¿Qué son los huecos de aire en las mezclas asfálticas para pavimentos?
Los huecos de aire (Va) son las bolsas de aire de la mezcla asfáltica compactada, expresadas como porcentaje del volumen total de la mezcla.
Qué son los huecos de aire
La mezcla asfáltica en caliente tiene tres componentes: huecos de aire, árido mineral y ligante. El porcentaje de huecos de aire es el volumen de los huecos dividido entre el volumen total de la mezcla, por 100. Un laboratorio lo obtiene a partir de dos densidades: Gmb para la mezcla compactada y Gmm para la mezcla suelta, sin huecos. La fórmula es Va = 100 × (Gmm − Gmb) / Gmm. El valor solo tiene sentido con su esfuerzo de compactación, por ejemplo una probeta Marshall de 75 golpes o una mezcla Superpave en Ndesign.
Valores de diseño
Un diseño de mezcla fija un objetivo para los huecos de aire, y el diseño también debe cumplir un mínimo de huecos en el árido mineral (VMA). El volumen restante contiene el ligante. La FHWA da un ejemplo: con 14 % de VMA y 4 % de huecos de aire, queda un 10 % del volumen para el ligante.
| Especificación | Huecos de aire en el diseño | Límites de aceptación |
|---|---|---|
| Superpave para carreteras (FHWA) | 4 % en Ndesign | no se indica en la fuente |
| FAA Item P-401 | 3,5 % | entre 2,0 % y 5,0 % |
| FAA Item P-403 | 3,5 % | media del lote entre 2 % y 5 % |
| FAA Item P-404, resistente a combustibles | 2,5 ±0,2 % | entre 1,5 % y 3,5 % |
Los valores de la FAA proceden de la circular AC 150/5370-10H. Los límites de P-401 y P-404 se aplican al método de aceptación por porcentaje dentro de límites. El P-403 acepta o rechaza un lote según su media.
Huecos de aire bajos y altos
Un contenido bajo de huecos de aire puede provocar exudación. La circular AC 150/5380-6C de la FAA indica que el ligante llena los huecos de la mezcla con el calor y luego se dilata hacia la superficie. Una exudación extensa puede reducir mucho la resistencia al deslizamiento.
Un contenido alto de huecos tiene el riesgo contrario. Los huecos interconectados permiten la entrada de agua en la mezcla, y el desgranamiento se vuelve un problema importante por encima de unos 8 % de huecos de aire. El desgranamiento puede indicar que el ligante ha envejecido y endurecido, y puede ser una fuente de objetos extraños (FOD). Una regla práctica de Linden y otros (1989) dice que cada 1 % de huecos de aire por encima del 7 % supone una pérdida de cerca del 10 % de la vida del pavimento.
Huecos de aire e inspección
Los ensayos de especificación anteriores usan muestras de la planta y testigos del pavimento terminado. Una inspección visual no mide los huecos de aire. Registra deterioros como la exudación y el desgranamiento, y la guía de mantenimiento relaciona ambos con el estado de la mezcla.
Preguntas Frecuentes
- ¿Cuál es el contenido de huecos de aire de diseño del asfalto de aeródromo?
- En la especificación de la FAA para mezcla asfáltica en caliente (Item P-401), el criterio de diseño de la mezcla es 3,5 % de huecos de aire. El Item P-403 también usa 3,5 %. La mezcla resistente a combustibles del Item P-404 usa 2,5 ±0,2 %. Un diseño de mezcla Superpave para carreteras usa 4 % con el número de giros de diseño (Ndesign).
- ¿Cómo miden los laboratorios los huecos de aire?
- El laboratorio obtiene la densidad aparente (Gmb) de una probeta compactada o de un testigo. También obtiene la densidad máxima teórica (Gmm) de la mezcla suelta. Después calcula Va = 100 × (Gmm − Gmb) / Gmm. La FAA indica la norma ASTM D3203 como método de ensayo para el porcentaje de huecos de aire. Indica ASTM D2726 para la densidad aparente y ASTM D2041 para la densidad máxima teórica.
- ¿Qué provoca un contenido bajo de huecos de aire?
- Puede provocar exudación. La circular AC 150/5380-6C de la FAA indica que un exceso de ligante en la mezcla, un contenido bajo de huecos de aire, o ambos, causan exudación. El ligante llena los huecos con el calor y después se dilata hacia la superficie. Una exudación extensa puede reducir mucho la resistencia al deslizamiento.
Referencias
- coree-ctre-volumetrics
- HMA Volumetrics Revisited: A New Paradigm (B. J. Coree) Center for Transportation Research and Education, Iowa State University
- fhwa-hif-11-031
- Superpave Mix Design and Gyratory Compaction Levels (TechBrief FHWA-HIF-11-031) FHWA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports (21 Dec 2018) FAA
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements (10 Oct 2014) FAA
- faa-paver-asphalt
- PAVER Distress Identification Manual for Asphalt Surfaced Airfields (US Army ERDC-CERL, June 2009) US Army ERDC-CERL
- pavement-interactive-compaction
- Compaction Importance Pavement Interactive
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