Aditivos polifuncionales para AMP

Aditivos polifuncionales para AMP

Por:  Ing. Loretta Venturini, Director Técnico – Jefe de laboratorio Iterchimica s.r.l., Italia

          Ing. Lorenzo Sangalli, Técnico del laboratorio Iterchimica s.r.l., Italy 

          Sr. Alessandro Giannattasio, Vicepresidente Iterchimica s.r.l., Italy

Durante los últimos cincuenta años, las infraestructuras y vías de comunicación han experimentado un crecimiento sin precedentes. Muchas de estas rutas se han utilizado durante más de veinte años y han llegado al final de su ciclo de vida, por lo que necesitan frecuentes trabajos de mantenimiento con el fin de mantener un nivel aceptable de servicio. Por otra parte, a través de los años el volumen medio de los vehículos de motor ha aumentado constantemente. Las estructuras de los pavimentos sometidos a altos niveles de tráfico vehicular, el tránsito frecuente de vehículos pesados y la repetición de cargas considerables dan lugar a un proceso acelerado del deterioro. El Ahuellamiento y el agrietamiento por fatiga pueden ocurrir más rápidamente y severamente.

Algunas Universidades y las empresas más importantes en este sector se están desarrollando tecnologias innovadoras y materiales de alto rendimiento que pueden resolver este rápido deterioro, también teniendo en cuenta el concepto de sostenibilidad.

Por otra parte, en algunos grandes proyectos la importancia de tener un hormigón asfáltico de alto rendimiento tiene que ser combinada con la exigencia de reducir la temperatura de operación de plantas de asfalto y de reutilizar un recurso existente, como es el pavimento asfáltico reciclado (también conocido como RAP – Reclaimed Asphalt Pavement).

“Autostrade per l’Italia s.p.a.”, una de las empresas mas importantes que tienen la gestión de las autopistas italianas, pidió a “Iterchimica s.r.l.” encontrar una solución innovadora para la realización de una capa binder para autopistas con prestaciones mecánicas más altas, menor temperaturas de producción y de tendido de la pavimentación, con el uso de al menos el 40% de RAP, disminuyendo el impacto ambiental a través de toda la cadena de construcción del pavimento y reduciendo el costo total de la producción y de colocaciòn del 10%.

Normalmente en Italia, una capa binder de autopista se fabrica con áridos de buena calidad y betún modificado con polímeros (AMP). La solución para reducir el costo total fue la fabricación de una capa binder usando material fresado, betún virgen y aditivos innovadores para mejorar el rendimiento mecánico de la mezcla asfáltica final, para reducir la temperatura de producción, colocación y compactación y para rejuvenecer el material fresado utilizado.

Para esto se realizaron estudios en laboratorio para optimizar el proceso de producción en la planta, asi como el procedimiento de uso y, principalmente, para verificar las prestaciones mecánicas obtenidas por esta mezcla asfáltica innovadora. Posteriormente, se realizó una producción en la planta para llevar a cabo un ensayo en una sección de la autopista A4 cercana al municipio “Trezzo sull’Adda”. Al final de este proceso, el material fue probado por el Politécnico de Milano. Tomaron diversas muestras y probetas del sitio de trabajo y fueron probadas usando una maquinaria dinámica. El resultado final ha demostrado la alta calidad de la mezcla asfáltica fabricada usando estos aditivos innovadores a pesar del uso de una gran cantidad de RAP en el diseño de la mezcla del pavimento.

Después de esta experiencia, la tecnología PPS (Polymeric Polyfunctionl System) ha sido desarrollada para satisfacer otras necesidades en la construcción de pavimentos de carreteras. Por ejemplo, las componentes fibra y polímero se han combinado en un solo compuesto dise- ñado específicamente para dar mayor resistencia y durabilidad al pavimento de la carretera y ha sido aplicado con éxito en la producción de SMA (Splittmastix Asphalt) para capas de rodadura.

1.- Tecnología PPS (Polyfunctional Polymeric Systems)

La tecnología PPS consiste en un compuesto de fibras de diversa naturaleza, polímeros plastoméricos o elastoméricos, derivados parafínicos, componentes líquidos y otros aditivos (en función del tipo y el propósito del PPS). Se fabrican en gránulos para reducir cualquier posible problema de la dosificación.

Cada tipo de fibra seleccionada en el compuesto tiene un comportamiento específico:

  1. fibras tradicionales tienen una función espesante y estabilizadora de la mastic (filler + betún), son micro-fibras de celulosa;
  2. fibras de usos múltiples consisten en diferentes tipos de micro-fibras (celulosa, minerales y sintéticos). Además de las tradicionales, también tienen un efecto estructurante, garantizando una mayor resistencia a la fatiga y módulo complejo.

La tecnología PPS tiene la capacidad de actuar simultáneamente sobre varias propiedades, causando una modificación física y química en la mezcla bituminosa, actuando en particular sobre las características del betún (penetración, punto de reblandecimiento, viscosidad) y creando un refuerzo micro-estructural de la película del betún.

Los gránulos de PPS debe ser añadidos directamente en la mezcladora durante la producción de hormigón asfáltico, mediante el uso de un sistema de dosificación neumático. La introducción de los gránulos en el interior del mezclador debe ser realizado después de la descarga de los agregados y antes del betún, que debe ser introducido con un retardo de aproximadamente 10 segundos, para garantizar la homogeneidad del compuesto y la dispersión. La adición de estos aditivos directamente en la amasadora asegura la modificación de la mezcla bituminosa, sin un proceso de pre-mezcla en el betún. La dosificación puede variar de 0,20% a 0,60% en peso de agregados, en función de las características finales deseadas.

2.- Conclusiones

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el laboratorio, durante la producción preliminar en la planta y en la sección de prueba, si el PPS se aplica correctamente, esta tecnología logra un rendimiento superior comparado a un AMP. También permite obtener asfalto modificado con polímeros (AMP) con beneficios adicionales en términos de seguridad ambiental, económico y logístico.

Además, determinadas capas asfálticas como SMA pueden ser desarrolladas y mejoradas con aditivos específicos polifuncionales sin el uso de AMP. Este sistema permite resolver algunos problemas relacionados con la producción y el uso del betún modificado con grandes ventajas logísticas, sin perder las altas prestaciones normalmente conseguido utilizando AMP.

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