Asfaltos Espumados

Probablemente sea verdad decir que el asfalto espumado no es un invento. Cualquier asfalto caliente en contacto con el agua, formará espuma y su volumen aumentará rápidamente. Para muchos, esta situación no es deseada y en tales casos se utilizan agentes anti-espumantes (siliconas), para prevenir que esto ocurra.

No obstante, en 1956, el Dr. Ladis H. Csanyi, profesor de la Estación Experimental de Ingeniería de la Universidad del Estado de Iowa, USA, vio la posibilidad de usar el asfalto espumado (o espuma de asfalto) en la estabilización de suelos. Espumar el asfalto reduce su viscosidad considerablemente y aumenta sus propiedades adherentes haciéndolo apto para mezclar con agregados fríos y húmedos.

Ninguna reacción química está involucrada; únicamente las propiedades físicas del asfalto son temporaria mente alteradas. Cuando el agua fría entra en contacto con el asfalto caliente, se convierte en vapor, el cual es atrapado por miles de diminutas burbujas de asfalto.

Sin embargo, este no es un estado permanente: después de algunos minutos, el asfalto retoma sus propiedades originales. El asfalto espumado se caracteriza en términos de relación de expansión de escasa vida. La relación de expansión de una espuma se define como la relación entre el máximo volumen alcanzado por la espuma contra su volumen original. El período (o intervalo de tiempo) es el lapso transcurrido desde el momento que la espuma alcanza su máximo volumen contra el tiempo en que baja a la mitad de ese volumen.

El primer informe sobre el use del asfalto espumado es de 1957 en un camino de Iowa. Varias otras aplicaciones de campo incluyeron proyectos en Arizona (1960) y en Nipawin, Canadá (1960-62). Cabe mencionar que el proyecto original consistió en inyectar vapor a alta presión, con temperatura y presión controladas, sobre un cemento asfáltico calentado. Esto requería un equipo especial en el lugar de trabajo, tal como una caldera, lo que no resultaba muy práctico.

En 1968, Mobil oil Australia modificó el procedimiento original, agregando agua fría en lugar de vapor, en una corriente de asfalto caliente con un sistema de baja presión. Esto hizo el proceso mucho más práctico y económico. La espuma se formaba dentro de una cámara de expansión luego de lo cual era dispersada a través de una serie de picos sobre el conjunto de los agregados. Sin embargo, los picos eran propensos a obstruirse y el fabricante no pudo controlar las características de la espuma.

El asfalto espumado puede utilizarse con una variedad de materiales, sean nuevos, reciclados y aún marginales, tal como aquellos que tienen un alto índice de plasticidad. El asfalto espumado puede ser aplicado por dos medios, en sitio o en planta móvil central.
El proceso, que se realiza en la cámara mezcladora de la máquina de estabilización, incluye la expansión del asfalto líquido caliente y el subsiguiente mezclado con el material del camino pulverizado durante el proceso de recuperación. Se sostiene que este proceso economiza energía y asfalto sobre otras técnicas de estabilización.

Esto se debe al hecho que cuando una menor cantidad de agua se inyecta en asfalto líquido caliente, se produce una significativa expansión creando una delgada película de asfalto con aproximadamente diez veces más potencia¡ de cobertura que el asfalto en su estado líquido. El asfalto expandido produce un recubrimiento más completo del material pulverizado en todo el espesor de la operación.

El proceso de expansión del asfalto tiene lugar en una unidad reactor del Rotomixer CMI en la cual es inyectada una cantidad limitada de agua en el asfalto caliente vaporizándolo, lo cual produce una expansión del asfalto en películas delgadas.
Un microprocesador, equipado a bordo con un palpador estándar, controla el flujo del asfalto expandido, sincronizado con el avance de la máquina y la profundidad del corte, cumplimentando las especificaciones del proyecto de la mezcla.

El flujo puede ser dirigido por una o todas las cuatro secciones de la barra de distribución del asfalto expandido, dependiendo del ancho en el cual la máquina está trabajando. CMI opina que el proceso de estabilización y recuperación con asfalto expandido ha probado ser muy exitoso, teniendo un gran futuro para desarrollarse rápidamente en el sector vial de los Estados Unidos.
Una compañía canadiense, Soter, especializada en el asfalto espumado, ha desarrollado un sistema adaptable al Caterpillar estándar RR-250.

Soter's Foamstab (una sigla de estabilización con asfalto espumado) es un método de reciclado en todo espesor (fulldepth) que hace uso del asfalto espumado. El proceso Foamstab es muy similar a la estabilización bituminosa, pero el tiempo de curado es mucho menor al utilizar el asfalto espumado como ligante. En un típico proyecto Foamstab, el camino es primeramente escarificado hasta obtener un tamaño granular uniforme del material, utilizando un recuperador tal como el Caterpillar RR-250 ó RR-350.

Los espesores de la escarificación dependen principalmente del grosor del pavimento existente o del espesor de la estabilización requerida. Típicamente el espesor podría ser de 250 a 300 mm. Para hacer lugar al nuevo recapado, cuando el perfil existente debe ser respetado, el exceso de material es retirado. El material es entonces perfilado, compactado al nivel correspondiente, tomando las muestras para los ensayos de laboratorio. Estos ensayos permitirán determinar la cantidad óptima de asfalto espumado a incorporar durante la estabilización.

Para esta fase, se puede usar una Caterpillar RR-250 equipada con un sistema Soter's, el cual es uno de los más utilizados en el proceso con asfalto espumado. Durante la estabilización, el material es mezclado en sitio y la inyección del asfalto espumado se hace directamente en la cámara de mezclado. El espesor de la estabilización depende del proyecto, pero debe mencionarse que es posible alcanzar espesores de hasta 300 mm, dado que prácticamente no existe curado.

Para el ojo inexperto, el material estabilizado con espuma parece no contener ningún betún, pero cuando el material es compactado, la superficie se va sellando y obscureciendo. A diferencia de los asfaltos emulsionados, el material sólo necesita uno o dos días de curado, después de lo cual puede colocarse la capa asfáltica superficial. El método Soter se ha usado en unos 3 millones de metros cuadrados de caminos, bulevares y autopistas de Montreal, Québec. Actualmente se utiliza en Japón, Alemania, Inglaterra, África, México, Australia y Estados Unidos.

Traducido de "Foamed Asphalt takes hold", World Highways, Abri12001

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