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Patología en firmes: errores en el diseño y en la fabricación de la mezcla bituminosa

En este post recogemos algunas de las patologías más comunes en firmes flexibles, provocadas por errores en el diseño y en la fabricación de la mezcla bituminosa.
 
FALLOS EN EL DISEÑO DE FIRME

El firme forma parte de un proyecto de carretera para la construcción de la cual realizan una explanación. Uno de los principales errores de diseño que pueden darse en un firme es la no proyección de un drenaje adecuado para la plataforma. Un drenaje inadecuado supone el humedecimiento excesivo de la explanada esta pierde rigidez y aumenta su deformación, provocando la rotura del firme.

Como recomendaciones en el diseño de un firme para evitar problemas de drenaje, destacan:

Drenaje de las capas del firme y elementos que conforman la plataforma de la carretera:

  • Se debe tratar de evitar la penetración de agua superficial por infiltración a través de calzada, arcenes, bermas, medianas y elementos singulares, para impedir que aumente la humedad de las capas del firme.
  • Es preceptivo el tratamiento de medianas, bermas y eventuales arcenes sin pavimentar, al objeto de impedir, o al menos disminuir en lo posible, la infiltración de agua por ellos.
  • Debe facilitarse la evacuación del agua que, por cualquier circunstancia, se hubiera podido infiltrar. Sobre todo hay que estudiar la evacuación lateral del agua infiltrada evitando que se obstaculice debido a capas impermeable o pendientes en la explanación incorrectas.  

Drenaje de las explanaciones:

  • Las explanaciones deben estar protegidas de aportes de aguas subterráneas.
  • La explanada debe estar a la mayor distancia posible del nivel freático.

 

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Sección tipo de un firme con impermeabilización y drenaje adecuados.

Fuente:  Orden Circular OC 17/2003 de Recomendaciones para el Proyecto y Construcción del Drenaje Subterráneo en Obras de Carretera



FALLOS EN LA FABRICACIÓN DE LA MEZCLA

Otro de las principales fuentes de problemas de vida en los firmes son debidos a los fallos en la fabricación de la mezcla bituminosa. Hoy en día no es normal que se produzcan fallos este tipo de errores porque las plantas están automatizadas y toda la dosificación se hace por pesaje. La temperatura está controlada y cualquier fallo que se produzca en alguno de los sistemas cuenta con su alarma y por tanto el operador lo conoce en cuanto se produce pudiendo parar la planta y desechar la mezcla fabricada en ese momento. El momento más crítico de una planta es en su arranque ya que la planta necesita alcanzar la temperatura de funcionamiento.

Una mezcla fabricada a menor temperatura de la necesaria provoca que la mezcla no se forme bien y que los áridos no queden bien envueltos. Los excesos de temperatura, por el contrario, queman el betún y provocan además de una falta de adhesividad o el escurrimiento del betún lo que en una mezcla discontinua o porosa tiene fatales consecuencias, provocando la desintegración de la mezcla poco después de ser colocada.

 

FIRMES2

Fallo en mezcla discontinua por exceso temperatura de fabricación.

 

Respecto a fallos en los áridos o en el betún, se ha constatado que normalmente en los áridos no suelen haber fallos debido a que se lleva un control bastante exhaustivo sobre los acopios y por lo tanto no puede haber fallos en la uniformidad o en la calidad de los mismos. Sin embargo los fallos del betún son mucho más difíciles de detectar ya que ocurren al cabo de mucho tiempo y se pueden achacar a otras causas. Los deterioros más frecuentes producidos por los betunes asfálticos son los siguientes:  

  • Deformaciones: las deformaciones que se manifiestan en las mezclas bituminosas en forma de roderas, cordón longitudinal, arrollamientos, ondulaciones transversales próximas, huellas, etc. son debidas a mezclas inestables con escasa resistencia a las deformaciones plásticas, que pueden ser causadas por el empleo de un betún inadecuado de baja consistencia o muy susceptible a la temperatura, así como a un exceso de ligante en la mezcla bituminosa.  
  • Fisuraciones: las fisuraciones por fatiga en piel de cocodrilo se producen generalmente por falta de capacidad portante del firme, pero es conocido que las mezclas muy rígidas, fabricadas con betunes duros y en bajos contenidos, proporcionan mezclas con baja resistencia a la fatiga.

 

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Piel de cocodrilo en firme

 

Igualmente ocurre con las grietas transversales producidas por retracción térmica de las capas tratadas con cemento, en las que las fisuras se transmiten rápidamente a través de estas mezclas rígidas.  

  • Desprendimientos: los deterioros que se manifiestan con pérdida de áridos como las descarnaduras o los fallos de envuelta son consecuencia de una falta de adhesividad del ligante al árido, bien por el empleo de un betún parafínico con baja cantidad de compuestos polares, o porque sea excesivamente duro, se haya envejecido, o dosificado en defecto. También puede producirse por un excesivo escurrimiento del betún en mezclas discontinuas o drenantes por mala elección del betún o por sobrecalentamiento del mismo.  
  • Exudaciones: Las exudaciones de ligante se producen generalmente por dosificar las mezclas bituminosas con elevados contenidos de betún y/o por el empleo de betunes de baja viscosidad.

 

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