor medida. El grado de penetración dependerá del material de base, su humedad, la compactación y el tráfico al que estará sometido. No tener en cuenta estos parámetros resulta en exudado en el corto plazo, haciéndose particularmente evidente en las huellas. La explicación de este fenómeno es intuitiva: la presión de los neumáticos hunde la piedra en una base que se lo permite y los vacíos que le corresponden al asfalto y al aire (para lograr la macrotextura de la capa de rodadura) son ocupados por el material de base, ocasionando que el asfalto aflore por la piedra, lo que resulta en exudación en las huellas.
El ensayo que se propone es muy sencillo y de fácil aplicación: consiste en la penetración de una bola de 19 mm de diámetro que es golpeada por un martillo normalizado lanzado de una altura conocida (Australian Standards: AG-PT/T251 – Ball Penetration Test). El valor de penetración queda registrado en el aparato, ya sea en un indicador electrónico o en una regla graduada (que viene incorporada).
Los resultados de este ensayo se utilizan para ajustar la cantidad de ligante a regar o para seleccionar un tratamiento correctivo previo al definitivo. Su uso más importante es quizá el de establecer el límite en el que no se pueden realizar gravillados sin antes recompactar o estabilizar la base, dado que su riesgo de falla es muy elevado.
La primera y más importante de las conclusiones es que la preparación de la base es un factor determinante en los resultados. Un problema común es que las bases presentan un exceso de finos en la parte superior que genera que la bola penetre con facilidad. Aunque parecen estar lisas y homogéneas inicialmente, tan pronto como se barren, una gran cantidad de este material fino se dispersa, dejando una superficie áspera e inconsistente que es problemática para ejecutar un tratamiento.
Otro asunto a considerar es la humedad al momento de realizar el ensayo: si la superficie se encuentra visiblemente húmeda, la penetración da mayores valores. Esto lo pudimos corroborar al ensayar la misma superficie temprano en la mañana y cercano al mediodía. En algunos casos, las condiciones de la base en el momento del ensayo son buenas pero cuando se aplica un riego de imprimación, por capilaridad y diferencia de temperaturas comienza a aumentar la humedad en los primeros 5 cm afectando el resultado de penetración.
Estamos en una etapa inicial de evaluación para definir criterios de calidad de bases para tratamientos superficiales, e incluirlo en el manual de gravillados que estamos redactando. En Australia, la recomendación es volver a preparar la base, o buscar otras medidas de mejora cuando la penetración de bola es mayor a 4 mm. Es probable que en nuestro país sea necesario ampliar este límite, aunque es claro que las bases estabilizadas con ligantes cumplen con lo especificado en Australia. Para bases granulares en esta experiencia se determinaron valores por encima del límite. Seguiremos estudiando los efectos de la humedad y grado de compactación para correlacionarlo con este ensayo y proponer valores límites locales.
BITAFAL entra al mundo de la reometría
Nuevo Reómetro Anton Paar Smartpave 102 en el CITEVI va a permitir dar un gran paso en el desempeño de los productos asfálticos en Uruguay.
Como habíamos anunciado en una anterior edición de nuestro boletín, se instaló este mes un Reómetro de Corte Dinámico (DSR por sus siglas en ingés). Este sofisticado equipo, permite conocer el desempeño de los asfaltos en gran parte de su rango viscoelástico. Principalmente el que nos preocupa por estas latitudes, que es a medias y altas temperaturas.
Con esta herramienta podemos mejorar los asfaltos modificados y las emulsiones para ajustarlos a las condiciones de nuestro país, así como saber en pocos minutos la calidad de los asfaltos que usamos como materia prima.
Con la incorporación del equipo, se realizó un curso de reología y utilización del equipo con un experto de la empresa proveedora. El curso se llevó a cabo los pasados 27 y 28 de agosto en el CITEVI y contamos con la participación de personal técnico de nuestra empresa, del MTOP y del LATU.
Este nuevo equipo cuenta con accesorios para hacer mediciones desde -20 a 150°C tanto de asfaltos convencionales, como modificados así como de algunas propiedades de las emulsiones. Habitualmente se utiliza para determinar el grado del asfalto (PG) pero puede usarse para otras propiedades de los ligantes.
Dentro de los ensayos novedosos podemos comentar la posibilidad de realizar curvas maestras donde se varían las temperaturas y las tensiones aplicadas para ver el desempeño de los ligantes. También es posible hacer ensayos de adherencia o cohesión sumamente precisos a diferentes temperaturas, herramienta fundamental para ver el desempeño de las emulsiones para tratamientos superficiales.
No tan novedoso pero muy práctico es la posibilidad de hacer viscosidades “brookfield” en pocos minutos tanto a 60°C como para las curvas de viscosidad en el rango deseado de temperatura.
Estos son algunos de los tantos ensayos que se pueden realizar pero el equipo es sumamente versátil y cuenta con muchos accesorios que permiten analizar desde alimentos a pinturas sin inconvenientes.
En el curso realizado se dieron los fundamentos de la mecánica de fluidos, el funcionamiento del equipo y su aplicación a los asfaltos. Contó con un módulo práctico para entender el funcionamiento del equipo y del avanzado software que lo controla y procesa los datos.
Queda mucho por explorar y para aportar a nuestra vialidad con este equipo. Los mantendremos informados de los avances logrados.
