Tratamiento Superficial Doble

TSD, Doble Riego y otros Tratamientos Superficiales

Los tratamientos superficiales se han vuelto en una solución idónea cuando de generar una rodadura para una estructura de pavimento se trata, inclusive, esta fue una de las primeras técnicas implementadas en el mundo para la pavimentación asfáltica, hoy volviéndose en un pavimento viable y sostenible. Estas son técnicas de pavimentación que comúnmente se usan para la conservación de pavimentos o bien, para la construcción de pavimentos.  Hemos visto en los recientes años a entidades como el INVIAS (Instituto Nacional de Vías) del Ministerio de Transporte en Colombia, el PROVIAS del Ministerio de Transporte y Comunicaciones del Perú o el DNIT en Brasil, han empezado a usar de forma paulatina soluciones de rodadura tales como las acá mencionadas, conocidas también como Doble Riego o Tratamiento Bi Capa, en inglés, más comúnmente conocidos como Chip Seals. Típicamente este tipo de rodaduras, pavimentos o superficies de rodadura, constan de un componente asfáltico junto con un componente de áridos, sean triturados, arenas o polvos de trituración, pueden ser aplicados de forma individual o bien premezclados y luego extendidos. Existen dobles tratamientos, simples tratamientos y triples tratamientos.

Esta es una capa de rodadura que está compuesta básicamente por un ligante bituminoso, generalmente aplicado a temperatura ambiente, aunque también se puede calentar hasta 60ºC, junto con una capa de grava o dos, dependiendo si se está construyendo un tratamiento superficial simple o doble.

El ligante asfáltico es fundamental en este tipo de rodaduras ya que es el producto que permite la adherencia de los áridos a la capa superficial del pavimento, sea una capa base o una capa de suelo estabilizado, en resumen, a su capa precedente.

Las principales características y beneficios de las “micro-rodaduras”, son:

• Ahorro en acarreos
• Rodaduras sin aporte estructural
• Mejoran el nivel de servicio
• Protegen la estructura de pavimento de la intemperie
• Proveen una rodadura segura para los vehículos
• Reducen el ruido al transitar
• Incremento mínimo del nivel superficial
• Apariencia de acabado asfáltico con una fracción del costo

Entre los diferentes tipos de tratamientos superficiales y rodaduras, en Pro-Road nos especializamos en los siguientes y a continuación hablamos de la clasificación de tratamientos:

• Tratamiento Superficial Simple (TSS)
• Tratamiento Superficial Doble (TSD)
• Tratamiento Superficial Triple (TST)
• Micropavimento

Tratamiento Superficial Simple (TSS)

El tratamiento superficial simple (TSS) o tratamiento Mono Capa consta de una capa de emulsión asfáltica, idealmente modificada con polímeros, tal como el PRI-18, seguida de una capa de gravilla/triturado y luego compactada. Para estos simples tratamientos, lo primero es la aplicación de asfalto sobre la superficie de la estructura de la vía, sea granular o un suelo estabilizado, y encima, sigue la aplicación de árido y su compactación. Es posible que previo a la capa de emulsión asfáltica, haya una ligera aplicación de cemento asfáltico en forma de emulsión, idealmente con una emulsión lenta para mejorar la adherencia de la rodadura a la superficie y no aplicar directamente la emulsión modificada del tratamiento superficial. Es importante que los áridos a utilizar cumplan con una serie de características de desgaste, tamaño (homogeneidad) y además, en su forma (caras fracturadas). Es importante tener especial atención con la dosificación de emulsión ya que muy poca puede traducirse en el desprendimiento de los áridos de la rodadura y un exceso de emulsión puede resultar en el sangrado de la superficie. En algunas ocasiones a los simples tratamientos se les adiciona una última capa de ligante asfáltico seguida de una capa de arena. Es fundamental verificar el cumplimiento de requisitos para cumplirlos a cabalidad ya que esta es una capa de aplicación única. Se recomienda la consulta en manuales como Chipsealing in New Zealand (Transit New Zealand) o Low Volume Road Design Engineering (Robert Douglas) para tal fin. 

Tratamiento Superficial Doble (TSD)

¿Qué es un doble tratamiento superficial?

El Tratamiento Superficial Doble, es también conocido como Tratamiento Doble Superficial, Tratamiento Bi Capa, Doble Riego o Riego con Gravilla, consta de múltiples aplicaciones conformadas por una capa de emulsión asfáltica, idealmente modificada con polímeros, tal como el PRI-18, seguida de una capa de gravilla/triturado y luego compactada. Encima de esta capa, va otra capa prácticamente igual, solo que con los áridos/triturado/gravilla de menor tamaño. Es posible que previo a la primera capa de emulsión asfáltica, haya una capa de imprimación con una emulsión lenta para mejorar la adherencia de la rodadura a la superficie (Riego de Ligante). Es importante que el ligante elegido sea ideal para construir un pavimento viable, a lo que es de vital atención considerar sus características, viscosidad, adherencia, entre otros factores del ligante empleado. El objetivo de usar gravilla de menor tamaño en la segunda capa, es generar un encaje parcial de la segunda capa adentro de la primera, de esta forma la rodadura obtendrá un mejor matriz/módulo y así, mejor desempeño. Dichos materiales deberán cumplir con una serie de características de desempeño, tamaño, desgaste, entre otros. 

Esta rodadura es un “sándwich” entre una capa de asfalto, seguido de una capa de gravilla, luego otra capa de asfalto y por último una capa de gravilla, de menor tamaño que la primera. También se puede adicionar una capa superficial de arena y ligante bituminoso encima de la última capa de agregado. Esta última capa tiende a aplicarse para tener un mejor curado y ahorrarle trabajo al ligante bituminoso a la hora de “subir” y además para reducir los vacíos de la última capa de agregado, al obtener una capa delgada superficial encima de la última capa de agregado. En algunas ocasiones a los dobles tratamientos se les adiciona una última capa de ligante asfáltico seguida de una capa de arena.

¿Cuál es la función fundamental del imprimado asfáltico en un tratamiento superficial?

También puede hacerse una imprimación con emulsión lenta sobre la superficie existente, para un simple tratamiento u aplicación simple del ligante, que permita mejorar la adherencia de la capa de rodadura. Esta fina capa de ligante se aplica como una capa previa a la primera capa del TSD, es decir, su capa superior, para luego aplicar la primera capa de agregado. Esta fina capa típicamente se utiliza para imprimar bases o materiales que no terminan en una superficie lisa como una estabilización, por ejemplo. Al no ser una superficie lisa, se hace necesario la aplicación de este tipo de productos que compensen por la baja viscosidad del asfalto de la rodadura para garantizar una buena adherencia a la superficie existente.

Este doble tratamiento superficial, podemos ver que puede estar compuestos de múltiples capas, variables en su forma y técnica, en función de las condiciones de implementación y otras variables. Las múltiples capas que lo componen, sea para una capa simple (simple tratamiento) o compuesta (tratamiento doble), requieren un especial cuidado en todos sus componentes; desde la ejecución del tratamiento, el objetivo del tratamiento (duración y tráfico), hasta la aplicación del agregado, la aplicación del asfalto, y que haya una aplicación en proporción, ya que cada tamaño de árido requiere una rata de aplicación específica de ligante bituminoso por m2. La aplicación de agregado también debe ser controlada, al igual que la rata de aplicación del asfalto por m2, si la aplicación de agregado por m2 es muy alta, pueden existir patologías de desprendimiento, si la aplicación de agregado está muy baja, pueden surgir patologías de sangrado. Por otra parte, si la aplicación de asfalto es muy alta, puede existir sangrado, y por otra parte, si la aplicación del asfalto es muy baja, puede existir un fenómeno de desprendimiento. Por lo anterior, es fundamental garantizar una aplicación completa de ambos componentes para garantizar la calidad del producto final.

¿Cómo se coloca un tratamiento superficial?

Las técnicas de construcción y extendido para estos dobles tratamientos pueden variar en función de diversos factores; principalmente en países en desarrollo y zonas remotas, que es donde más atractivo se vuelven este tipo de soluciones, lo que determina la forma de aplicación es la tecnología disponible y la accesibilidad de la misma a la zona de las obras, que asimismo definen la forma de ejecución de tratamientos, o bien el presupuesto, o la necesidad de realizar las obras de forma manual para generar inclusión social. En todo caso, los tratamientos superficiales pueden ser aplicados de diversas formas, desde lo más automatizado con equipos de riego sincronizado tipo Romanelli o Etnyre, hasta lo más manual con técnicas de mano de obra intensiva. Para conocer más sobre las diferentes técncias de aplicación, siga al video al final de este artículo.

Hay detalles a tener en cuenta a la hora de la ejecución de la obra para cubrir la estructura de pavimento. Un ítem fundamental, que muchas veces se obvia, es verificar que la superficie acondicionada esté, ya que debe estar limpia, barrida, libre de polvo, para garantizar la óptima adherencia del ligante a la estructura de pavimento a sellar. La superficie acondicionada es el primer paso para hacer cualquier tipo de tratamiento superficial. En caso de que la superficie tenga alto contenido de finos, se puede hacer una imprimación con emulsión lenta. Es importante considerar factores como la altura del camión, el tipo de camión distribuidor, o si va a ser una aplicación manual del ligante elegido, en fin, lo importante es controlar la rata de aplicación de ligante por m2. Asimismo, es importante controlar la gravilla sobre camión y su capacidad de fluir o bien, si va a aplicarse de forma manual, también debe ser controlado el espesor de la capa de áridos para que no quede muy gruesa (desprendimiento) ni muy delgada (sangrado). Cada equipo debe ser analizado, el funcionamiento del equipo a utilizar debe ser controlado desde el conductor del camión o el operador del imprimador, todo debe estar bajo control para garantizar que el resultado sea un pavimento viable y duradero. 

Independientemente de la forma de ejecución de esta pavimento bituminoso, lo primero es realizar un diseño de pavimento que garantice el óptimo desempeño del mismo, así como su durabilidad. Algunos de los elementos a considerar para el diseño son el ligante elegido, la forma de aplicaciones de materiales (equipos a usar), los equipos disponibles para la distribución del material, sea con un equipo convencional, de alta tecnología o manual, el tráfico de la vía, el tipo material a pavimentar. El diseño del tratamiento superficial o diseño de pavimento también debe tener en cuenta el tamaño mínimo promedio de los áridos a utilizar, este es el factor que define principalmente la cantidad de ligante prevista por m2 de tal forma que sea posible a los áridos, mancharlos de ligante lo suficiente como para que su adherencia sea óptima (2/3 de su altura aproximadamente). Al fin del diseño de pavimento, se establece la aplicación de asfalto por m2 o unidad de área para cada capa subyacente de tal forma que resulte un pavimento viable. 

Es importante que los áridos a utilizar cumplan con una serie de características de desgaste, tamaño (homogeneidad) y además, en su forma (caras fracturadas). Es importante tener especial atención con la dosificación de emulsión ya que muy poca puede traducirse en el desprendimiento de los áridos de la rodadura y un exceso de emulsión puede resultar en el sangrado de la superficie.

Se recomienda la consulta en manuales como Chipsealing in New Zealand (Transit New Zealand) o Low Volume Road Design Engineering (Robert Douglas), Minessota Seal Coat Handbook, para tal fin.

En comparación con las estructuras de pavimento asfáltico, un TSD tiende a tener un mejor comportamiento estructural en las vías de hasta 1.000.000 de ejes equivalentes (ESAL). Las mezclas asfálticas en caliente tienden a presentar deformaciones por tracción y fatiga, que se presenta en patologías como el ahuellameinto, fisuramiento, entre otros, producto de su mismo espesor y su forma de funcionar, mientras los Tratamientos Superficiales Dobles (TSD) están gobernados por deformaciones y esfuerzos a compresión, dada su conformación, espesor y forma de funcionamiento. Convirtiéndose, por lo anterior, las soluciones de rodadura en TSD una alternativa viable económica y técnicamente para la gran mayoría de las vías sin pavimentar, en especial las vías de bajos y medios volúmenes de tránsito.

Tratamiento Superficial Triple (TST)

El Tratamiento Superficial Triple (TST) consta de un Tratamiento Superficial Doble (TSD) pero encima se adiciona una última capa de emulsión (idealmente modificada o mejorada con polímeros) a una dosificación más baja para evitar el sangrado, seguida de una capa de arena gruesa o arenón, inclusive mezclada con triturado de <4mm, y así es posible obtener una tercera capa, un mejor curado y una mejor matriz con menos vacíos; en esencia, se busca una tercera capa de emulsión que refuerce la última capa de gravilla y que además, llene sus vacíos para mejorar la matriz y asimismo el módulo de la rodadura.

Micropavimento

Los micropavimentos consisten en una mezcla entre emulsión asfáltica de rotura controlada, idealmente modificada o mejorada con polímeros, junto con áridos de determinado tamaño y un filler, tal como polvo de roca, cal y/o cemento. Las emulsiones pueden ser mejoradas con polímeros tales como látex, estireno u otros aditivos de naturaleza acrílica, en función de los requerimientos técnicos del pavimento. Este tipo de soluciones también son conocidas como Micro-Surfacing, o micro-superficies, donde también pueden ser usadas sobre pavimentos convencionales para extender su vida útil. Es importante analizar el tipo de tecnología en asfaltos que mejor se adapte a las necesidades viales de cada proyecto.