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LOS AGREGADOS PETREOS Y EL PATINAJE EN LOS PAVIMENTOS*
Richard Meininger**
Los accidentes que en carreteras y pistas de aviación ocasiona el deslizamiento o
patinaje de vehículos y aviones es preocupación de las oficinas de control para
garantizar con un adecuado diseño la seguridad en los pavimentos húmedos. La textura
y fricción de los agregados juega un papel importante en la prevención de estos
accidentes. Los pavimentos secos usualmente dan a las llantas una buena fricción, sin
embargo, en los pavimentos húmedos se reduce la fricción o resistencia al
deslizamiento. En presencia de humedad la fricción depende de la dureza de los
agregados minerales expuestos en la superficie del pavimento y de la rugosidad de su
micro-textura***. Sin embargo, para velocidades por encima de 40 MPH es necesaria la
macro-textura**** del pavimento para prevenir el hidroplaneo y de ayuda para que el
agua pueda escaparse de la interfase llanta-pavimento.
Los pavimentos construidos con concreto de cemento Pórtland y equipos de terminado
y texturización (dragas, flotas, acanalamientos) proveen la textura inicial. Pero al
desgastarse pronto la pasta de cemento se exponen en la superficie los agregados
finos. El agregado fino presente en la superficie de un concreto hecho con Cemento
Pórtland determina la micro-textura que provee la fricción. Algunos agregados gruesos
pueden exponerse y dar la macro-textura necesaria en áreas de tráfico pesado y en
climas fríos donde son comunes las llantas de agarre, cadenas y otros elementos
abrasivos.
Muchos estados rechazan los agregados de piedra caliza en los concretos construidos
con Cemento Pórtland dado que en la superficie la suavidad aumenta por el pulimento
de las capas superficiales o exigen una mezcla con minerales duros de sílice. Algunos
estados usan la prueba de los residuos insolubles en ácido (Prueba ASTM D 3042)
para asegurar que los agregados superficiales no sean todos minerales carbónicos
(calizas y dolomitas) que se disuelven en el ácido. Las calizas y dolomitas cuando se
utilizan se pulen rápidamente con el tráfico. El pulimento es más lento si en la prueba
del ácido los residuos insolubles representan un porcentaje significativo o existe una
mayor cantidad de agregados en tamaño que no pasen el tamiz número 200 o halla
presencia en el agregado de minerales arenosos.
En los pavimentos construidos con mezcla asfáltica en caliente (HMA), o en capas de
sello, es el agregado grueso el que se expone en la superficie. Inicialmente, después
que el asfalto (HMA) es extendido y compactado, el agregado puede tener una capa
de asfalto en la superficie, pero el uso por el tráfico expone el agregado. La microtextura y las propiedades de pulimento de la superficie del agregado influyen en la
fricción. La gradación y textura de los agregados expuestos en la superficie influyen en
la macro-textura y en las propiedades de hidroplaneo. Algunos estados para asegurar
una buena fricción obligan el uso de la norma ASTM D 3319 (Accelerated Polishing of
Aggregates Using the British Wheel). En la prueba de pulimento de los agregados
gruesos de la Federal Highway Administration – un valor alto después del pulimento
indica una buena fricción y un valor bajo una fricción pobre.
También, algunos laboratorios usan métodos de carriles de tráfico circular para evaluar,
en diversas mezclas de laboratorio, la tendencia al pulimento de los agregados. Muchas
agencias gubernamentales de carreteras evalúan regularmente la fricción en el campo
usando un patín (skid) remolcado (Norma ASTM E 274, ASSHTO T 242) o evalúan las
pista de aterrizaje de aviones usando un equipo Mu-Meter de fricción lateral (Norma
ASTM E 670). Los resultados sirven para categorizar las fuentes y las clases o tipos de
agregados en altos, medios o de baja fricción o determinar el punto en que el
pavimento necesita atención inmediata para corregir sus condiciones de baja fricción al
deslizamiento. No todos los casos de baja fricción se pueden atribuir a una clase o tipo
de agregado. Tal como cuando la sobre cantidad de asfalto, en una mezcla en caliente,
fluye a la superficie o una superficie súper pulida de concreto de cemento se vuelve
deslizante por la humedad.
Fuentes de agregado
Arcillas ligeras expandidas
Cenizas de altos hornos
Calizas arenosas
Granitos
Gravas
Calizas
Valor de pulimento
45
35
31
29, 28, 27
27, 26, 25
23, 19
Seleccionando adecuadamente por la textura de su superficie los agregados se puede
lograr en tiempo húmedo la fricción necesaria para prevenir el deslizamiento. Minerales
duros (Dureza en la escala de Mohs de 6 o mayor, tales como feldespatos y cuarzos) y
agregados con una buena micro-textura, como arena de roca o escorias de altos
hornos, o aquellos que tienen granos rugosos o una mezcla de minerales con diferente
textura podrían resistir al pulimento que causa el tráfico y mantener buenas
propiedades de fricción en tiempo húmedo. Cuando se usan en la superficie de los
pavimentos calizas potencialmente pulidas o gravas naturalmente pulidas (aluviales),
sus propiedades de fricción que previenen los deslizamientos o patinajes se pueden
mejorar mezclándoles, con la textura deseada, agregados duros.
* Una publicación de Rock Products: Aggregates Provide Pavement Friction – Junio 2003
** Richard Neininger activo por décadas en el desarrollo de normas para los agregados. Ha sido
Vicepresidente de Ingeniería en la Nacional Aggregates Association y en la Nacional Ready Mixed
Concrete Association.
*** Micro – textura. Rugosidad microscópica de la superficie de los agregados (textura de realce
menor que 0.5 mm.
**** Macro – Textura. La mayor textura visible debida a las proyecciones, depresiones y surcos
(mayores que 0.5 mm de la superficie realzada), tal como se aprecia en una fracción gradada de un
agregado o en una superficie rugosa.
(ASTM Terminology E 867 define la micro y macro textura en un sistema de pavimentos)