Se realizó el primer tramo experimental usando asfalto altamente modificado (HiMA) en Uruguay

*Por el Ing. Ignacio Kröger y el Ing. Carlos Pfeiff. GRUPO BITAFAL – CITEVI.

La pavimentación con mezcla asfáltica es al día de hoy uno de los principales métodos para la construcción de carpetas de rodadura en las principales vías alrededor del mundo. Por ende, es de suma importancia que este material pueda ofrecer una buena vida en servicio sin presentar fallas por fatiga o ahuellamiento antes del final de su vida útil. Resulta cada vez más evidente que con el aumento del volumen de tránsito, los asfaltos convencionales no son capaces de proveer una estructura eficaz a la hora de aportar seguridad y confort a los usuarios. Los asfaltos modificados (AM) ‘estándar’ fueron propuestos como solución inicial, pero éstos también presentan fallas prematuras en el servicio bajo grandes solicitaciones.
Un nuevo tipo de asfalto modificado, denominado altamente modificado o HiMA por sus siglas en inglés (Highly Modified Asphalt) se ha presentado como una mejor opción para el uso en mezclas asfálticas en distintos estudios en Estados Unidos, Europa y Sudamérica. Su denominación viene del hecho que se utiliza una nueva clase de polímero estireno-butadieno-estireno (SBS) para la modificación, lo que permite mayores cantidades del mismo en la solución. Mientras que cantidades mayores al 4% en los AM ya podrían traer consigo problemas de afinidad, con el nuevo SBS es posible emplear hasta un 7,5% sin que se vea este fenómeno o aumente la viscosidad a niveles de poca trabajabilidad. El objetivo en definitiva es otorgar mayor durabilidad a la mezcla asfáltica, principalmente debido a su excepcional resistencia a la fisuración y a la deformación permanente.

Figura 1.

En Uruguay, el HiMA fue desarrollado por el Centro de Investigación en Tecnologías Viales luego de más de 10 meses de trabajo. En la Figura 1 se ilustran comparativamente los resultados del ensayo de rodadura Wheel tracking para los tres ligantes en estudio. Se puede ver como inicialmente las tres mezclas (con la misma granulometría) presentan la misma tasa o pendiente que corresponde a los cambios volumétricos por reducción de vacíos, debido a la compactación que aplica la rueda. En cierto punto, la deformación del AC-30 y AM3 se enlentece pero aumenta a mayor razón que en el HiMA, que su deformación permanece prácticamente invariante luego de esta compactación inicial.
Con respecto a su comportamiento frente a la fatiga, se ensayaron vigas a flexión apoyadas en cuatro puntos, variando el nivel de microdeformación. En la Figura 2 se observan los resultados en un plano ciclos de carga vs microdeformación, obteniendo las curvas de ajuste que permiten extraer el límite de durabilidad. Este valor se define como la microdeformación máxima para el cual en teoría la mezcla presenta una vida en fatiga prácticamente infinita (al menos 50 millones de ciclos). Mayores valores del límite de durabilidad requieren de mayores esfuerzos para conseguirlos, lo que en definitiva otorga una medida de su vida útil.
Luego de obtenidos estos resultados auspiciosos, se procedió a ejecutar el tramo experimental, a cargo de la empresa constructora Colier. El tramo en cuestión consta de 600 metros sobre la Ruta 101 que conecta los polos logísticos de la periferia montevideana.

Figura 2.

El proyecto original consiste en una base negra con asfalto convencional AC-30 de 12 cm sobre el cual se aplica luego una carpeta de rodadura de 5 cm con AM3. Se propuso a Colier, con la aprobación previa del Ministerio de Transporte de Obras Públicas (MTOP), sustituir en 600 m el AC-30 por HiMA, de los cuales en 300 m se redujo el espesor a 10 cm (17% de reducción).
La temperatura de mezcla en la planta asfáltica no difiere de la de un AM3. En este caso se trabajó a unos 165 ºC a la salida de la planta y se compacto a 155 ºC. A pesar de las condiciones ambientales adversas para un modificado (unos 6ºC temperatura ambiente y 24 km/h de viento SE) el tendido con HiMA presentó los mismos desafíos que un asfalto convencional o modificado estándar, es decir que esta tecnología no requiere de aumentos de temperaturas de trabajo ni de equipamiento adicional en la ejecución.
Con los testigos extraídos y muestras de la planta asfáltica se procederá a realizar ensayos de módulo dinám

Figura 3.

ico, rueda cargada y fatiga en viga de cuatro puntos. Con la información del paquete estructural y de la investigación, se procederá a utilizar programas de diseño empírico mecanicistas, como BackViDe (IMAE), para predecir su comportamiento.
Agradecemos la confianza del MTOP y de Colier por permitir aplicar la tecnología del HiMA por primera vez en nuestra caminería. Los resultados de la investigación serán presentados en el XII Congreso de la Vialidad Uruguaya los días 25, 26 y 27 de septiembre y en el XX CILA en la ciudad de México, del 25 al 29 de noviembre.