Efecto de la colocación de la mezcla asfáltica bajo lluvia

 Escrito por: Ing. Mauricio Salas Chaves.

Es bien conocido en el medio técnico que la colocación de mezcla asfáltica bajo condiciones lluviosas es una práctica prohibida. Sin embargo, existen puntos de vista diversos en los que se asegura que esta “práctica” no necesariamente afecta la obra.

Es importante conocer que, para la colocación de mezcla asfáltica, se debe realizar inicialmente lo que se conoce como un riego de liga, cuyo objetivo es adherir la capa nueva de rodamiento o intermedia, a la capa existente. Aunque se debe mencionar que existen excepciones donde no se requiere usar el riego de liga, por ejemplo, para adherir una capa sobre otra capa asfáltica recién colocada (colocada en menos de 24 horas y sin contaminación en la superficie).

El riego de liga consiste en la aplicación de emulsión asfáltica, la cual, en términos generales, está compuesta por asfalto, agua y un agente emulsificante. El asfalto residual es el que da el aporte de adhesividad entre las capas. El agua es un elemento que ayuda a que el material presente mayor fluidez, sea más sencillo de aplicar en la superficie y ayuda a que no se tenga que aplicar a altas temperaturas, reduciendo emisiones al ambiente y minimizando la afectación de temperaturas altas en las propiedades favorables del asfalto, necesarias en el papel que cumple en el desempeño de una estructura de pavimento. Generalmente, se coloca aproximadamente entre 50°C y 70°C, dependiendo de la emulsión utilizada, y se debe esperar a que el agua y el asfalto se separen y posteriormente que el agua se evapore, de manera que quede en la superficie el asfalto residual para realizar la función de adherir la nueva capa asfáltica. 

El proceso descrito anteriormente es lo que se conoce como el rompimiento de la emulsión asfáltica. Si la emulsión no se aplica adecuadamente y no se le da el tiempo necesario para que rompa, no se puede esperar que adhiera eficientemente la capa colocada, por lo que podría provocar que la capa nueva se comporte como una capa individual y posiblemente tenga deterioros con mayor rapidez que si actuara adherida a todo el paquete estructural. El tiempo de rompimiento de la emulsión asfáltica depende directamente de las condiciones ambientales donde en condiciones frías sería mayor que en condiciones soleadas.

Aquí es donde podemos entender la afectación inicial que se presenta en la colocación de mezcla asfáltica en presencia de lluvia. El agua de lluvia afecta directamente la temperatura de la emulsión, lo que impide que se desarrolle regularmente el proceso de rompimiento y en consecuencia la emulsión no va a adherir eficientemente. Por otro lado, se afecta la cantidad de agua en la emulsión lo que puede afectar, además del proceso de rompimiento, que se escurra el material hacia las orillas y, en casos más críticos de pendientes longitudinales, hacia las zonas más bajas. En consecuencia, la dosificación de emulsión aplicada en la superficie, definida para asegurar la adherencia necesaria entre capas, se ve disminuida.

En un estudio de la Universidad de Chile (Álvarez, 2007), se determinó que la adherencia entre capas se ve afectada por agentes contaminantes como agua durante el proceso constructivo del riego de liga.  Según el estudio el agua presente en la superficie con residuo asfáltico reduce la resistencia en valores cercanos al 50%.

Ahora bien, debemos entender las condiciones en las que se debe colocar una mezcla asfáltica. Este material es compuesto por agregado (piedra, arena, polvo) y asfalto (para el caso de mezclas asfálticas convencionales). Nuevamente, el asfalto cumple aquí una labor de adhesividad entre las partículas, pero además le da a la mezcla asfáltica una característica flexible a la capa colocada, además de una característica de impermeabilidad a la estructura del pavimento. Este material se produce a temperaturas altas de aproximadamente 150°C a 165°C, estas temperaturas son necesarias para garantizar una mezcla eficiente de los materiales, siendo que el asfalto se comporta con una fluidez apta para tal objetivo; temperaturas mayores podrían provocar que el asfalto pierda sus propiedades reológicas, se vuelva más rígido y no aporte las características deseadas en la mezcla asfáltica.

Al colocar este material en una superficie, a temperaturas cercanas a 140°C se comporta con buena trabajabilidad por lo que es fácil extenderlo y realizar ciertos acabados. Sin embargo, al ir perdiendo temperatura por efecto del enfriamiento por el viento y por tener mayor superficie expuesta al ambiente, el material se va endureciendo, dificultando cada vez más su manipulación. 

Luego de colocada la mezcla asfáltica sobre el riego de liga, el material debe densificarse para darle una propiedad básica de capacidad de soporte en un pavimento (de igual forma que se le debe aportar densificación a un material granular en una superficie de ruedo para que tenga capacidad de soportar el paso de vehículos). Para garantizar un adecuado grado de compactación en la mezcla asfáltica es importante asegurar un buen proceso constructivo con la maquinaria adecuada, pero principalmente debe cumplir una temperatura apta para tal objetivo, de forma que no se encuentre muy caliente como para que la mezcla se desplace al pasar el compactador sobre ella, ni que se encuentre tan fría y endurecida y no se logre compactar con el peso y la vibración de la maquinaria, o en otras palabras, no se logre reducir la cantidad de vacíos y consecuentemente la mezcla no se pueda desempeñar satisfactoriamente ante el paso de cargas sobre ella.

De acuerdo con esto y tomando en cuenta condiciones lluviosas, la mezcla asfáltica extendida (mayor superficie expuesta), se enfriaría aceleradamente, lo que afectaría el proceso de compactación suficiente para garantizar una densificación necesaria para que la mezcla se comporte tal y como para lo que fue diseñada.

Por otra parte, es importante recordar que el desempeño de la mezcla asfáltica depende mucho de la adherencia entre las partículas que la conforman, la cual es proveída por el asfalto dosificado. Este recubre la superficie expuesta de cada partícula, impermeabilizándolas y a la vez adhiriéndolas entre ellas en estado caliente hasta que la mezcla sea compactada de forma suficiente, formando capas intermedias de la estructura o la capa de ruedo. Siendo que la mezcla asfáltica es extendida en la superficie antes de su compactación y en esta etapa se presentara lluvia, el agua ingresaría dentro de la mezcla asfáltica, y además que la enfriaría rápidamente, afectaría la adherencia entre partículas y promovería de manera acelerada desprendimientos de cada una de ellas en la vida de servicio del pavimento debido a lo que se conoce como daño por humedad, generando un proceso continuo de deterioro en la superficie, culminando en posibles huecos y posteriormente deformaciones de capas subyacentes saturadas provocadas por entrada de agua hacia la estructura, llegando algunas veces a condiciones críticas donde es necesario la reconstrucción del pavimento. Aun cuando se logrará compactar suficientemente la capa asfáltica en condiciones lluviosas, la presencia de agua dentro de la mezcla podría generar deterioros de daño por humedad.

Cabe destacar que un proceso de deterioro de una capa de ruedo conformada por mezcla asfáltica colocada en condiciones irregulares, no necesariamente se evidenciaría de forma inmediata. Normalmente, estos procesos de deterioro toman cierto tiempo para su desarrollo, dependiendo de las cargas existentes y de la condición climática de la zona. Sin embargo, lo importante de considerar es que un proceso constructivo deficiente acortaría la vida útil de una obra, obligando a invertir mayor cantidad de dinero en mantenimiento de la vía o en su reconstrucción, además de generar mayor costo de operación a los usuarios (desgaste de vehículos, demoras, etc.)

 Colocar mezcla asfáltica bajo lluvia es una de estas condiciones irregulares, en donde las consecuencias pueden no ser perceptibles a la vista de forma inmediata pero definitivamente se corre el riesgo de que lo que podría permanecer en perfecto estado durante un periodo esperado de acuerdo a su diseño, reduzca considerablemente su durabilidad, por lo que deberá repararse inmediatamente con el fin de evitar deterioros mayores, posiblemente luego de que sea tarde para poder determinar responsabilidades por deficiencias en los procesos constructivos.

El costo de producir un material de alta calidad como lo podría ser una mezcla asfáltica fabricada con altos estándares, se puede ver afectado significativamente si no se cumplen las condiciones óptimas para colocarla.

La interrogante que se plantea luego de conocer lo expuesto es, ¿a quién se le traslada este costo y el riesgo de que el desempeño sea deficiente?