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Mezclas


Las mezclas SMA son aglomerados bituminosos de granulometría discontinua y alto contenido en ligante, desarrolladas originalmente en Alemania alrededor de 1970. Por sus excelentes prestaciones mecánicas y la superior durabilidad, se han convertido en el segundo grupo de mezclas bituminosas más utilizado en Europa para capa de rodadura (según los datos publicados por EAPA en Asphalt in Figures 2011) y el primero para capas de rodadura de vías de alta capacidad.
Se define como mezcla bituminosa en caliente tipo SMA la combinación de un ligante hidrocarbonado, áridos (incluido el polvo mineral) y aditivo estabilizante, de manera que todas las partículas del árido queden recubiertas por una película homogénea y gruesa de mástico filler-betún. Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los áridos (excepto, eventualmente, el polvo mineral de aportación) y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente.
Las mezclas bituminosas SMA se caracterizan por poseer una gran cantidad de árido grueso, una elevada proporción de ligante y de polvo mineral, una baja cantidad de árido de tamaño intermedio (entre 2 y 4 mm) y una pequeña cantidad de aditivo estabilizante.
Los principios constitutivos de las mezclas SMA son los siguientes:
 
1. Composición granulométrica con una fuerte discontinuidad, reflejada en una presencia muy pequeña de la fracción menor del árido grueso (arena), lo que confiere un esqueleto mineral con un elevado contacto directo entre las partículas grandes.
 
2. Un mástico rico en ligante y con una proporción importante de filler, para rellenar los huecos de los áridos y proporcionar una muy alta cohesión a la mezcla.
 
3. Aditivo estabilizante para evitar el escurrimiento del ligante y de segregación del mortero durante el almacenamiento, transporte y extendido de la mezcla bituminosa. Los aditivos generalmente utilizados son fibras orgánicas o minerales. 
 
4. Un espesor de capa mínimo, equivalente a tres veces el tamaño máximo nominal del árido. Con ello se pretende conseguir un trabajo efectivo del confinamiento lateral que debe producirse entre las partículas del árido grueso para asegurar una buena dispersión de las cargas.
 
Si se siguen estos principios de diseño de las mezclas, se consiguen unas propiedades mecánicas y funcionales sobresalientes. Según un estudio de EAPA publicado en 2007, la vida útil media en Europa de las mezclas SMA se sitúa en 20 años, mientras que para las mezclas AC está en 14 años y para las BBTM en 10 años.
 
En este trabajo se han estudiado numerosas mezclas diferentes clasificadas en dos grandes categorías:
 
Las estudiadas con el objetivo de establecer unas mezclas de referencia, adaptando las disposiciones de la norma europea a las condiciones españolas.
 
Las desarrolladas para conseguir las mejoras de determinadas características, tal como se ha explicado en los objetivos específicos.
 
Dentro de las mezclas de referencia se han establecido tres tipos principales:
 
•  SMA8: mezcla con tamaño máximo de árido 8 mm, granulometría discontinua en los tamices 4-8, árido de naturaleza porfídica, un 5,8% de betún s/m del tipo PMB45/80-65, un contenido en huecos superior al 4% y un 0,3% de fibras de celulosa Viatop.
 
•  SMA11: mezcla con tamaño máximo de árido 11 mm, granulometría discontinua en los tamices 4-8, árido de naturaleza porfídica, un 6,0% de betún s/a del tipo PMB45/80-65, un contenido en huecos superior al 4% y un 0,3% de fibras de celulosa Viatop.
 
•  SMA16: mezcla con tamaño máximo de árido 16 mm, granulometría discontinua en los tamices 4-8-11 (algo menos pronunciado que en la SMA11), árido calizo, un 6,0% de betún s/a del tipo B35/50 , un contenido en huecos superior al 4% y un 0,3% de fibras de celulosa Viatop .
 
En cuanto a las mezclas especiales, se han analizado los siguientes tipos:
 
•  SMA con alto contenido de betún: se han estudiado una SMA11 y una SMA16. En ambos casos se ha aumentado el contenido de ligante hasta un 8,26% s/m respecto a las características de las respectivas mezclas de referencia. El contenido de huecos en mezcla ha bajado en ambos casos a un 3% y se ha empleado un 0,8% de fibras de celulosa Viatop.
 
•  SMA con alto contenido en huecos: se han analizado una SMA11 y una SMA8 (dado que con este tipo de mezclas se busca mejorar las propiedades sonorreductoras, es adecuado reducir el tamaño máximo de árido ya que este factor también contribuye a una menor generación de ruido). Las principales características de las mezclas de referencia se han conservado (un 5,666% de ligante s/m y un 0,3% de fibras de celulosa Viatop Premium) y el contenido de huecos en mezcla se ha aumentado hasta un 10%.
 
•  SMA con árido procedente de material fresado de pavimentos antiguos. Se han estudiado una SMA11 y una SMA16. Los contenidos en betún resultan algo menores que en las mezclas de referencia y las cantidades de fibra de celulosa Viatop también han sido ajustadas según la mezcla (entre un 0,35 y un 0,5%).
 
•  SMA con polvo de neumático fuera de uso. Se han estudiado dos mezclas SMA11 con incorporación de polvo de neumático por vía seca y por vía húmeda. En el primer caso se ha empleado betún B35/50 y en el segundo un BC35/50. En ambos casos se ha adicionado un 0,5% de fibras de celulosa Viatop CT40 . 
 
•  SMA fabricada a menos de 100 ºC con betún mediante la tecnología de adición de arena húmeda desarrollada por Eiffage. Se han analizado una SMA11 y una SMA16. Se han conservado los parámetros de las mezclas de referencia salvo el contenido de fibras Viatop CT40 que se ha aumentado hasta un 0,5%.
 
•  SMA fabricada a menos de 100 ºC con emulsión.
 
•  SMA fabricada en frío.

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