Recubrimiento resistente a la rodadura y método de aplicación de recubrimiento resistente a la rodadura.

Método para aplicar un recubrimiento resistente a la rodadura sobre una superficie preexistente con el finde incrementar la resistencia a tensiones verticales y horizontales elevadas y elevadas tensiones de cizalladura,

comprendiendo la etapa de:

aplicar una capa de material ligante del recubrimiento resistente a la rodadura sobre la superficie preexistente paraestimular la unión del recubrimiento resistente a la rodadura a la superficie preexistente, conteniendo la capa dematerial ligante menos de 11% del material ligante total del recubrimiento resistente a la rodadura, y aplicando unacapa de mezcla de agregado sobre la capa de material ligante que contiene una solución asfáltica para proporcionaruna superficie de desgaste al recubrimiento resistente a la rodadura, y soporte y estructura al recubrimientoresistente a la rodadura para resistir la formación de roderas, en el que la mezcla de agregado de la capa de mezclade agregado se dispone sobre el material ligante en un periodo de tiempo inferior a aproximadamente 30 segundos

Recubrimiento resistente a la rodadura y método de aplicación de recubrimiento resistente a la rodadura ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención La presente invención se refiere a un recubrimiento de superficie aplicado a una superficie preexistente, y más particularmente, a título no limitativo, a un recubrimiento resistente a la rodadura sobre una superficie preexistente y a un método para aplicar el recubrimiento resistente a la rodadura sobre la superficie preexistente con el fin de incrementar la resistencia a la formación de roderas causadas por el movimiento lateral de los materiales del firme debido a las elevadas tensiones de cizalladura causadas por el tráfico. Además, el recubrimiento resistente a la rodadura de la presente invención proporciona una resistencia incrementada a tensiones verticales y horizontales elevadas causadas por grietas o irregularidades en la superficie preexistente.

Descripción de la técnica relacionada Resulta deseable aplicar una nueva superficie o un nuevo firme sobre un firme preexistente utilizado para construir carreteras, zonas de aparcamiento, pistas de aeropuerto, pistas de rodadura de aeropuerto y similares, y que no reapareciesen grietas preexistentes en el nuevo firme durante periodos de tiempo prolongados. Las grietas en el firme preexistente son una forma de tensión, la cual puede conducir a un fallo prematuro del nuevo firme. Las grietas permiten que la humedad (es decir, agua) entre en el firme preexistente (es decir, subyacente) y cree problemas de soporte estructural. Además, las grietas también pueden crear problemas de calidad de la conducción, lo que puede requerir escarificado a nivelado, operaciones intensivas de rellenado de grietas para sellar el firme, o costes significativos para aplicar una o más capas adicionales de firme para resolver el problema.

Es común que los firmes se agrieten durante su vida útil esperada. Se produce reflexión de grietas cuando una capa de firme se aplica sobre un firme agrietado preexistente. Las grietas existentes se transmiten al nuevo firme después de un periodo de tiempo. Estas grietas en el nuevo firme pueden crearse por diversos mecanismos, uno de los cuales es el estrés térmico. Las grietas en el firme se forman al endurecerse el asfalto presente en el firme debido al proceso de envejecimiento hasta un punto en que no permite aliviar las tensiones producidas al intentar doblarse el firme por las diferencias de temperatura entre la parte más superficial del firme y la parte más inferior del mismo. Las grietas térmicas normalmente se manifiestan como grietas que siguen una dirección transversal a la dirección del tráfico.

La carga de tráfico pesado también causa grietas en el firme. Los neumáticos radiales de los camiones utilizados para la carga de camiones pesados aplican una fuerza ténsil en el borde externo de los neumáticos radiales sobre la superficie del firme. Esta fuerza ténsil puede crear una grieta longitudinal en donde el borde externo de los neumáticos radiales contacta con el firme. Algunos problemas constructivos también pueden contribuir al agrietado longitudinal. Puede producirse la segregación de la mezcla asfáltica debido a problemas mecánicos de los equipos de pavimentación. La segregación se produce durante la aplicación del material y sigue la dirección de los equipos de pavimentación.

Generalmente, a menor grosor del nuevo firme, menor es el tiempo antes de que la grieta se haga visible en el nuevo firme. Para el experto en la materia es una regla general que cada pulgada del nuevo firme proporciona aproximadamente un año de retardo en el agrietamiento por reflexión (es decir, una grieta en el firme preexistente que propaga una grieta en el nuevo firme, en el que la grieta en el firme crece aproximadamente una pulgada al año) . La práctica generalmente aceptada para combatir la propagación de grietas a razón de "una (1) pulgada al año" es aplicar 6'' a 10'' de mezcla de pavimentación sobre hormigón o firme agrietado preexistente para evitar la aparición de grietas durante varios años. Es una solución ineficiente para el problema, debido al incremento de costes y tiempo que supone aplicar la mezcla de pavimentación en cantidades tan grandes.

Los materiales de tipo intercapa son un método para el tratamiento del agrietamiento por reflexión. Se utilizan diferentes métodos y materiales para construir una intercapa. Un método para la construcción de una intercapa utiliza la aplicación abundante de un material ligante líquido, seguido de la aplicación de un agregado. Anteriormente se creía que esta técnica se encontraba limitada por la cantidad de material ligante líquido que podía aplicarse sin crear un flujo del material ligante líquido a áreas diferentes de las previstas. También se creía que sólo se podían utilizar tamaños de agregado grandes, de manera que resultase posible la aplicación abundante de material ligante líquido.

Otra forma de intercapa puede implicar la colocación de un material de tejido o malla en una capa de un material ligante líquido. Resulta difícil colocar mallas o tejidos de manera uniforme, especialmente en el caso de que la pavimentación no se lleve a cabo en línea recta. Las mallas y tejidos no están destinados a actuar como superficie para el tráfico normal. Por lo tanto, las mallas y tejidos deben recubrirse con un material de superficie adecuado antes de reanudar el tráfico normal. Además, las mallas y tejidos son extremadamente costosos y de construcción relativamente lenta.

Una forma alternativa de intercapa podría presentar la forma de una mezcla de asfalto-agregado; ver, por ejemplo, la patente US nº 5.069.578 A.

Esta técnica utiliza un contenido elevado de asfalto en la mezcla de pavimentación, habitualmente de una naturaleza altamente elástica. Anteriormente se creía que el pavimento de alto contenido asfáltico planteaba el problema de que el material ligante líquido escapase por fluencia de la mezcla durante la fabricación o colocación. Anteriormente se creía que las mezclas de intercapa de alto contenido asfáltico podían ser sensibles a las deformaciones producidas por el tráfico y que podían proporcionar una textura baja, una menor seguridad para el público automovilista y/o problemas de formación de roderas. Por lo tanto, se recubría con un material de superficie adecuado a la mayor brevedad. En todos los casos, después del material o procedimiento de intercapa sigue por lo menos una capa adicional de material de pavimentación. Un ejemplo de este tipo de recubrimiento de superficie adecuado se muestra en la patente US nº 5.069.578, de Bense et al. (la patente de Bense et al.) el 3 de diciembre de 1991. La patente de Bense et al. proporciona un pavimento que presentaba un contenido asfáltico más alto que el conocido en aquel momento por el experto ordinario en la materia. Un problema del pavimento dado a conocer en la patente de Bense et al. es que el pavimento se agrieta fácilmente en menos de aproximadamente un (1) año. Anteriormente se creía que la patente de Bense et al. proporcionaba la cantidad máxima de asfalto que podía utilizarse en el pavimento sin perder la estabilidad del mismo y su resistencia a la rodadura. Anteriormente se creía que un factor en la formación de roderas en los firmes era la sobresaturación de partículas de agregado con material ligante. Posteriormente se ha planteado identificar en qué punto se produce la sobresaturación.

Un material agregado (mezcla de asfalto caliente) presenta un porcentaje variable de burbujas de aire cuando se utiliza en aplicaciones de pavimentación. Al utilizar el material agregado en aplicaciones de pavimentación con material asfáltico, el material asfáltico rellena un porcentaje de las burbujas de aire presentes en el material agregado. En el pasado se creía que aproximadamente 5% de las burbujas de aire del material agregado debían dejarse sin rellenar para mantener la estructura necesaria del pavimento y la resistencia a la rodadura.

Por consiguiente, sigue existiendo una necesidad de un método para crear eficientemente un recubrimiento de superficie con propiedades de resistencia al agrietamiento y a la rodadura, en el que las propiedades de resistencia al agrietamiento y a la rodadura se potencian para prolongar la vida del recubrimiento de superficie previo al agrietamiento de la superficie, manteniendo simultáneamente una estabilidad del recubrimiento de superficie que permita mantener la seguridad del tráfico rodado.

DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona recubrimientos resistentes a la rodadura y métodos para aplicar los recubrimientos resistente a la rodadura sobre una superficie preexistente con el fin de incrementar... [Seguir leyendo]

1. Método para aplicar un recubrimiento resistente a la rodadura sobre una superficie preexistente con el fin de incrementar la resistencia a tensiones verticales y horizontales elevadas y elevadas tensiones de cizalladura, comprendiendo la etapa de: aplicar una capa de material ligante del recubrimiento resistente a la rodadura sobre la superficie preexistente para estimular la unión del recubrimiento resistente a la rodadura a la superficie preexistente, conteniendo la capa de material ligante menos de 11% del material ligante total del recubrimiento resistente a la rodadura, y aplicando una capa de mezcla de agregado sobre la capa de material ligante que contiene una solución asfáltica para proporcionar una superficie de desgaste al recubrimiento resistente a la rodadura, y soporte y estructura al recubrimiento resistente a la rodadura para resistir la formación de roderas, en el que la mezcla de agregado de la capa de mezcla de agregado se dispone sobre el material ligante en un periodo de tiempo inferior a aproximadamente 30 segundos.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la mezcla de agregado de la capa de mezcla de agregado se dispone sobre la capa de material ligante en un periodo de tiempo inferior a aproximadamente 20 segundos, especialmente inferior a aproximadamente 15 segundos, especialmente inferior a aproximadamente 5 segundos.

3. Método según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de compactar la capa de mezcla de agregado contra la capa de material ligante, proporcionando la etapa de compactación de la capa de mezcla de agregado contra la capa de material ligante, un grosor sustancialmente uniforme de la capa de mezcla de agregado y de la capa de material ligante, reduciendo los espacios vacíos en la capa de mezcla de agregado y estimulando la adhesión de la capa de mezcla de agregado a la capa de material ligante.

4. Método según la reivindicación 1, en el que la mezcla de agregado incluye un material pulverulento para mezclar con la solución asfáltica con el fin de producir una capa pastosa para estimular la adhesión de la mezcla de agregado.

5. Método según la reivindicación 4, en el que el material pulverulento se selecciona de entre el grupo que consiste de polvo de piedra y arena fina.

6. Método según la reivindicación 1, en el que el material ligante de la capa de material ligante se aplica sobre la superficie preexistente en una cantidad comprendida en el intervalo de entre aproximadamente 1, 81 l por metro cuadrado, especialmente inferior a aproximadamente 1, 38 l por metro cuadrado y especialmente inferior a aproximadamente 0, 72 l por metro cuadrado.

7. Método según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento resistente a la rodadura se une a la superficie preexistente con una resistencia de adhesión específica.

8. Método según la reivindicación 7, en el que la resistencia de adhesión se encuentra comprendida en el intervalo de entre aproximadamente 185 lbf. y aproximadamente 325 lbf.

9. Recubrimiento resistente a la rodadura dispuesto sobre una superficie preexistente con el fin de incrementar la resistencia a tensiones verticales y horizontales elevadas y elevadas tensiones de cizalladura, presentando el recubrimiento una superficie de desgaste para el tráfico, comprendiendo: una capa de material ligante dispuesta sobre la superficie existente para estimular la unión del recubrimiento resistente a la rodadura a la superficie preexistente, conteniendo la capa de material ligante menos de 11% del material ligante total del recubrimiento resistente a la rodadura y conteniendo una capa de mezcla de agregado una solución asfáltica dispuesta sobre la capa de material ligante para proporcionar la superficie de desgaste, y el soporte y estructura al recubrimiento resistente a la rodadura para resistir a la formación de roderas, en el que la mezcla de agregado de la capa de mezcla de agregado se dispone sobre la capa de material ligante en un periodo de tiempo inferior a aproximadamente 30 segundos.

10. Recubrimiento según la reivindicación 9, en el que la mezcla de agregado incluye un material pulverulento.

11. Recubrimiento según la reivindicación 10, en el que el material pulverulento se selecciona de entre el grupo que consiste de polvo de piedra y arena fina.

12. Recubrimiento según la reivindicación 9, en el que el material ligante de la capa de material ligante se aplica sobre la superficie preexistente en una cantidad comprendida en el intervalo de entre aproximadamente 1, 81 l por metro cuadrado, especialmente inferior a aproximadamente 1, 38 l por metro cuadrado, especialmente inferior a aproximadamente 0, 72 l por metro cuadrado.

13. Recubrimiento según la reivindicación 9, en el que el recubrimiento resistente a la rodadura se une a la

superficie preexistente con una resistencia de adhesión específica.

14. Recubrimiento según la reivindicación 13, en el que la resistencia de adhesión se encuentra comprendida en el intervalo de entre aproximadamente 185 lbf y aproximadamente 325 lbf.

15. Recubrimiento según la reivindicación 9, en el que la mezcla de agregado de la capa de mezcla de agregado se dispone sobre la capa de material ligante en un periodo de tiempo inferior a aproximadamente 20 segundos, especialmente inferior a aproximadamente 15 segundos, especialmente inferior a aproximadamente 5 segundos.