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.
