GEOMALLAS DE REFUERZO DE FIRMES ASFÁLTICOS

HaTelit® es una geomalla flexible para refuerzo de asfaltos fabricada por la empresa HUESKER, S.A. que se utiliza para evitar la aparición de grietas de reflexión. Desde hace más de 25 años, la experiencia ha demostrado la eficacia de esta geomalla de refuerzo para las capas de firme. Su función consiste en aumentar la resistencia a tracción de la capa de firme y en garantizar, bajo una carga vertical, la distribución uniforme de los esfuerzos horizontales en una mayor superficie. Una carretera reforzada con HaTelit® permanecerá sin grietas muchos años

¿PORQUÉ SE FISURAN LAS CARRETERAS?

Las sobrecargas que actúan sobre los firmes de carretera provocan la aparición de grietas que no son deseables por diversas razones. Estas irregularidades en la capa de rodadura originan un deterioro prematuro de las suspensiones de los vehículos. La disminución del nivel de confort de los ocupantes, la reducción de la estabilidad en las curvas y el desgaste acelerado de las capas exteriores de los neumáticos son otras razones. Asimismo, la penetración del agua de lluvia y nieve a través de estas fisuras supone una pérdida progresiva de las propiedades del firme.

La aparición de estas fisuras iniciales se ve favorecida por asientos diferenciales en el terraplén, hinchamiento de arcillas en capas inferiores sensibles a la variación de humedad o incluso por diferencias térmicas superficiales del propio pavimento, entre otras posibles causas.

Los problemas de conservación comienzan cuando las fisuras que presentan las capas inferiores, aparecen en las capas superiores.

Cuando una rueda circula sobre una grieta existente en un firme inferior, se genera un esfuerzo cortante en la nueva capa de asfalto, encima de la grieta. La magnitud de este esfuerzo depende de los espesores de la nueva capa y de la capa de asfalto antigua, de la capacidad portante de las capas inferiores y de la uniformidad de los bordes de la grieta. Si este esfuerzo cortante se genera de manera continua debido a la carga repetitiva del tráfico, la resistencia se reduce. Finalmente, el asfalto se rompe y la grieta de reflexión aparece en la superficie.

Por otra parte, cuando se tiene una capa de asfalto sobre una base cementada, se producen movimientos horizontales de estas "losas" inferiores al dilatarse y contraerse debido a los cambios térmicos diarios o estacionales. Estos movimientos causan altas deformaciones en la capa de asfalto superior, en el lugar donde coincide con las juntas de la losa de hormigón inferior. Se produce la aparición de las grietas de reflexión.

¿SE PUEDE EVITAR LA FISURACIÓN DE LOS FIRMES ASFÁLTICOS?

Se sabe que la colocación de una nueva capa asfáltica de refuerzo sobre la carretera fisurada, tras sellar las fisuras por puenteo, es una actuación poco eficaz. Las fisuras se reflejarán en el firme al cabo de pocos años.

La solución consiste en utilizar elementos o sistemas que dificulten el proceso de reflejo de las fisuras.

Dentro del grupo de los geosintéticos aplicables a obra civil existen las denominadas geomallas. Las geomallas son materiales sintéticos que conforman un reticulado ortogonal y cuya principal función es la de actuar como "armadura" del medio donde se instalan, normalmente en suelos y en pavimentos.

Un caso particular corresponde a las geomallas para refuerzo de capas de asfalto, cuya finalidad es la de reforzar las capas bituminosas para incrementar su resistencia a fatiga, retardando de manera notable la aparición de fisuras reflejas.

Una geomalla de refuerzo satisface dos importantes funciones en el firme:

mejorar la respuesta de las capas asfálticas, al "absorber" los esfuerzos de tracción horizontal de larga duración generados

asegurar la distribución de los esfuerzos en una mayor superficie. Se reducen los esfuerzos punta y el riesgo de sobrecarga asociada.

Para comprender su funcionamiento debe recordarse que las capas asfálticas sólo presentan una elevada resistencia cuando son sometidas a tensiones de corta duración, fundamentalmente debido a la viscosidad y la cohesión del aglomerante, así como la fricción de su estructura mineral. Pero a causa de esa misma plasticidad viscosa que el asfalto manifiesta frente a este tipo de cargas, su capacidad de distribución de tensiones es reducida y su estabilidad moderada frente a los esfuerzos de tracción de larga duración.

El crecimiento de una fisura en un firme depende del número de ciclos de carga a los que está sometido, de la magnitud de las cargas y de las propiedades mecánicas del asfalto.

Con una geomalla de refuerzo se mejoran las propiedades mecánicas del asfalto y se reduce la velocidad de creación de una fisura.

DESCRIPCIÓN DE LAS GEOMALLAS DE REFUERZO

Las geomallas más eficientes para refuerzo de firmes son las de tipo tejido, constituidas por multifilamentos continuos de poliéster, entrecruzados entre sí formando una trama abierta, plana y regular, recubiertos para este uso específico por material bituminoso.

Las geomallas de refuerzo HaTelit® están recubiertas por un material bituminoso para garantizar su adherencia a las capas de firme. Además, la estructura de malla tiene un área abierta de al menos un 75% de su superficie. Esta adherencia permite que la geomalla de refuerzo absorba y distribuya las tensiones que se generan.

Sus principales ventajas son:

su gran flexibilidad facilita su extensión sobre el pavimento sin peligro de tensiones parásitas que las tienda a "auto-enrollar"

su espesor homogéneo permite un apoyo continuo sobre la emulsión y con ello una mayor adherencia entre la nueva capa y el pavimento existente.

su estabilidad dimensional permite que las solicitaciones térmicas no la deformen sus propiedades mecánicas son compatibles con la del asfalto su adherencia con las mezclas asfálticas es óptima su gran resistencia a la fatiga permite mantener sus propiedades mecánicas originales bajo la

acción de cargas cíclicas su escasa fluencia permite que sus deformaciones bajo carga constante y su resistencia se

mantengan invariables en el tiempo.

Estas propiedades las diferencian de otros tipos de geomallas:

las geomallas de polietileno o polipropileno sufren los efectos negativos de las altas temperaturas del asfalto (el punto de fusión de estos polímeros es inferior a la temperatura de puesta en obra del asfalto).

Otras geomallas de poliéster utilizadas en España no presentan un recubrimiento bituminoso y la adherencia con el asfalto es escasa y muy peligrosa.

Las geomallas de fibra de vidrio tienen un módulo elástico muy superior al del asfalto, con lo que las deformaciones de ambos materiales son muy diferentes y por ello, la adherencia entre ellos es muy baja. Las geomallas de fibra de vidrio muestran un pésimo comportamiento ante las cargas dinámicas generadas por el tráfico.

RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO Y DE LA EXPERIENCIA

Mediante ensayos realizados en laboratorio se puede comparar el comportamiento de muestras de asfalto, con o sin refuerzo con geomalla. Todas las afirmaciones anteriores están basadas en ensayos de laboratorio y en observaciones realizadas en la práctica.

El organismo independiente holandés "Netherlands Pavements Consultants" ha realizado este ensayo y los resultados muestran que:

la carga de rotura de la muestra reforzada es un 50 % mayor que la de la muestra no reforzada la deformación en rotura de la muestra reforzada es un 65 % mayor

Es interesante observar que las muestras no reforzadas se rompen con una única grieta importante, mientras que la muestras reforzadas presentan un conjunto de fisuras uniformemente distribuidas. Esta situación se debe a que el refuerzo distribuye las cargas.

Las propiedades mecánicas de las muestras sometidas a ensayo fueron primero determinadas en laboratorio. Se utilizó un programa de elementos finitos para determinar las curvas de diseño. En estas curvas de diseño se puede obtener directamente el número de ciclos de carga necesarios para que una fisura atraviese la nueva capa de asfalto.

De la comparación del comportamiento de capas de asfalto reforzadas y sin reforzar se deduce que la capa reforzada se puede cargar tres veces más, antes de que el asfalto rompa. La resistencia a tracción de las capas reforzadas es mayor. Esto confirma la experiencia obtenida en la práctica. Los intervalos entre reparaciones se pueden alargar utilizando una geomalla de refuerzo.

PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN DE LAS GEOMALLAS DE REFUERZO

La ejecución de una capa de asfalto reforzada se realiza de acuerdo con los procedimientos habituales: solamente deben tenerse en cuenta una serie de consideraciones adicionales.

Este tipo de geomalla se debe colocar siempre entre dos capas bituminosas. Una superficie no bituminosa (de hormigón, por ejemplo) debe recubrirse con una capa de regularización bituminosa. La superficie se debe regar de manera uniforme con una dosis mínima de 0,5 litros/m2 de una emulsión catiónica rápida con un 70 % de betún. Se debe permitir que la emulsión rompa antes de instalar el refuerzo.

El secreto de la correcta instalación se basa en una colocación de la geomalla de modo plano y sin arrugas. El solape longitudinal es de 25 cm y el solape transversal es de 15 cm. El espesor mínimo de la capa que cubre la geomalla es de 5 cm.

¿ES RENTABLE LA UTILIZACIÓN DE GEOMALLAS DE REFUERZO?

Durante años el gasto destinado a la reparación de las calzadas ha aumentado en todo el mundo. Las razones se hallan en la antigüedad creciente de las redes de carreteras y en el aumento del tráfico y de las cargas axiales permitidas. Por todo ello se buscan técnicas de reparación efectivas y de bajo coste.

El empleo de geomallas de refuerzo es un método efectivo y económico para evitar fisuras de reflexión. Después de más de 25 años de experiencia, se demuestra que los firmes reforzados perduran tres veces más y por lo tanto se reduce la frecuencia de las reparaciones y con ello se reducen de manera espectacular los gastos de conservación.