9.2.1 Mezclas bituminosas para capas de rodadura
Las mezclas en caliente más usuales para capas de rodadura (Art. 542 y 543 del PG-3) para capas de rodadura son las mezclas continuas de tipo denso (D) o semidenso (S), las discontinuas para capas finas (F ó M) y las drenantes (PA). Todas ellas se pueden utilizar como capa de rodadura en firmes semirrígidos.
Foto 9.1 Detalle del aspecto superficial de una capa de rodadura drenante. En las mezclas bituminosas para capa de rodadura sobre bases de gravacemento o de hormigón compactado, la dosificación debe evitar que se produzca un envejecimiento prematuro, ya que las mezclas envejecidas son relativamente frágiles y propagan rápidamente las fisuras. Además, una vez reflejadas, se produce un rápido deterioro de las mismas con el paso del tráfico. Las mezclas discontinuas y las drenantes no suelen tener problemas de envejecimiento prematuro, por sus contenidos usuales de ligante, pero las mezclas semidensas o densas pueden tenerlos. En estas mezclas se debe dosificar un contenido de ligante ligeramente mayor que en otros tipos de firmes, dentro del intervalo en el que no se presenten problemas de deformaciones plásticas.
Las mezclas densas o semidensas en capas de rodadura sobre gravacemento u hormigón compactado se deben dosificar con un contenido de ligante algo más elevado, dentro del intervalo de seguridad frente a las deformaciones plásticas (ensayo de deformación en pista de laboratorio NLT – 173).
9.2.2 Mezclas bituminosas para capas inferiores
Dentro de las mezclas bituminosas en caliente para capas intermedias y de base hay definidos dos tipos generales de granulometría continua: las mezclas semidensas y las gruesas. Además, existe un tipo especial de mezcla semidensa basado en la utilización de betún duro y que se conoce como mezcla de alto módulo (MAM). Las mezclas semidensas y las MAM suelen tener contenidos de
huecos entre el 4 y el 6%, y las gruesas entre el 6 y el 9%, aunque ambos tipos se pueden diseñar con más o menos huecos que los señalados. Los husos granulométricos se subdividen en función del tamaño máximo del árido.
Las mezclas bituminosas sobre capas tratadas con cemento no sufren deformaciones de tracción de entidad como para que presenten problemas de fatiga. Su dosificación se debe dirigir fundamentalmente a que no se produzcan grietas de reflexión en la superficie o que éstas sean lo más finas posible, especialmente en el caso de gravascemento u otros materiales de mayor resistencia, donde los esfuerzos de corte que soportan las mezclas son más importantes.
Las mezclas más adecuadas para evitar la reflexión de fisuras son aquellas con un contenido de mortero algo más elevado, es decir con dotaciones de betún del orden del 4,7% en peso sobre áridos y un contenido de árido fino (cernido por el tamiz 2 mm UNE) entre el 30% y el 35%, lo que implica porcentajes de huecos del orden del 4%. Un aumento del contenido de huecos eleva rápidamente la velocidad de transmisión de grietas.
Foto 9.2 Probeta para la realización del ensayo de resistencia a la reflexión de fisuras. Los criterios anteriores los cumplen las mezclas semidensas, así como algunas mezclas gruesas situadas en la parte alta del huso y con contenidos altos de betún (más del 4,5% de ligante en peso sobre áridos). El buen comportamiento de las mezclas semidensas se ha comprobado tanto en laboratorio como en obra.
Por el contrario, las mezclas de tipo grueso con contenidos de ligante entre el 4% y el 4,5%, muy utilizadas en capa de base, no tienen apenas capacidad de amortiguar la reflexión de grietas. Con respecto a las mezclas de alto módulo no se tiene aún experiencia suficiente sobre su comportamiento en este sentido.
Las mezclas bituminosas en caliente más adecuadas en capas intermedias o de base sobre materiales tratados con cemento son las de tipo semidenso con contenidos de betún del orden del 4,7% y huecos próximos al 4%. Estas mezclas reúnen las características adecuadas en cuanto a amortiguación de la propagación de fisuras, resistencia a las deformaciones plásticas y módulo de rigidez.
En estas mezclas con elevados contenidos de ligante se debe cuidar especialmente su dosificación para que no sean susceptibles a las deformaciones plásticas. En obras de cierta importancia y en caso de duda es aconsejable realizar sobre ellas el ensayo de deformación en pista de laboratorio (NLT-173).
9.3 ESPESOR DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS
El espesor de mezclas bituminosas varía en función de las características que vayan a aportar al firme:
Regularidad superficial Capacidad estructural
Resistencia a la reflexión de fisuras
Si su principal función es mejorar la regularidad superficial de las capas tratadas con cemento con objeto de obtener una rodadura cómoda para vehículos que circulen a velocidades superiores a 100 km/h, generalmente bastará con dos capas de mezcla bituminosa de pequeño espesor. Para velocidades inferiores, suele ser suficiente una única capa.
Si el principal objetivo es el de aportar capacidad estructural al firme se proyectará el espesor que sea necesario para ello, siempre que cumpla el resto de las funciones.
Si la principal función es evitar o retrasar la reflexión de fisuras de capas tratadas con cemento no prefisuradas se deben proyectar unos espesores mínimos en función del tipo de material tratado sobre el que se apoye y del tráfico que vaya a soportar. Los materiales más resistentes presentarán mayores aberturas de fisuras y por tanto precisarán de un pavimento más grueso, salvo que se prefisuren. Con tráficos ligeros no suele tener tanta importancia la reflexión de las fisuras.
Los espesores mínimos para evitar la reflexión de fisuras en firmes con capas no prefisuradas son del orden de 10 cm sobre suelocemento y de 12 cm sobre gravacemento, teniendo en cuenta además que las intensidades más elevadas de tráfico suelen exigir también mayores espesores. Con tráfico pesado, el espesor de mezclas bituminosas que se suele disponer por motivos estructurales sobre capas de suelocemento supera estos valores.
En firmes con gravacemento u otros materiales tratados con cemento de mayor resistencia, la técnica de la prefisuración reduce en gran medida la reflexión de fisuras, permitiendo proyectar los espesores de mezcla bituminosa necesarios únicamente desde el punto de vista estructural o por motivos de regularidad superficial.
Resulta conveniente que el espesor de la tongada bituminosa que se dispone directamente sobre la capa tratada con cemento sea lo mayor posible, ya que se ha comprobado que desde el punto de vista de la reflexión de fisuras es más eficaz colocar una sola tongada gruesa que dos finas; así, por ejemplo, es preferible extender una tongada de 10 cm que dos de 5 cm.