Boletín Técnico Nº 1 LECHADAS ASFÁLTICAS Y MICROPAVIMENTOS " ACLARANDO CONCEPTOS" AGOSTO 2000 BOLETIN TECNICO Nº 1 AGOSTO 2000 LECHADAS ASFÁLTICAS Y MICROPAVIMENTOS " ACLARANDO CONCEPTOS" INTRODUCCIÓN Seguridad: Permite corregir la textura superficial del pavimento cuando éste presenta baja resistencia al deslizamiento. Aunque dentro de la categoría de sellos existen aplicaciones comerciales específicamente diseñadas para mejorar la resistencia al patinaje en superficies críticas de pavimentos. Apariencia y calidad de la superficie: Corrige deterioros superficiales como pérdida de áridos gruesos y finos, cubre irregularidades y provee una superficie uniforme, aportando valor estético al pavimento. Corrección de deformaciones: En el caso particular de la microsuperficie puede también ser aplicado para corregir ahuellamiento de hasta 50 mm. En el presente boletín se detallan las características de cada aplicación (lechadas asfálticas y micropavimentos), aclarando sus diferencias y similitudes para el correcto uso de la terminología técnica. Las lechadas asfálticas (slurry seal) y micropavimentos en frío (microsurfacing) corresponden a aplicaciones de emulsiones asfálticas, utilizadas principalmente en la conservación de pavimentos de asfalto. La ISSA (International Slurry Surfacing Association) define las lechadas como una mezcla de agregado (incluyendo el filler), emulsión asfáltica de quiebre lento, agua y aditivo, la que es distribuida uniformemente sobre la superficie de un pavimento existente, en espesores que van desde los 3 a 10 mm (Figura1). Por otra parte, la ISSA define los micropavimentos como tipo más avanzado o superior de lechada asfáltica, de mayor estabilidad, capaz de ser distribuida en espesores variables de hasta 50 mm. (Figura 2). Instituto Chileno del Asfalto HISTORIA DE LAS LECHADAS ASFÁLTICAS La lechada asfáltica se aplicó por primera vez en Alemania, a principios de la década de los ’30. Pero su mayor desarrollo se produjo principalmente en los ’60, gracias a la aparición de equipos de flujo continuo y a los avances en la tecnología de emulsiones. Paralelamente en Alemania se logra una lechada de calidad superior, capaz de ser colocada en capas de mayor espesor la cual fue llamada micropavimento (microsurfacing). Desde la década de los ’60 en adelante se han conseguido desarrollos notables en la industria, gracias a la incorporación de nuevos tipos de emulsiones y aditivos, y al desarrollo sostenido de equipos de mezclado y colocación. LECHADAS ASFÁLTICAS La lechada asfáltica, pese a ser una técnica de conservación eficiente que permite retardar el deterioro del pavimento, no aporta capacidad estructural al pavimento y no corrige significativamente la serviciabilidad del mismo. Desde el punto de vista del tipo de emulsión utilizada las lechadas pueden clasificarse como: Las lechadas asfálticas y microsuperficiales cumplen objetivos similares. Estos son: Protección: Provee una nueva superficie de desgaste, protegiendo las capas inferiores del pavimento. Aplicado oportunamente en la superficie del pavimento permite retardar el deterioro de la carpeta asfáltica sellando grietas superficiales mayores, rejuveneciendo e impermeabilizando la superficie. Posponer aplicaciones rehabilitación (de mayor costo). de Fácil aplicación y rápida apertura al tráfico. Tanto las lechadas convencionales como las modificadas puede ser aplicados con el mismo tipo de equipos, diseñados especialmente para este tipo de trabajo (Figura 3). Las lechadas también Instituto Chileno del Asfalto pueden ser Lechadas Convencionales: Se consideran lechadas convencionales a aquellas que utilizan emulsión asfáltica convencional de quiebre lento. Se consideran Lechadas Modificadas: lechadas modificadas aquellas que utilizan emulsiones asfálticas modificadas con polímeros (generalmente del tipo elastoméricos) con el objeto de reducir la susceptibilidad térmica del ligante residual y mejorar las propiedades mecánicas y de adherencia de la lechada. Las lechadas modificadas tienen el mismo campo de aplicación que las convencionales, la diferencia principal radica en que puede soportar mayores niveles de tráfico o prestar servicio en climas más exigentes (mayores diferenciales térmicos estacionales y/o día /noche). La emulsión no sólo incorpora polímeros, sino además requiere un tipo especial de emulsificador que permita el rápido quiebre y curado, y una alta compatibilidad con el agregado usado. Este tipo de sistemas agregado-emulsión se conocen como «Quick-Traffic», y por lo general se pueden abrir al tráfico en una o dos horas. Tipo de agregados: El agregado a usar corresponde sólo a los tipos II y III, es decir, es un agregado grueso. Además, las exigencias mecánicas impuestas al agregado son mayores, aunque en la última guía de lechadas clasificadas por el tamaño máximo del árido que se utilice. Las especificaciones de la ISSA definen tres tipos de lechadas de acuerdo a la Tabla 1. Tamices: % en peso que pasa mm ASTM Tipo I Tipo II Tipo III 10 3/8 100 100 5 Nº4 100 90100 70-90 2,5 Nº8 90100 65-90 45-90 1,25 Nº16 65-90 45-70 28-50 0,63 Nº30 40-60 30-50 19-34 0,315 Nº50 25-42 18-30 12-25 0,16 Nº100 15-30 10-21 7-18 0,08 Nº200 10-20 5-15 5-15 Tabla 1: Tipos de agregado usado en lechadas asfálticas. Las aplicaciones recomendadas para cada tamaño de áridos son las siguientes: Tipo I: Se aplica en áreas de bajo tráfico, donde el objetivo principal es el óptimo sellado de la superficie. También se puede aplicar como tratamiento previo a un recapado asfáltico o sello de agregados. Tipo II: Es el tipo de lechada más usado, protege la superficie subyacente del envejecimiento y daño por efecto del agua, y mejora la fricción superficial. Además puede corregir desintegración de la superficie. Se usa principalmente en pavimentos que soportan tráfico moderado. Tipo III:Este tipo de lechada se usa para conseguir altas tasas de aplicación y elevados valores de fricción superficial. Se aplica en vías con elevados niveles de tráfico. Instituto Chileno del Asfalto ISSA las especificaciones para agregados son bastante similares a las de micropavimento. - Desempeño Mecánico: Debido a la alta calidad del agregado y la incorporación de polímeros, el micropavimento exhibe mejores parámetros mecánicos que la lechada. - Apertura al tráfico: Como ya se mencionó, el micropavimento es una mezcla que se clasifica como «QuickTraffic», lo que significa que desarrolla cohesión interna rápidamente y por ello el tiempo de apertura al tráfico es mucho menor. Por ejemplo, ISSA menciona que un micropavimento normal podría ser abierto al tráfico en una hora (micropavimento de 12.7 mm de espesor, curado a 24ºC y 50% de humedad). Espesor de aplicación: El micropavimento presenta una mayor consistencia durante el mezclado y colocación y por lo tanto mayor desempeño mecánico durante la vida de servicio. Su gran estabilidad permite la aplicación en espesores mayores, aproximadamente 1.5 veces el equivalente a la lechada para el mismo tamaño máximo de agregado. - Construcción: Los micropavimentos no pueden ser colocados con el mismo tipo de equipo usado para lechadas asfálticas. Como se requiere mayor energía mecánica para distribuir el micropavimento, el diseño de la caja distribuidora debe ser más robusto y la potencia disponible mayor (Figura 4). MICROPAVIMENTOS Los micropavimentos pueden corregir un mayor número de irregularidades superficiales presentes en un pavimento y presentan varias ventajas similares a las de un recapado asfáltico del tipo funcional. Los aspectos que los diferencian con las lechadas convencionales son: Uso de emulsión asfáltica modificada: La emulsión necesariamente incorpora polímeros, por lo que el asfalto residual presenta mejor comportamiento reológico. La gran mayoría de los equipos que se fabrican actualmente son capaces de aplicar tanto lechadas como micropavimentos. Cualquier equipo que puede aplicar micropavimento puede aplicar lechadas asfálticas, pero no viceversa. Sellos de Riego (sprayed seals) Sello Neblina (fog seal) Sello de Agregados (chip seal) Lechada Asfáltica (slurry seal) SELLOS DE CONSERVACIÓN Sellos de Lechada (slurry surfacing) Lechada Modificada (polimer-modified slurry seal) Micropavimento (microsurfacing) Sellos Combinados (cape seals) Instituto Chileno del Asfalto Sello Agregados + Lechada Sello Agregados + Micropavimento Tabla 2: Diferencias entre Lechadas Asfálticas (convencionales y modificadas) y Micropavimentos. Preparado por: Guillermo Thenoux y Héctor Carrillo, Pontificia Universidad Católica de Chile. DESCRIPCIÓN LECHADA ASFÁLTICA MICROPAVIMENTO MATERIALES Agregado - Graduación - Partículas chancadas - Equivalente de arena - Solidez sodio/magnesio - Desgaste Los Angeles Emulsión tipo I, II o III 100 % chancado mínimo 45% 15% máx. sulf. sodio 25% máx. sulf. magnesio 35% máximo tipo II o III 100 % chancado mínimo 65% 15% máx. sulf. sodio 25% máx. sulf. magnesio 30% máximo SS-1, SS-1h, CSS-1, CSS-1h, QS-1h modificada QS-1h o CQS-1h (Sistema Quick-Traffic) - Polímero opcional 3% mín. c/r cont. asfalto - Residuo 60% mínimo 62% mínimo - Penetración (residuo) 40-90 40-90 - Punto de Ablandamiento no requerido 57 ºC mínimo REQUERIMIENTOS EN ENSAYOS DE DESEMPEÑO Ensayos de trabajabilidad - Consistencia 2-3 cm (no para QS o CQS) no requerido - Tiempo de mezcla 180seg. mínimo 120seg. mínimo sólo para Quick-Traffic, 12 kg-cm mínimo - Cohesiómetro igual a micropavimento 20 kg-cm mínimo Ensayos mecánicos - Adhesión de arena sólo para tráfico pesado 538 g/m2 máximo 538 g/m2 máx. 1 día - Pérdida por abrasión 807 g/m2 máximo 807 g/m2 máx. 6 día - Desplazamiento lateral no requerido 5% máximo - Gravedad específica no requerido 2.10 máx. (1000 ciclos) - Clasif. compatibilidad no requerido AAA, BAA (11 ptos. mín.) CONSTRUCCION Equipos - caja mezcladora cualquiera mezclador de paletas - caja extendedora cualquiera extendedor de paletas Colocación - espesor tamaño máximo (TM) 1.5 TM - ahuellamiento máximo hasta 5 cm (en capas) - Tipo de emulsión Editor General: Roberto Orellana López Preparado por: Guillermo Thenoux y Héctor Carrillo. Pontificia Universidad Católica de Chile Instituto Chileno del Asfalto
