Stone Mastic Asphalt

TECNOLOGÍA DE PAVIMENTOS PARA EL NUEVO MILENIO

Desde 1968 los pavimentos SMA son usados con gran éxito en las rutas de elevado tránsito. Debido a su excelente performance, las autoridades viales de Alemania y otros países europeos han incorporado esta tecnología en sus Especificaciones Standard. Después de un estudio efectuado por una delegación vial de los Estados Unidos de Norteamérica en 1990 en varios países de Europa, se decidió efectuar tramos de ensayo SMA en 23 estados, especialmente en Maryland y Georgia. En los últimos años también en Asia el SMA es usado como el pavimento más apropiado. Países como China, Japón, Corea del Sur, Hong Kong, Taiwan y Filipinas los han adoptado. Australia y Nueva Zelanda se han sumado y utilizan la tecnología SMA. El objetivo de esta presentación es informar sobre la historia del SMA, sus características de performance, composición y aplicaciones.

* Altos volúmenes de tráfico
* Aumento de las cargas por eje
* Mayor presión de los neumáticos
* Estrictas regulaciones ambientales

COMPOSICIÓN DE SMA
Se caracteriza por su alto contenido en áridos gruesos y su distribución en un esqueleto de estructura controlada. Los vacíos de la matriz estructural están llenados por un mastic bituminoso de alta viscosidad. El elevado contenido de agregados – de por lo menos 70% - asegura un contacto perfecto entre las partículas después de la compactación. El grado de viscosidad del mastic se obtiene por el agregado de arena triturada.

Las mezclas de SMA tienen un contenido de asfalto entre 6.5 – 7.2%. El bitumen se mantiene estabilizado en la composición granulada de áridos durante el proceso de mezcla, almacenaje intermedio, transporte, pavimentación y compactación por el agregado de un aditivo en base a fibras celulósicas.

HISTORIA DEL STONE MASTIC ASPHALT

La mezcla SMA para pavimento fue desarrollada en Alemania a finales de los años 60. Se deseaba obtener un pavimento de máxima resistencia al desgaste y deterioro causado por los neumáticos de clavos en las rutas europeas. Una empresa de pavimentos, STRABAG, con la colaboración de J. Rettenmaier (líder en Tecnología de Fibras) desarrolló la mezcla SMA. Después de la prohibición del uso de neumáticos de clavos, se verificó que el pavimento SMA aseguraba pavimentos durables que exhibían una muy elevada resistencia al desgaste en las rutas de alto tránsito.

Como consecuencia de ello, en 1984 se normalizó el sistema SMA en Alemania. Luego comenzó a ser utilizado en otros países de Europa, Estados Unidos y Asia Pacífica. Muchos países han establecido sus propias normas para SMA, y la CEN (Comisión de Standards Europeos) está en proceso de fijar un norma europea estandarizada. Asimismo, en Estados Unidos, Australia, Nueva Zelanda, China, Corea del Sur, Taiwan y otros grandes países asiáticos, el SMA está ganando rápidamente la aceptación de las autoridades viales y la industria del asfalto.

CARACTERÍSTICAS DE PERFORMANCE DE SMA

Estabilidad en una mezcla de SMA: se obtiene por la fricción interna del esqueleto pétreo autoportante.

Buena estabilidad a elevadas temperaturas:La mezcla de SMA presenta un esqueleto pétreo de áridos de alta calidad que provee un incremento en la fricción interna y resistencia al corte dando así una estabilidad extremadamente elevada.

Buena flexibilidad a bajas temperaturas: SMA utiliza un mastic rico en mortero que ofrece propiedades superiores a las de un concreto denso en caliente en sus características de resistencia al fisuramiento térmico.

Elevada resistencia al desgaste: SMA tiene bajo contenido en vacíos de aire totales que le confiere impermeabilidad y le provee buena resistencia al envejecimiento, a la humedad y eleva la durabilidad.

Elevada capacidad adhesiva entre los agregados y el bitumen: Estas mezclas SMA tienen una gran cantidad de filler y asfalto, las fibras celulósicas se agregan como estabilizante. Ello se hace para absorber bitumen, espesar la película bituminosa y mejorar la adhesión bitumen / áridos.

ü Una mezcla que no tiende a separarse: Se obtiene una eficiente estabilización del mastic para evitar la separación de las partículas áridas gruesas.

ü Buena resistencia al deslizamiento: Debido a la profundidad de su textura superficial y al uso de áridos gruesos, se obtiene una excelente resistencia al deslizamiento.

ü Salpicado reducido: Debido a la profundidad de textura superficial hay menos salpicado de agua y, de noche, es menor el reflejo de la superficie y se mejora la visibilidad de las demarcaciones del camino.

ü Menos ruido de tráfico: SMA presenta generalmente disminución de ruidos debido a las propiedades de textura conseguidos.

Granulometría de las mezclas SMA
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Las mezclas de Stone Mastic Asphalt tienen un contenido en betún de entre 6,5% y 7,2%. El betún en esta mezcla discontinua es estabilizado durante el proceso de mezcla, el almacenaje intermedio, el transporte, la colocación y la compactación a través de la adición de fibras. El Stone Mastic Asphalt es reconocido por su:

* Alta estabilidad a la deformación
* Resistencia a la fatiga y al envejecimiento
* Drenaje lateral del agua
* Resistencia a los deslizamientos
* Reducción del ruido

La utilización de fibras celulósicas no modifica químicamente al bitumen pero interviene en las propiedades físicas permitiendo incrementar el contenido del mismo. Tiende a espesar o conferir una reología al bitumen evitando que el mismo drene de la mezcla previo a la compactación. Las fibras de celulosa pueden utilizarse en forma de “pellets”. El VIATOP de J. Rettenmaier & Söhne es una combinación de fibras con bitumen en forma de “pellets” que puede ser utilizado con facilidad y agregado durante la preparación de la mezcla. El contenido de fibra celulósica debe ser 0.3% en peso calculado sobre mezcla total (aprox. 0.5% de VIATOP que contiene 66% de fibra).

1. Agregados	Alta calidad de agregados triturados, arena triturada, filler mineral
Fracciones mm	0/11	0/8 S	0/8	0/5
< 0.09 mm % peso	9 – 13	10 – 13	8 – 13
>2.00 mm % peso	75 – 80		70 – 80	60 – 70
>5.00 mm % peso	60 – 70	>=55	45 – 70	<=10
>8.00 mm % peso	>=40	>=10	<=10	--
>11.2 mm % peso	<=10	--
Relación arena triturada / natural	1 : 0		>=1 : 1

2. Ligante
Grado de Bitumen	B65		B80
Cont. de Bitumen % peso	>=6.5	>=7.0		>=7.2

3. Aditivo estabilizador
Contenido de la mezcla % peso	0.3 – 1.5

4. Mezcla Espécimen Marshall
Temp. de compactación ºC	135 + - 5
Contenido espacios vacíos % peso	3.0 – 4.0		2.0 – 4.0

5. Superficie
Espesor cm	3.5 – 4.0	3.0 – 4.0	2.0 – 4.0	1.5 – 3.0
Peso Kg. / m²	85 – 100	70 – 100	45 – 100	35 – 75
Grado de compactación %	>=97
Contenido espacios vacíos % peso	<=6.0

USOS DE SMA

El SMA ha demostrado su superioridad en rutas de elevado tránsito y usos industriales con:

Elevada frecuencia de tránsito pesado	Alta resistencia al ahuellamiento
Intersecciones semaforizadas	Autopistas
Zonas en pendiente	Puentes
Sendas de ómnibus	Dársenas de ómnibus
Playas de estacionamiento	Aeropuertos
Áreas de carga / descarga

SMA reduce los ruidos considerablemente por su macro-textura negativa. Ello lo hace sumamente útil en áreas residenciales o zonas donde se requiere silencio. Las mezclas con granulometrías finas de SMA en capas delgadas son muy utilizados para mantenimiento preventivo o reparaciones. La matriz de esqueleto de áridos puede acomodar irregularidades del pavimento existente elevando el confort de conducción.