ESPAÑA DISEÑO DE MEZCLAS SMA

8/10/2019 ESPAA DISEO DE MEZCLAS SMA

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DISEO DE MEZCLAS SMA,COMO CAPA DE RODADURAE INTERMEDIA, PARASU EMPLEO EN ESPAA

COMUNICACIN 33

BALTASAR RUBIOY LEONARDO ENRQUEZCEDEX

LUCA MIRANDA, M DOLORESFENOLLOSA Y ESPERANZA HIDALGOEIFFAGE INFRAESTRUCTURAS

ANDRS COSTA, JAVIER LOMAY ROCO CERVANTESASFALTOS Y CONSTRUCCIONES ELSAN

FERNANDO SNCHEZY JOS ANTONIO HERGUETAEUROCONSULT

SANTIAGO LANCHASY RUY NEZRETTENMAIER IBRICA

SANTIAGO EXPSITOY VICTORIANO FERNNDEZUNIVERSIDAD CASTILLA LA MANCHA

FLIX EDMUNDO PREZY RAMN BOTELLAUNIVERSIDAD POLITCNICA DE CATALUA

JUAN JOS POTTIEUCAT


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RESUMEN

E n la relacin de normas que han aparecido conel Marcado CE, y que engloban los diferentes ti-pos de mezclas bituminosas en caliente, se encuentra

incluida la norma UNE EN 13108-5 en la que se des-

criben las caractersticas de un tipo de mezclas bitu-

minosas denominadas Stone Mastic Asphalt (SMA).

Estas mezclas, conocidas en Espaa pero que se

han utilizado muy poco porque se ha apostado por

las mezclas BBTM, salvo en aplicaciones muy pun-

tuales como en aeropuertos o circuitos de velocidad

como el de Valencia, s son muy utilizadas en pases

de Europa y Amrica.

Las caractersticas principales que presentan este

tipo de mezclas se basan en su alto contenido de li-

gante que se logra con un buen esqueleto mineral,una alta proporcin de filler y especialmente para los

contenidos ms altos de ligante la adicin de aditivos

especialmente del tipo de fibras de celulosa, propor-

ciona unas propiedades en cuanto a durabilidad muy

interesantes a tener en cuenta con respecto a las

mezclas habitualmente empleadas en Espaa.

Al estar incluidas en las familias de mezclas bitu-

minosas recogidas en las normas UNE EN 13108 y

ante su posible utilizacin en Espaa por sus exce-

lentes caractersticas las empresas: Eiffage, Elsan,

Euroconsult, Rettenmaier Iberica y Mantenimiento

y Construccin de Equipos de Auscultacin, junto

con CEDEX, Universidad Politcnica de Catalua,

Universidad de Castilla la Mancha y Eucat como

OPIs, estn desarrollando un proyecto de investiga-

cin, con inicio en enero de 2010 y terminacin a

final de 2012, financiado por el CDTI con fondos

FEDER, en el que se est realizando un estudio de

las caractersticas de las mezclas SMA, para su apli-

cacin como capa de rodadura e intermedia, anali-

zando tanto su composicin como sus propiedades

mecnicas y fundamentales, as como tambin su

comportamiento frente a la durabilidad, a travs de

la caracterizacin por ensayos de fatiga, completan-

do el estudio frente a caractersticas superficiales,

ruido y resistencia al deslizamiento.

El objetivo final de este proyecto es el desarrollo ade-

ms, de unos tipos de mezclas dentro de la familia

SMA con caractersticas especiales que mejoren sus

prestaciones tcnicas y que contribuyan a la sosteni-bilidad y que sean medioambientalmente amigables.

En esta comunicacin se presentan los resultados ob-

tenidos en la primera fase del trabajo basado en la for-

mulacin y caracterizacin de las propiedades de las

mezclas SMA, para su posible utilizacin en Espaa.

INTRODUCCIN

En la relacin de normas que han aparecido con el

Marcado CE, y que enumeran los diferentes tipos

de mezclas bituminosas en caliente, se encuentra

DISEO DE MEZCLAS SMA, COMO CAPADE RODADURA E INTERMEDIA, PARA SUEMPLEO EN ESPAA


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VII JORNADA NACIONAL

ASEFMA 2012

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El proyecto se ha dividido en dos partes, una pri-

mera que se centra en el estudio de las caracters-

ticas de las mezclas SMA, para su aplicacin como

capa de rodadura e intermedia en Espaa, anali-

zando tanto su composicin como sus propiedades

mecnicas y fundamentales, as como tambin su

comportamiento frente a la durabilidad, a travs de

la caracterizacin por ensayos de fatiga, y comple-

tando su anlisis con la evaluacin de su compor-

tamiento en cuanto a caractersticas superficiales,

ruido y resistencia al deslizamiento.

Por otro lado, en la segunda parte del proyecto, y

tomando como referencia el estudio realizado sobreel comportamiento de las mezclas SMA, se proce-

der a realizar el desarrollo de unas mezclas espe-

ciales que se han denominado XSMA en las que

se pretende conseguir las caractersticas siguientes:

Altos contenidos de ligante.

Altos contenido de huecos.

Fabricacin de este tipo de mezclas a temperaturas

inferiores a las normales de mezcla en caliente.

Incorporacin de material reciclado.

Incorporacin de polvo de caucho.

Evaluando para estas mezclas todas sus caractersti-

cas y comparando los resultados con las SMA estu-

diadas en la primera fase del trabajo.

En esta comunicacin se presentan una breve des-cripcin de las mezclas SMA y su posible aplicacin

y tipos. Adems se presentan los resultados obte-

nidos en la primera fase del trabajo y que ha con-

sistido en el diseo, formulacin y caracterizacin

de dos mezclas SMA para su posible utilizacin en

Espaa y que son:

Mezcla SMA16 para su posible aplicacin como

capa intermedia o base. Podra ser utilizada tam-

bin como capa de rodadura.

Mezcla SMA11 para su aplicacin como capa de

rodadura.

incluida la norma UNE EN 13108-5 en la que se

describen las caractersticas de un tipo de mezclas

bituminosas denominadas Stone Mastic Asphalt

(SMA).

Estas mezclas, conocidas en Espaa pero que se

han utilizado muy poco, salvo en aplicaciones muy

puntuales como en aeropuertos, o en obras espe-

ciales como el circuito de velocidad de Valencia, s

son muy utilizadas en pases de Europa y Amrica.

Este tipo de mezclas SMA presentan caractersti-

cas que contribuyen con la sostenibilidad en as-

pectos como:

Durabilidad: presentan una mayor durabilidad

que las mezclas bituminosas convencionales lo

que contribuye a reducir las actuaciones de con-

servacin y la necesidad de rehabilitacin.

Seguridad: son mezclas que presentan una textu-

ra que permite una mayor adherencia en el con-

tacto neumtico-pavimento y por consiguiente,

mejora la seguridad para el usuario.

Las caractersticas principales que presentan este

tipo de mezclas se basan en su alto contenido de

ligante combinado con un buen esqueleto mineral,

una alta proporcin de filler y sobre todo, para los

ms altos contenidos de ligante, la adicin de adi-

tivos especialmente del tipo de fibras de celulosa.

Todo ello proporciona unas propiedades muy inte-

resantes a tener en cuenta con respecto a las mez-

clas habitualmente empleadas en Espaa.

El objetivo de esta comunicacin consiste en la pre-

sentacin del estudio realizado sobre las mezclas

SMA dentro de un proyecto de investigacin lleva-

do a cabo por las empresas Eiffage Infraestructuras,

Elsan, Euroconsult, Rettenmaier Iberica, y Mante-

nimiento y Construccin de Equipos de Ausculta-

cin, junto con la colaboracin de varios centros de

investigacin y Universidades entre los que se en-

cuentran CEDEX, Universidad Politcnica de Catalu-

a, Universidad de Castilla la Mancha y EUCAT. Este

proyecto, financiado por el CDTI con fondos FEDER

se inici en enero de 2010 y tiene como fecha de

terminacin al final de 2012.


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DISEO DE MEZCLAS SMA, COMO CAPA DE RODADURA E INTERMEDIA, PARA SU EMPLEO EN ESPAA

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como referencia la serie bsica +1 tal y como se

ha establecido en Espaa para todas las mezclas

normalizadas.

Contenido de ligante denido con unos valores

mnimos comprendidos entre 5-7,6 % con la po-

sibilidad de correccin en funcin de la densidad

de las partculas de los ridos.

Se describe la posibilidad de la incorporacin de

aditivos para los que es necesario definir canti-

dad y tipo.

Contenido de huecos en mezcla comprendidosentre 3-8% para los valores mximos y 1,5-6%

para los mnimos. Tambin se definen categoras

para huecos rellenos de betn comprendidos en-

tre 77-92% como lmite mximo y 71-86% para

el lmite mnimo.

Dado que este tipo de mezclas se caracteriza

por su alto contenido de ligante uno de los pa-

rmetros sobre los que se definen una serie de

categoras es la determinacin del escurrimiento

de ligante estableciendo como intervalo valores

mximos entre 0,3-1%.

Evaluacin de su comportamiento frente al agua

a travs del ensayo de sensibilidad al agua defi-

niendo un intervalo con valores entre 90-60%.

Otra de las caractersticas denidas es su com-

portamiento frente a las deformaciones plsticas

estableciendo como intervalo mximo para WTS

valores 0,03-1,0 mm103, y para la profundidad ala rodadura PRDAIR valores mximos comprendi-

dos entre 1,0-5,0 %.

Adems de estas propiedades se definen otros re-

quisitos como son:

Resistencia a la abrasin de neumticos clavetea-

dos (no aplicable en Espaa).

Reaccin al fuego.

Resistencia a los combustibles para su aplicacin

en aeropuertos.

Para este estudio se ha tenido en cuenta el empleo

de diferentes tipos de ridos y ligantes combinados

teniendo en cuenta los requisitos de la norma UNE

EN 13108-5 en la que se describen las caractersti-

cas a determinar para las mezclas SMA.

NORMA UNE-EN 13108-5:MEZCLAS BITUMINOSAS TIPO SMA

La serie de normas UNE-EN 13108 tiene por ob-

jeto definir los criterios de especificacin de los

distintos tipos de mezclas bituminosas, as como

el sistema de evaluacin de la conformidad de laproduccin (el Ensayo Inicial de Tipo y el Control

de Produccin). Estas normas han sido manda-

tadas por la Directiva 89/106/EEC de Productos

para la Construccin y por tanto son obligatorias

para los pases de la Unin Europea. En la actuali-

dad esta Directiva ha sido derogada por el Regla-

mento N 305/2011 que entr en vigor el 24 de

abril de 2011 y que ser de obligado cumplimien-

to en Julio de 2013.

Dentro de esta serie de normas se encuentra la UNE

EN 13108-5 en la que se incluyen los requisitos

para la seleccin de los materiales constituyentes

as como las caractersticas a determinar para las

mezclas SMA para su aplicacin en carreteras, aero-

puertos y otras zonas pavimentadas.

Segn se recoge en la norma, las mezclas SMA

se definen como Mezcla bituminosa de granulo-

metra discontinua con betn como ligante, com-

puesta de ridos gruesos triturados y un morterode mstico.

Los requisitos a determinar sobre este tipo de mez-

clas se encuentran especificados en forma de cate-

goras a partir de las cuales se seleccionan las ca-

ractersticas ms adecuadas en cada caso para estas

mezclas, entre las que se describen:

Composicin granulomtrica donde se denen

unos lmites dentro de los cuales se incluye la

curva granulomtrica para los diferentes tami-

ces pertenecientes tanto de la serie bsica +1 y

la serie bsica +2. En este trabajo se ha tomado


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mao mximo y en funcin de la aplicacin. Estos

se encuentran descritos en la bibliografa y en gene-

ral corresponde a los mostrados en la Tabla 1.

PRESENTACIN DEL PROYECTO SMA

El objetivo de este proyecto es el diseo y desarrollo

de mezclas de la familia de las SMA teniendo en

cuenta los requisitos de la norma UNE EN 13108-5

adaptadas a las caractersticas de los materiales uti-

lizados en Espaa, con el propsito de poder ser in-

corporadas dentro de los procesos de construccin

de nuestras carreteras.

El trabajo experimental ha consistido en el estu-

dio, diseo y caracterizacin de las mezclas SMA

convencionales atendiendo a los ridos y ligantes

habitualmente utilizados. Adems del estudio de

todas las caractersticas definidas para este tipo

de mezclas, se ha ampliado el trabajo en cono-

cer su comportamiento frente a propiedades que

permitan evaluar su durabilidad y comportamien-

to frente al ruido de rodadura y resistencia al des-

lizamiento.

Trabajo experimental

El trabajo experimental ha consistido en el diseo

y desarrollo de dos tipos de mezclas SMA corres-

pondientes a una mezcla SMA16 y una SMA11. La

primera se desarrolla para su aplicacin tanto como

capa de rodadura como con la posibilidad de su

empleo tambin como capa intermedia o base. Por

otro lado la SMA11 se disea para su empleo slocomo capa de rodadura.

Ambas mezclas han sido encajadas dentro de un

huso definido a partir de la norma UNE EN 13108-5.

Para disponer de un abanico amplio de posibles

aplicaciones, se ha realizado el estudio utilizando

ridos de diferente naturaleza, as como tambin

empleando diferentes tipos de ligantes.

Sobre cada una de las mezclas se ha procedido a la

caracterizacin atendiendo a todas las propiedades

recogidas en la norma y adems, con el objetivo de

Resistencia a los uidos antihielo para su aplica-

cin en aeropuertos

Durabilidad, de la cual solo se indica que este tipode mezclas se pueden considerar duraderas du-

rante una vida razonable, y dentro del contexto

de la norma, una vida til razonable se considera

como el periodo de tiempo durante el cual el ren-

dimiento de los trabajos se mantienen en un nivel

compatible con la prestacin declarada de las ca-

ractersticas.

APLICACIN Y TIPO DE MEZCLAS SMA

La principal aplicacin de las mezclas SMA es como

capa de rodadura, sin embargo dado que existe la

posibilidad de disear mezclas tipo SMA con varios

husos granulomtricos, con tamaos de ridos tam-

bin diferentes, su aplicacin se puede extender a

las capas intermedia y base proporcionando de esta

forma una estructura con mayor resistencia a la fa-

tiga del firme, aumentando su durabilidad.

Dada la alta proporcin de ligante, son mezclas ade-

cuadas para su aplicacin sobre superficies agrieta-

das como por ejemplo, superficies de hormign con

fisuras por posible agotamiento del firme, actuando

de esta forma como una mezcla antirremonte de

fisuras. Con la aplicacin de una mezcla SMA, por

un lado se cubren las fisuras y por otro se evita, o

al menos se retrasa, su propagacin eliminando la

necesidad de un levantamiento de la calzada con

el consiguiente coste econmico que ello conlleva.

Como se ha indicado son varios los husos granulo-

mtricos que se pueden definir en funcin del ta-

Tabla 1: Husos granulomtricos para mezclas SMA.


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Por otro lado para la mezcla SMA11 se han utiliza-

do los siguientes materiales:

ridos de naturaleza ota y caliza.

Filler de aportacin carbonato clcico y ller calizo.

Betunes 35/50 convencional y betn modicado

con polmeros tipo PMB 45/80-65.

Aditivos.

La decisin de optar por estos materiales es debido

a que son materiales que se encuentran de manerahabitual en Espaa y tienen unas buenas caracters-

ticas mecnicas.

En cuanto a aditivos se han empleado fibras de ce-

lulosa recubiertas por betn asfltico y presentadas

en forma granular, dosificadas como elemento esta-

bilizante para mezclas asflticas durables y de alto

rendimiento.

Caractersticas de las mezclas SMA

A partir de los materiales descritos se ha procedido

al diseo y desarrollo de las mezclas SMA objeto de

estudio, para ello se ha procedido a la realizacin

de los siguientes trabajos:

1. Definicin de husos granulomtricos para las

mezclas SMA 16 y SMA 11

2. Formulacin de mezclas SMA, atendiendo a su

composicin y huso granulomtricos empleandodiferentes tipos de ligante desde betunes con-

comprobar su comportamiento frente a propieda-

des de durabilidad, se ha establecido el estudio de

estas mezclas frente a ensayos fundamentales de

fatiga y rigidez, as como a la determinacin de la

resistencia a la propagacin de fisuras.

Tambin, y con el objetivo de evaluar propiedades

como su comportamiento frente al ruido de roda-

dura, se ha procedido a realizar medidas de ab-

sorcin acstica sobre probetas preparadas para

este fin. Estas medidas se han llevado a cabo en

laboratorio as como a escala real en tramos de

obra ejecutados.

Tipos de materiales

El trabajo experimental ha sido realizado por las dos

empresas constructoras participantes en el proyecto

Elsan y Eiffage Infraestructuras.

La primera etapa ha consistido en la seleccin y ca-

racterizacin de los diferentes materiales que com-

ponen las mezclas.

Para el caso de la mezcla SMA16 los tipos de mate-

riales que han sido estudiados y utilizados han sido

los siguientes:

ridos de naturaleza caliza y silcea.

Filler de aportacin calizo y cemento.

Betunes 35/50 convencional y betn mejorado

con polvo de caucho tipo BC35/50.

Aditivos.

Figuras 1 y 2: Fibra de celulosa recubierta de betn (izq), fibra de celulosa (dcha).


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A partir de estos parmetros se buscaban los si-

guientes valores; un contenido de huecos en un

intervalo 2-4% y un valor de escurrimiento no su-

perior a 0,3% (lmite especicado por la bibliografa

en otros pases de Europa).

Tras la realizacin de los diferentes tanteos se fij

como contenido ptimo de ligante un porcentaje

del 6%.

A partir de la definicin de una formulacin ptima

se procedi a la caracterizacin completa de las di-

ferentes mezclas desarrolladas a partir de ensayos

tanto empricos como fundamentales.

Mezcla SMA11

Esta mezcla se ha estudiado empleando dos tipos

de ligantes, un betn convencional 35/50 y un

betn modicado con polmero PMB 45/80-65.

Los ridos son de naturaleza oftica y arena cali-

za. Sobre estas mezclas se ha procedido tambin

a la adicin de un porcentaje de fibras de celulo-

sa del 0,3% s/m.

La composicin, as como la curva granulomtrica

descrita en la tabla 4 y en la figura 3 se enca-

j dentro de un huso granulomtrico definido a

partir de los lmites descritos en la norma UNE EN

13108-5.

vencionales hasta modificado con polmero y

tambin mejorados con polvo de caucho proce-

dente de NFU

3. Comprobacin de las caractersticas de las mez-

clas bituminosas desarrolladas una vez definido

el porcentaje ptimo de ligante. Para la caracte-

rizacin se han empleado los mtodos de ensayo

correspondientes a la normativa UNE EN 12697.

Una vez definido el huso granulomtrico, para fijar

la formulacin ptima, en cuanto al contenido de

betn para cada una de las mezclas SMA, se defi-

nieron diferentes porcentajes de ligante sobre rido

con los siguientes contenidos 6; 6,5 y 7%. Sobre

cada una de las muestras, todas ellas fabricadas en

el laboratorio, se realizaron una primera batera de

ensayos que consistan en la determinacin de al-gunos parmetros que se tomaron como bsicos

para asegurar el buen comportamiento de las mez-

clas. Estos parmetros son:

Compactacin de probetas por impacto segn

la norma UNE EN 12697-31 aplicando 50 golpes

por cara.

Contenido de huecos determinado segn la nor-

ma UNE EN 12697-8.

Valor de escurrimiento utilizando el mtodo Sche-

llenberg descrito en la norma UNE EN 12697-18.

Tabla 2: Huso granulomtrico para la mezcla SMA16.

Tabla 3: Huso granulomtrico para la mezcla SMA11.


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Los resultados obtenidos en

el estudio de caracterizacin

de esta mezcla con los dos

tipos de ligantes han sido los

siguientes:

Tabla 4: Curva granulomtrica y huso para la mezcla SMA11.

Tabla 5: Caractersticas empricas y fundamentales de la mezcla SMA11.

Figura 3: Huso granulomtrico para la mezcla SMA11.


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En la medida realizada en laboratorio se ha detec-tado la inuencia del contenido de huecos, situado

en el 5%, al comprobarse que no existe una ab-

sorcin elevada del ruido de rodadura tanto para la

mezcla SMA11 como SMA16.

jaron dentro de un huso granulomtrico definido a

partir de los requisitos de la norma UNE EN 13108-5.

Los resultados obtenidos en el estudio de caracteri-

zacin de esta mezcla con los dos tipos de ligantes

y ridos han sido los mostrados en la Tabla 7.

Caractersticas superficiales de

las mezclas SMA

Dado que una de las caractersticas a analizar para

las mezclas SMA es su comportamiento frente a la

rodadura, es importante realizar un anlisis exhaus-

tivo de las caractersticas superficiales de este tipode mezclas evaluando su comportamiento ante el

ruido as como su resistencia al deslizamiento.

Medida de la absorcin acstica

Para realizar un estudio de las propiedades acsti-

cas de este tipo de mezclas se cuenta con la cola-

boracin del Laboratorio de Acstica Aplicada a la

Ingeniera Civil (LA2IC) de la Universidad de Castilla

La Mancha. Su trabajo consiste en analizar la ab-

sorcin acstica de las mezclas SMA por un lado a

partir de medidas realizadas en el laboratorio uti-

lizando un tubo de impedancia. Se han analiza-

do probetas de mezcla bituminosa fabricadas por

compactacin por impacto aplicando 50 golpes por

cada cara para unas dimensiones especficas de di-

metro aproximadamente 99,8 mm.

Para las medidas se ha seguido el mtodo de en-

sayo descrito en la norma UNE-EN ISO 10534-2

(Determinacin del coeficiente de absorcin acs-tica y de la impedancia acstica en tubos de im-

pedancia. Parte 2, Mtodo de la funcin de trans-

ferencia).

El equipo utilizado ha sido un tubo de impedancia

de Bruel&Kjaer, tipo 4206, segn se muestra en la

figura n 5.

Con este equipo se mide el coeficiente de absor-

cin acstica que se define como el cociente entre

la energa acstica absorbida por la superficie de la

probeta y la energa acstica incidente para el caso

de una onda plana con incidencia normal.

Figura 5: Tubo de impedancia de Bruel&Kjaer, tipo 4206.

Figura 6: Espectros de absorcin acstica de medidas realizadas

en el laboratorio para las mezclas SMA11(sup) y SMA16 (inf).


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Otra de las medidas que se han realizado ha consis-

tido en el registro de los niveles sonoros de proxi-

midad a las velocidades de referencia de 50 y 80

km/h. Como se aprecia en la figura 8, los niveles

asociados al impacto y vibraciones, parecen meno-

res en la mezcla SMA16 que en la SMA11. Por el

contrario en la mezcla SMA16 presenta mayores

contribuciones al ruido de rodadura debido a los

mecanismos aerodinmicos, como as se observa a

frecuencias superiores a 1 kHz.

Los valores globales LCPtrdB(A) para las dos mezclas

SMA muestran que son aceptables para la reduc-

cin del ruido asociado al trfico rodado.

Medidas de la resistencia

al deslizamiento

La empresa Euroconsult, ha realizado el anlisis ycaracterizacin de las mezclas SMA convencionales

evaluando las caractersticas superficiales a partir

de su resistencia al deslizamiento tanto en medidas

realizadas en el laboratorio como in situ a escala

real, sobre los tramos experimentales.

En paralelo est llevando a cabo la investigacin

sobre un novedoso equipamiento utilizado para la

medida de la resistencia al deslizamiento y la me-

dida de la textura de la mezcla bituminosa en la-

boratorio, mediante el desarrollo de sistemas de

medicin y ensayos que permitan evaluar dichos

parmetros antes de su puesta en obra.

Otro de los mtodos de medida del ruido, aplica-

do tambin dentro de este proyecto, consiste en

la auscultacin acstica sobre la propia superficie

de rodadura utilizando una cmara semi-anecoi-

ca TireSonicMK4-LA2IC. La medida consiste en

comprobar el comportamiento acstico frente a

la velocidad.

Esta medida se encuentra inuenciada por el tama-

o mximo del rido as como por la macrotextura

de la mezcla una vez puesta en obra.

Los resultados obtenidos en estas medidas mues-

tran que la mezcla SMA16 presenta un me-

jor comportamiento a bajas velocidades que la

SMA11, por otro lado son las SMA11 las que pre-

sentan un mejor comportamiento para el ruido a

velocidades elevadas.

Figura 7: Comportamiento acstico frente a la velocidad para

las mezclas SMA16 (sup) y SMA11 (inf).

Figura 8: Espectro del nivel sonoro de proximidad para las

mezclas SMA11 y SMA16.


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Durabilidad y resistencia a la fisuracin

Una de las propiedades que caracterizan a la mez-

cla SMA y que la diferencia con respecto a otros

tipos de mezclas bituminosas, es su mayor dura-

bilidad, por ello dentro del proyecto se ha conside-

rado fundamental la realizacin del estudio de esta

propiedad. Estas caractersticas han sido evaluadas

por la Universidad Politcnica de Catalua as como

el CEDEX para los dos tipos de mezclas incluidas en

el estudio SMA16 y SMA11.

En esta comunicacin se recogen los resultados ob-

tenidos para la medida de la durabilidad as comola media de propagacin de fisuras, de las mezclas

SMA, realizado por el CEDEX a partir de tres mto-

dos de ensayo correspondientes a:

Medida de la resistencia a la deformacin perma-

nente por compresin cclica triaxial segn la nor-

ma UNE EN 12697-25.

Medida de la resistencia a la propagacin de su-

ras; ensayo SCB (semi circular bending test) segn

la norma pr EN 12697-44.

Medida de la resistencia a la propagacin de su-

ras utilizando un mtodo interno que han desa-

rrollado en el propio centro y que se ha denomi-

nado, dentro del trabajo, mtodo CEDEX.

Resistencia a la deformacin permanente

por compresin cclica triaxial

El objetivo de este ensayo consiste en evaluar laresistencia a deformacin permanente de una

mezcla mediante ensayos de compresin ccli-

ca con confinamiento. Para ello las probetas se

someten a esfuerzos de confinamiento y esfuer-

zos axiales cclicos para unas condiciones espe-

cificadas.

Los valores obtenidos estn de acuerdo con los

valores de referencia indicados en la norma de

ensayo UNE-EN 12697-25, donde se indica que

un resultado obtenido en el ensayo interlaborato-

rios VRLAT del ao 2000 para una mezcla SMA es

de 7400 microdeformaciones.

Figura 9: Ensayo de resistencia a la deformacin permanente

por compresin cclica triaxial.

Figura 10: Dispositivo de compresin sobre probetas SCB.


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Para comprobar el efecto de la temperatura se reali-

zaron ensayos a tres temperaturas 0, 5 y 20 C para

ambas muestras SMA observando que existe repeti-

bilidad en el ensayo.

En la mezcla SMA 11 se aprecia cierta ductilidad en

la fractura a las tres temperaturas, mientras que en

la SMA16 esta ductilidad slo aparece a temperatu-

ras superiores a 5C.

En resumen, puede afirmarse que la resistencia a

la propagacin de fisuras de las mezclas SMA11

y SMA 16 es muy similar, siendo el comporta-

miento de la SMA 11 ms dctil a bajas tempera-

Resistencia a la propagacin de fisuras

Ensayo SCB

Este ensayo se realiz siguiendo la norma pr EN

12697-44 y cuyo objetivo consiste en determinar

sobre una probeta semicilndrica a la que se le ha

realizado una entalla en la mitad de la probeta,

comprobar su resistencia a la fisuracin tras ser so-

metidas a una carga.

Para el estudio se fabricaron probetas por compactacin

giratoria aplicando un nmero de giros hasta alcanzar

el valor de densidad geomtrica equivalente a los 50

golpes por cara segn compactacin por impacto.

Tabla 8: Resultado ensayos de resistencia a la deformacin permanente por compresin cclica triaxial.

Figura 11: Representacin de la ruptura de las probetas a partir de la entalla.


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CONCLUSIONES

De los trabajos realizados se extraen las siguientes

conclusiones:

Se han denido dos husos granulomtricos con

diferentes granulometras, una mezcla SMA16

para su aplicacin como capa de rodadura y capa

intermedia y una mezcla SMA11 para su aplica-

cin como capa de rodadura. La formulacin

de estas mezclas se ha ajustado hasta hacerlas

estables y compatibles con los materiales y con-

diciones existentes en las carreteras espaolas,

analizando diferentes tipos de ridos, cumpliendosimultneamente los requisitos establecidos en la

norma europea EN 13108-5.

Se ha denido un porcentaje optimo de ligante en

torno al 6% sobre ridos para diferentes tipos de

betunes: convencionales B35/50, BM3c as como

para un betn modificado con polvo de caucho de

NFU tipo BC35/50, incluyendo en la formulacin de

las mezclas la incorporacin de fibras de celulosa

(excepto para el caso de la utilizacin de BC35/50).

En todos los casos se ha evaluado el escurrimiento

obteniendo valores inferiores al 0,3% valor tomado

como referencia a partir de la informacin bibliogr-

fica que existe sobre las mezclas SMA.

Uno de los aspectos fundamentales de este tipo

de mezclas es su mayor durabilidad. Como con-

clusin general de la evaluacin del comporta-

miento a fatiga y a la fisuracin se ha constatado

la mayor durabilidad de estas mezclas frente a las

habitualmente empleadas en Espaa por su bue-na resistencia a fatiga y elevadas prestaciones.

Otro aspecto que se ha tenido muy en cuenta en

el estudio de este tipo de mezclas es su comporta-

miento frente al ruido de rodadura a travs de las

medidas de absorcin acstica. No se aprecian di-

ferencias significativas en los espectros en funcin

del tipo de ligante utilizado, para mezclas con con-

tenidos de huecos en mezcla de alrededor del 5 %.

Para poder conseguir mezclas bituminosas tipo

SMA sono- reductoras se tendr que intentar

optimizar la textura superficial de las mezclas en

turas, as como tambin se observa la inuencia

de la presencia de betn modificado en esta mis-

ma mezcla.

Si el ensayo SCB se realiza hasta la ruptura total

de la probeta, tambin se puede apreciar la mayor

apertura final de la entalla en las probetas de la

mezcla SMA 11, fabricadas con betn modificado.

Resistencia a la propagacin de fisuras

mtodo CEDEX

El objeto del ensayo es evaluar la resistencia a

la fisuracin de las mezclas bituminosas median-te el seguimiento de la propagacin del agrieta-

miento durante un periodo largo de tiempo. Para

ello se somete el material objeto de estudio a un

ensayo de traccin directa con velocidad de des-

plazamiento constante, determinndose la carga

aplicada en cada instante de medida, as como la

evolucin de las fisuras formadas en la probeta

de ensayo.

Este mtodo de ensayo se diferencia de los de-

ms en que se realiza sobre probetas de mayores

dimensiones, con velocidades de aplicacin de

cargas menores y con un seguimiento de la evo-

lucin de la propagacin de la fisura producida

durante un periodo de tiempo muy largo, de va-

rias horas de duracin.

Figura 12: Resultados del ensayo de propagacin de fisuras CEDEX.

0 h

2 h

4 h

1 h

3 h

24 h


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ASEFMA 2012

16

(3) ASEFMA Monografa 3. Reduccin del Ruido

Ambiental en origen. La contribucin del sector

de las mezclas asflticas

(4) UNE-EN 13108-5: Mezclas Bituminosas. Especifi-

cacin de materiales. Parte 5: Mezclas Bitumino-

sas tipo SMA.

(5) UNE-EN ISO 10534-2: Acstica. Determinacin

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pedancia acstica en tubos de impedancia. Parte

2 Mtodo de la funcin de transferencia.

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servicio (macrotextura) y/o aumentar su capaci-

dad de amortiguamiento de impactos, o au-

mentar suficientemente el contenido en huecos

interconectados.

Tampoco se aprecian diferencias significativas en

los espectros de absorcin en funcin del tipo de

rido utilizado.

En resumen, las mezclas SMA son mezclas bitu-

minosas que presentan importantes ventajas fun-

cionales, econmicas y tcnicas comparndolas

con las mezclas convencionales habitualmente

empleadas, debido a que presentan alto conteni-do de ligante y buen esqueleto mineral, con alta

proporcin de filler y fibras de celulosa aadidas.

Estas mezclas ofrecen ventajas medioambienta-

les ya que alargan la vida de los firmes y se pue-

den emplear con xito en capas de rodadura. La

mayor vida til de las mezclas SMA, contribuye a

unos beneficios econmicos respecto a la mayora

de las mezclas alternativas, an cuando los costos

iniciales pueden ser ms elevados que stas.

Para lograr el mximo rendimiento de las mezclas

SMA (buen comportamiento respecto a las defor-

maciones plsticas, ms durabilidad y mayor re-

sistencia a la fisuracin) es importante asegurar

que la mezcla est bien estudiada y mantener una

calidad elevada en la fabricacin y aplicacin. De

este modo se obtendr una solucin econmica a

la vez que compatible en el medio ambiente.

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Documents

ESPAÑA DISEÑO DE MEZCLAS SMA