Agregado
Los áridos están compuestos por muchos tipos diferentes de minerales. Aunque muchos son excelentes para su uso en sistemas de pavimentación con lechada, otros no lo son. Los áridos deben estar limpios para garantizar que el asfalto se adhiera a las partículas del árido y sean duraderos para garantizar un rendimiento a largo plazo. Los requisitos de tamaño y propiedades físicas de los áridos variarán en función de la gradación y el tipo de sistema de pavimentación con lechada (estándar, modificado o micropavimentación) especificado en el proyecto.
Los sistemas de pavimentación con lechada requieren áridos triturados de calidad, como granito, escoria, piedra caliza o gravilla. Se deben utilizar otros áridos de alta calidad o combinaciones de los mismos. Para garantizar que el material esté triturado al 100 %, el árido original debe ser más grande que la piedra más grande de la gradación. Los áridos de calidad deben cumplir los requisitos especificados en cuanto a gradación, forma de las partículas y limpieza o valor equivalente de arena.
Las siguientes pruebas de laboratorio se utilizan para determinar la idoneidad del agregado para el proyecto específico de sistema de pavimentación con lechada. Otras pruebas de agregados pueden incluir el efecto de la humedad sobre el peso unitario (efecto de aumento de volumen). Esta prueba se incluye en la sección sobre diseño de la mezcla y su importancia se analiza en la sección III.C.1, página 19, Humedad presente en la pila de áridos. Lo más importante es que el árido debe mezclarse con la emulsion asfaltica y los aditivos para determinar su compatibilidad antes de su aceptación para su uso.
Las características clave del agregado para su incorporación adecuada en un sistema de pavimentación con lechada son:
1. Gradación del agregado/Distribución del tamaño de las partículas
En la mayoría de los casos, el agregado procedente de una sola fuente no variará sustancialmente durante un proyecto. La variación del agregado puede deberse a las diferentes fases del proyecto que se desarrollan a lo largo de un período prolongado, a cambios de ubicación dentro de la cantera o el pozo donde se extraen los agregados, o a fluctuaciones en la gradación.
La gradación del agregado afecta directamente a la cantidad de emulsion asfaltica necesaria para un sistema de pavimentación con lechada. Las variaciones en la gradación del agregado, incluso dentro de los rangos especificados permitidos, cambiarán la superficie total del agregado que se recubrirá con emulsion asfaltica. Por lo tanto, la consistencia es importante a la hora de seleccionar un agregado para un proyecto.
Nota del inspector: El inspector debe estar atento a cambios inusuales provocados por fluctuaciones en la granulometría (especialmente en los tamaños de los agregados finos), que pueden causar variaciones suficientes en la granulometría como para invalidar el diseño de la mezcla existente.
Por diseño, los sellos de lechada deben aplicarse en una capa igual al tamaño de la piedra más grande de la gradación. Los sellos de lechada aplicados en cantidades inferiores o superiores a la tasa de aplicación recomendada, o en múltiples capas, pueden crear un tratamiento inestable que provoque desprendimientos, lavados, surcos o ondulaciones.
Nota del diseñador: Para los áridos en el lado grueso de la especificación de gradación, las tasas de aplicación deben ser más altas. De lo contrario, las partículas de áridos más grandes no se incrustarán adecuadamente en la mezcla de revestimiento de lechada. Una incrustación insuficiente puede causar marcas de arrastre cuando las piedras más grandes quedan atrapadas por la goma de nivelación. La incrustación insuficiente también puede provocar deshilachamiento. Por el contrario, para los áridos en el lado fino de la especificación de granulometría, las tasas de aplicación deben ser más bajas para evitar el lavado de la superficie.
La ISSA especifica tres grados estándar, cada uno con un uso específico para el estado de la superficie que se va a tratar.
ISSA Tipo I: Esta gradación de agregado se utiliza para rellenar huecos superficiales, reparar daños moderados en la superficie y proporcionar protección contra los elementos. Aunque no sustituye al sellado de grietas, la finura de esta mezcla proporciona una penetración máxima en las grietas. Se utiliza con frecuencia en aeródromos, aparcamientos y calles residenciales donde se desea una textura superficial más compacta y fina.
ISSA Tipo II: Esta gradación de agregado se utiliza para sellar/rellenar huecos en la superficie, reparar daños más graves en la superficie y proporcionar una superficie de rodadura duradera. Es la gradación más común utilizada en los sistemas de pavimentación con lechada. Se utiliza a menudo en pavimentos para corregir los daños causados por la intemperie y el desgaste, al tiempo que se crea una superficie de rodadura adecuada para volúmenes de tráfico bajos, medios y altos. Esta gradación se utiliza habitualmente en aeródromos, aparcamientos, calles municipales, carreteras comarcales y autopistas.
ISSA Tipo III: Esta gradación de áridos, que es la más gruesa de los tres tipos ISSA, proporciona el máximo coeficiente de fricción y una mayor durabilidad debido a la profundidad de la aplicación, ya que el mayor tamaño de los áridos aumenta el espesor de la capa colocada. Es la más adecuada para pavimentos con mayor tráfico, como autopistas, carreteras principales y arterias. Cuando se utiliza en microaglomerados, esta granulometría es ideal para rellenar surcos y restablecer perfiles con pequeñas irregularidades en la superficie.
Tabla 1: Clasificaciones agregadas estándar de la ISSA
Pruebas de análisis granulométrico: [Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) C117 o Asociación Americana de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO) T11: Materiales más finos que 75 μm (n.º 200) Tamiz en agregados minerales mediante lavado y ASTM C 136 o AASHTO T 27: Análisis granulométrico de agregados finos y gruesos] Esta prueba se utiliza para determinar la gradación de los materiales propuestos para su uso como agregados. Los resultados se utilizan para determinar el cumplimiento de la distribución granulométrica especificada y para proporcionar datos para el control de calidad del suministro de agregados al proyecto.
2. Forma de las partículas
Se requiere un agregado 100 % triturado, lo que permite que las caras fracturadas se entrelacen y resistan el movimiento. Las mezclas del sistema de revestimiento de lechada con un mayor porcentaje de partículas planas y alargadas (proporción 3:1) pueden presentar una menor rigidez al cizallamiento, lo que podría ser problemático, especialmente para aplicaciones de relleno de surcos. Si se requiere esta prueba, consulte las especificaciones locales para conocer los métodos y los porcentajes máximos.
3. Limpieza o presencia de materiales nocivos
Los áridos deben estar relativamente limpios cuando se utilizan en sistemas de pavimentación con lechada. La vegetación, los terrones de arcilla y el exceso de polvo o suciedad afectan al rendimiento al impedir la unión adecuada entre el asfalto y los áridos. Los áridos para micropavimentación deben estar más limpios que los utilizados en los sistemas de lechada convencionales.
Ensayo de equivalencia de arena – (ASTM D2419 o AASHTO T176: Valor equivalente de arena de suelos y áridos finos)
Esta prueba asigna un valor empírico a la cantidad relativa de material arcilloso presente en la muestra de ensayo. Evalúa la limpieza del agregado, midiendo la cantidad de arcillas expansivas o materiales orgánicos.
4. Dureza y resistencia a la abrasión
Los áridos sufren un desgaste considerable. En general, deben ser lo suficientemente duros como para resistir el aplastamiento, la degradación y el pulido durante el proceso de aplicación y a lo largo del ciclo de vida del pavimento. Los áridos que no son lo suficientemente resistentes a la abrasión y al pulimiento pueden provocar una pérdida de resistencia al deslizamiento.
Ensayo de resistencia a la abrasión – (ASTM C131 o AASHTO T96: Resistencia a la degradación de áridos gruesos de pequeño tamaño por abrasión e impacto en la máquina Los Ángeles)
Esta prueba indica la dureza o resistencia del agregado. Mide la degradación del agregado de la roca madre en condiciones de desgaste. Los resultados no permiten automáticamente realizar comparaciones válidas entre fuentes claramente diferentes en cuanto a origen, composición o estructura. Asigne los límites de especificación con extremo cuidado, teniendo en cuenta los tipos de agregados disponibles y su historial de rendimiento en usos finales específicos.
5. Durabilidad y solidez
Los áridos duraderos (resistentes a la intemperie) son menos propensos a degradarse en el terreno y causar daños prematuros en el pavimento. La prueba de solidez determina la resistencia de un árido a la degradación por la intemperie, concretamente por los ciclos de congelación-descongelación.
Solidez de los agregados – (ASTM C88 o AASHTO T104: Solidez de los agregados mediante el uso de sulfato de sodio o sulfato de magnesio)
Esta prueba determina la resistencia del agregado a la intemperie, lo que da una indicación de sus características de congelación/descongelación.