miércoles, 7 de octubre de 2015

Paving in the rain.- Está lloviendo y....estamos asfaltando

    La operación de puesta en obra de mezclas en caliente, en situaciones de lluvia o con el pavimento mojado, es muy desaconsejable por sus negativas consecuencias sobre la calidad, comportamiento y durabilidad de la capa por lo que, como regla general, no debe procederse a su colocación, muy especialmente con capas delgadas. Así lo recogen las normativas que, por lo general, no lo permiten o establecen limitaciones al respecto, en cuyo caso, excluyen las capas de rodadura.

Fig 1 Puesta en obra bajo lluvia 

Las razones son varias y se corresponderían con aspectos como los siguientes:
  • La brusca y acusada caída de temperatura por la vaporización del agua existente en la superficie de soporte y de la que va cayendo sobre la capa extendida; este enfriamiento se agrava en caso de presencia, simultánea, de bajas temperaturas en el ambiente (ver post al respecto). Ello afecta de modo directo y muy significativo a la temperatura de compactación de la capa y a los resultados de densidad obtenidos, con un aumento importante, e inadmisible en muchos casos, del riesgo de obtener una mezcla más porosa y menos cohesiva, con pobres prestaciones mecánicas y de reducida durabilidad. Es la principal causa de incompatibilidad entre lluvia y extendido de MBC. Asimismo, ese enfriamiento de la mezcla también puede llegar a afectar a otras propiedades de la capa como la textura o la regularidad superficial. 
  • El efecto negativo de la presencia de agua en la superficie de apoyo sobre la adherencia de la nueva capa su soporte, aún en el caso de que, previamente a la precipitación, se haya ejecutado correctamente el riego de adherencia. Solo resulta admisible con una humedad que no llegue a crear una película continua, es decir: superficie húmeda pero no mojada.
  • El vapor de agua, generado por la humedad o charcos en el soporte, o por el agua introducida en la mezcla en la operación de descarga, actúa muy desfavorablemente sobre la interfaz árido/ligante, pudiendo llegar a hacer que se rompa la unión entre éstos, acelerando la degradación de la mezcla.
Fig 2- Comportamiento de reparación de carril efectuada con lluvia y bajas temperaturas
    Sin embargo, la lluvia puede presentarse después de haber iniciado la operación de extendido y con camiones en espera de descarga y otros en camino ó, aún no habiendo comenzado a extender, después de empezar la fabricación de mezcla, con una serie de camiones en ruta hacia el lugar de empleo.

1.-Actuaciones en presencia de lluvia 

Unas posibles decisiones derivadas de la aparición de la lluvia responderían a las que se describen a continuación, muy condicionadas por la situación del riego de adherencia, la intensidad de la lluvia y el tipo de capa. 

a) Parar el extendido, ejecutar junta transversal de fin de calle y retornar los camiones a la planta para desechar la mezcla o para su eventual reciclado con posterioridad. Es de aplicación en casos de lluvia fuerte, de capas delgadas o delicadas como las de rodadura, o de falta de riego de adherencia e inviabilidad de su aplicación. La compactación debe actuar muy cerca de la extendedora, para que pueda efectuarse con temperatura adecuada en la mezcla, especialmente la primera pasada del rodillo de cabeza.
    La preparación de la junta conlleva un aumento del tiempo de exposición y enfriamiento de la capa extendida en la zona inmediatamente anterior a la misma, por lo que el riesgo de fallo de calidad en ella (temperatura de compactación muy baja, densidad insuficiente, regularidad superficial deficiente, textura,...) es muy alto  

b) En el caso de que no haya superficie con riego de adherencia extendido por delante, bien porque ya se haya cubierto la previamente regada o por empleo de extendedoras que incorporan rampa de riego, y las condiciones de superficie mojada no permitan su aplicación, debe procederse a detener el extendido y ejecutar junta de final de calle. En caso de que la lluvia sea de corta duración, su posterior continuidad dependerá de la rapidez con que el estado de humedad de la superficie permita la ejecución del riego de adherencia; ello puede ser factible con tormentas veraniegas en las que el calor de la superficie de apoyo produce su rápido secado, o con ayuda de barridos o soplados de la misma.
Fig 3.- Soplado de superficie (Jet dryer) 
c) Si el riego de adherencia no es condicionante.
  • En caso de lluvia ligera, pero continuada, y sin charcos de agua en el pavimento, la operación puede continuar y descargarse los camiones, mientras que los rodillos deberán compactar la capa trabajando muy cerca de la extendedora, antes de que se enfríe la mezcla, a la vez que se debe reducir la velocidad de avance para maximizar la precompactación dada por la regla y limitar la superficie expuesta no compactada. Así, es factible obtener una calidad aceptable con capas gruesas, aunque no tanto con capas delgadas. En caso de presencia o formación de charcos en la superficie a cubrir, no debe continuarse el extendido, salvo que se eliminen.  
  • En caso de lluvia fuerte, debe detenerse el proceso y finalizar calle ejecutando junta, aplicando a la compactación las recomendaciones ya indicadas.
  • Si la lluvia es de corta duración se puede esperar a su término, aunque deteniendo el extendido con la correspondiente junta y procediendo a vaciar de mezcla la extendedora; la mezcla puede permanecer en los camiones en espera algunas horas, manteniendo una temperatura aún adecuada, hasta que pueda reanudarse la extensión, una vez aceptablemente seco y libre de charcos el pavimento. Si la paralización es importante, en los camiones en espera se incrementa la costra fría del contorno de la carga, por lo que el riesgo de segregaciones térmicas se multiplica (nota1); en este caso, el empleo de un DTM rehomogeneizador resolvería este problema, comprobando que  la temperatura media de la masa del camión es aceptable.
 d) Caso especial: Necesidad de proseguir o de iniciar el extendido bajo lluvia. Hay casos en los que, aún con lluvia intensa o persistente, hay alguna necesidad ineludible de realizar, o proseguir, la puesta en obra de la capa de mezcla. Una posible solución, para tratar de minimizar los riesgos que esta tipo de decisión entrañaría, se detalla en el apartado 3 siguiente.   

2.- Otras consideraciones

Como cuestiones previas a tener en cuenta, siempre que haya previsión de posible lluvia:
  • Siempre que sea factible, debe organizarse el extendido a favor de pendiente, para facilitar la evacuación del agua caída hacia delante del equipo. 
  • Asimismo, debe revisarse que todos los camiones estén dotados de cubiertas o lonas adecuadas, que cubran totalmente la carga y que solapen adecuadamente el frontal, laterales y compuerta, de modo que no penetre ni el viento ni la lluvia en la misma. Deben estar en buen estado, sin cortes ni agujeros y presentar una superficie tersa, sin combas, para que no acumulen agua en los vanos entre rigidizadores. En la Fig 4 se muestran algunos ejemplos de protecciones ineficaces en caso de lluvia.
  • Debe preverse un refuerzo de los equipos de compactación para reducir al máximo el área de la capa que se está compactando y el tiempo de su exposición a la lluvia, salvo en el caso de que haya un cierto sobredimensionamiento y suficiente capacidad. La temperatura a que se compacta y la densidad final obtenida es el aspecto que resulta más crítico para la calidad final de la capa ejecutada bajo lluvia. 
Fig 4. Lonas inadecuadas
  Ha de tenerse en cuenta que, al elevar la caja de los camiones para la descarga, no se vierta el agua caída sobre las lonas de cubrición a la tolva de la extendedora; para evitarlo, antes de entrar a ésta, deben proceder a elevar la caja. Los charcos creados en el suelo, en su caso, deben eliminarse antes de que llegue a ellos la extendedora.
    Otra precaución clave en tiempo de lluvia, es la de evitar que los camiones accedan con barro en sus ruedas a la superficie a pavimentar; barro adherido en sus maniobras de inversión de marcha o en su acceso por caminos no pavimentados. Si es el caso, debe eliminarse concienzudamente esa suciedad, antes de que el extendido llegue a la misma. En la foto que sigue, se refleja esa situación indeseable y de muy mala práctica. 
Fig 5
    Se debe identificar el tramo afectado por la lluvia, para verificar específicamente su calidad para su aceptación final, en especial densidad, textura y eficacia del riego de adherencia.
    En caso de extendido sobre capas granulares hecha en época lluviosa alternada con heladas, es importante comprobar, previamente, que su compactación fué uniforme y adecuada y no ha dado lugar a presencia de áreas saturadas que, en caso de bajas temperaturas, pudieran haber dado lugar a formación de hielo, con su consiguiente expansión; al fundirse éste con la mezcla extendida, daría lugar a un área débil, con alto riesgo de fallo de la estructura de MBC colocadas y de bache a corto plazo.

3.-Extendido de mbc en condiciones de lluvia persistente. Un caso práctico  

    En estas condiciones se presentan varios problemas, como el de extendido de riego de adherencia y el propio de la mezcla. Si para el primero es posible, en carreteras cerradas al tráfico, encontrar un período de tiempo sin lluvia y ejecutar el riego en situación de pavimento húmedo, pero no mojado, con días de antelación, esta práctica no es viable para el segundo, salvo con el empleo de equipos de soplado potentes y eficientes.
   Una experiencia, en la que esta situación se resolvió con éxito, se basó en principios como:
  • Lograr la eliminación del agua de la lluvia que va cayendo sobre el pavimento, pasando su superficie a una situación de “pavimento húmedo pero no mojado”, en el que se garantiza la adherencia.
  • Preservar la mezcla de todo contacto con el agua de lluvia, desde su fabricación hasta salida de la regla de la extendedora, minimizando su enfriamiento. 
  • Maximizar la precompactación dada por la regla.
    Consistió en aplicar un soplado de alta eficiencia de la capa de apoyo, mediante una barra con difusores orientados situada justamente por delante de la extendedora, en el empleo de un dispositivo de transferencia rehomogeneizador tipo silo móvil, en la protección de la tolva de recepción en la extendedora para evitar que el agua de lluvia penetrase en ella y en el empleo de una regla de alta compactación, combinada con reducida velocidad de avance, para maximizar la precompactación (obteniendo con ella una densificación próxima a la final requerida en la capa). 
    El riego de adherencia se ejecutaba en momentos sin lluvia, con días de antelación. Se comprobó la adherencia de la nueva capa con el soporte a través de testigos, comparando áreas de extendido en condiciones sin lluvia con las ejecutadas con lluvia, con el ensayo LCB (similar al de la norma NLT-382), siendo los resultados comparables y muy satisfactorios.
Fig 6 - Barra de sopladores en la extendedora 
Nota 1.- El empleo de camiones con aislamiento térmico, como es usual, u obligatorio, en el norte de Europa, reduce o minimiza este problema. Este tema se trata en otro post de este blog, Ejecución con mal tiempo. Bajas temperaturas. 2ª parte: La protección de la carga durante el transporte, 

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