ENSAYO RIEDEL WEBER PARA DETERMINAR LA ADHESIVIDAD ENTRE EL LIGANTE ASFÁLTICO Y EL ÁRIDO FINO, Se debe seguir utilizando………..?

ENSAYO RIEDEL WEBER PARA DETERMINAR LA  ADHESIVIDAD ENTRE  EL  LIGANTE ASFÁLTICO  Y  EL  ÁRIDO  FINO, Se debe seguir utilizando………..?

M.Sc. Ing. Néstor W. Huamán Guerrero (*)

1.0  INTRODUCCIÓN

Como bien se sabe a la fecha las normas peruanas siguen  considerando la utilización del Ensayo Riedel y Weber para determinar la adherencia entre el ligante asfáltico y el agregado fino como materiales conformantes de una mezcla asfáltica (MTC E 220); lo cual para el autor del presente artículo es absoluto y no recomendable en vista que se trata de un ensayo demasiado antiguo y de muy poca credibilidad en sus resultados por ser hasta de tipo subjetivo.

2.0 ANTECEDENTES DE ENSAYO

Riedel y Weber idearon un método que fue adoptado por  los alemanes (1,933) en la Norma DIM 1995. El ensayo consiste en mezclar el material bituminoso y el árido triturado. Se toman unos 0.5 grs. del aglomerado y se hierven en agua durante un minuto; si el aglomerante se separa del árido la adherencia entre éstos dos materiales es pobre, si no ocurre esto, se repite el ensayo sustituyendo el agua por 6 c.c. de solución de carbonato de sodio en concentraciones crecientes, utilizando cada vez una nueva porción del aglomerado. La adhesión se mide entonces por la concentración necesaria para producir la separación.

Equipo del Ensayo Riedel WeberEquipo del Ensayo Riedel Weber

Posteriormente, el propio Riedel se volvió a ocupar de estas pruebas y Geissler realizó una serie de ensayos destinados a comprobar la validez del método. Vetlesen ha dado más tarde una vista de conjunto muy interesante sobre todos estos ensayos; de ellos se ha ocupado también Valton.

3.0 ESTUDIO DE LA PROBLEMÁTICA

Respecto al conocimiento de las fuerzas de COHESIÓN de un aglomerante bituminoso y de las de ADHESIÓN a un determinado material pétreo en particular o a un sólido tipo en general son datos de interés fundamental puesto que reflejan un fenómeno real que diariamente se verifica en el pavimento asfáltico; pero las condiciones en que haya de verificarse este ensayo pueden ser muy variables. Los resultados obtenidos dependen de la temperatura, la presión, la humedad y la velocidad con que se ejerce la fuerza que produce la separación o rotura del aglomerante bituminoso.

Además la adhesividad variará con el sólido elegido que puede ser metal o distintos tipos de piedra y con el grado de pulimento dado a la superficie. También influirá fuertemente y sobre todo tratándose de materiales pétreos su estado previo de humedad y las condiciones en que ha sido conservada la probeta en aire, agua o diversas soluciones alcalinas. Un ensayo en que si se tuvieran en cuenta todas estas variables darían una idea exacta con un valor comparativo seguro de la propiedades y ventajas de los distintos materiales bituminosos tanto para la pavimentación como para la preparación de impermeabilizantes, pegamentos, cementos asfálticos, pegamentos, etc.

El problema en realidad es muy complicado cuando el material bituminoso se pone en contacto con un sólido, se adhiere a él tanto mejor como mejor le bañe y cuando más estrechamente están ligadas las superficies límites de ambos medios. Intervendrán en el fenómeno como ya se ha anticipado muchas variables, pudiéndose determinar los efectos de algunas; pero la síntesis de todas ellas no es obvia y aunque lo fuese no podrá ser traducida a la práctica corriente.

Para dar una idea más concreta de la complejidad del fenómeno se debe meditar sobre la influencia que en él ejercerán los siguientes extremos, las tensiones superficiales de los dos cuerpos puestos en contacto, variables con la temperatura y la presión; la naturaleza química de cada uno de ellos de la que dependen las posibles reacciones químicas y los fenómenos de orientación molecular en la superficie de contacto; sus estados físico y fisicoquímico y en particular la rugosidad, la porosidad y la facultad de absorción; el comportamiento de ambos elementos o de su superficie de unión frente a otros líquidos o vapores, en especial el agua y las soluciones acuosas.

Habrá casos en que se medirá la cohesión (que se opone a la disgregación del aglomerante), esto es, se determinan las fuerzas atractivas que existen en sus constituyentes, átomos y moléculas. En otros casos se medirá, en cambio la adhesión (que se opone a la separación del aglomerante y el sólido); esto es se determinará la fuerza que se ejerce entre las moléculas de las dos sustancias puestas en contacto íntimo.

4.0   CONCEPCIÓN  ACTUAL  DEL MÉTODO

Actualmente este factor importante que definirá la vida del pavimento se evalúa con métodos cuyos resultados se dan en forma SUBJETIVA por lo que son insuficientes para tan determinante variable. El ensayo ASTM D-1664 es incierto porque, si se observan desprendimientos, no se puede saber si se deben a la acción del agua o a la poca afinidad árido – ligante. Asimismo el ensayo Riedel Weber no considera las condiciones reales de obra. También, como se sabe, estos ensayos se realizan por separado y no compatibilizan, no pudiendo evaluarse el comportamiento real de la mezcla en conjunto.

Existen otros Ensayos que se ajustan mejor a las condiciones de obra ya que cuantifican la adhesividad y permiten determinar la resistencia a la tracción de los especímenes, midiendo la pérdida de cohesión de una mezcla compactada como resultado de los efectos de saturación acelerada en agua. Estos ensayos miden el comportamiento de la mezcla en conjunto (árido fino, árido grueso y ligante). Tal es el caso del Ensayo “Lottman” que permite predecir la susceptibilidad de desprendimiento de las mezclas asfálticas y evaluar el efecto de los mejoradores de adherencia que se agregan al cemento asfáltico si fueran necesarios.

Equipo Lottman Modificado

Es normal considerar y exigir una serie de propiedades intrínsecas a los ligantes tales como viscosidad, cohesión y susceptibilidad térmica, a partir de las cuales se puede deducir su comportamiento mecánico. Sin embargo estas se tratan de propiedades relativas, ya que el mismo ligante presentará una buena o mala adhesividad según la morfología del árido. Existen experiencias que muestran que, en condiciones favorables de temperatura, limpieza del árido, buena granulometría, etc., se llega a obtener buen recubrimiento o “adhesividad activa”, pero que ante la lluvia y el tráfico el ligante es desplazado del árido, quedando éste limpio. Es decir que existe poca “resistencia al desplazamiento”, o bien, mala adhesividad pasiva”.

Estos ensayos se orientan a dos objetivos: Primero identifica si una combinación de ligante asfáltico y agregado es susceptible a la acción del agua y luego evalúa la adhesividad y efectividad de los aditivos anti-desprendimiento o mejoradores de adherencia.

5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Se verifica que existe el Ensayo ASTM D4867/M-04 “Efecto de la Humedad en Mezclas Asfálticas para Pavimentación de Concreto Asfáltico”; así como el Ensayo Lottman Modificado que corresponde al Método AASHTO T283 y al ASTM D4123, el mismo que permite la aplicación de una carga de tensión indirecta y que debe realizarse con Mordazas “Lottman”.

5.2 Para una mejor concepción del comportamiento Asfalto vs. Agregado Fino se recomienda tomar en consideración la realización del Ensayo ASTM D4867/M-04; más aún teniendo en cuenta que en la mayoría de países con tecnologías más avanzadas ya no se utiliza el Ensayo  Riedel Weber por las razones expuestas.

5.3 Con el Ensayo ASTM D4867/M-04 se está asegurando la buena adhesión entre el asfalto y el agregado en general el que debe cumplir con el mínimo recomendado por el ensayo; por lo tanto en ese caso la mezcla asfáltica no requiere la adición de   mejoradores de adherencia.

5.4 Se debe tener máximo cuidado para evitar el envejecimiento prematuro del asfalto ya que pierde adhesividad al volatizarse los componentes aceitosos del mismo o por absorción de los áridos porosos. Este envejecimiento empieza durante el proceso de elaboración de la Mezcla asfáltica en planta al elevársele a altas temperaturas y continúa durante el transporte, colocación y compactación de la misma en obra.

5.5 Para zona de Costa, al no presentar temperaturas de congelamiento no sería recomendable el Método AASHTO T283 que también mide la cohesión

REFERENCIAS  BIBLIOGRÁFICAS

1.- Riedel, W. y H. Weber: Asph. and Teer,

2.- Riedel, W.: Asph. Und Teer,

3.- Geissler, W,: Bitumen.4.- Vetlesen, E. Van: Meddeker fra Veindirektoren. Oslo

5.- Valton, P.A.: Highways and Bridges.

6.- Ponencias CILAS: Quito  2003, Costa Rica 2005, Cuba 2007. Diferentes autores sobre trabajos
de investigación, referidos al tema de la adhesión Ligante Asfáltico vs. Agregado en general.

(*) Maestro en Ciencias con Mención en Ingeniería de Transportes,  Magister en Investigación y Docencia Universitaria, Experto en Consultorías de Obras Viales, evaluación de pavimentos asfálticos,  Arbitro y Perito en Controversias de Obras Viales.

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