Composición bituminosa y su utilización para reducir las vibraciones, el ruido y como mezcla antifisuras y antirremonte de fisuras.

Composición bituminosa y su utilización para reducir las vibraciones,

el ruido y como mezcla antifisuras y antirremonte de fisuras.

La presente invención se encuentra en el ámbito de la ingeniería civil y se refiere a una nueva composición de un material bituminoso que comprende áridos, ligante y nylon, que se utiliza en la construcción de cualquier capa que forme parte de una estructura ferroviaria o carretera. Dicha composición, además de presentar propiedades estructurales adecuadas para su utilización en las vías ferroviarias o carreteras, presenta propiedades mejoradas en cuanto a la reducción de las vibraciones y el ruido y como mezcla antifisuras y antirremonte de fisuras.

Composición bituminosa y su utilización para reducir las vibraciones, el ruido y como mezcla antifisuras y antirremonte de fisuras

La presente invención pertenece al ámbito de la ingeniería civil y refiere a una nueva composición de un material bituminoso utilizado en la construcción de cualquier capa que forme parte de una estructura ferroviaria o carretera. Dicha composición, además de presentar propiedades estructurales adecuadas para su utilización en las vías ferroviarias o carreteras, presenta propiedades mejoradas en cuanto a la reducción de las vibraciones, el ruido y como mezcla antifisuras y antirremonte de fisuras.

El subbalasto es la capa situada por debajo del balasto y sobre la plataforma de una vía ferroviaria, que tiene la función fundamental de evitar daños a la plataforma por erosión, drenar el agua de lluvia, mejorar el reparto de las cargas y mantener el balasto fuera del alcance de elementos extraños. El subbalasto granular, utilizado convencionalmente, presenta numerosos problemas de comportamiento y aprovisionamiento, que hacen que sea necesario el desarrollo de nuevos materiales que lo sustituyan.

Entre otros inconvenientes, el subbalasto granular convencional aporta un módulo de rigidez reducido, por lo que se necesitan elevados espesores para asegurar la capacidad portante adecuada y puede ser susceptible a asientos; también puede presentar problemas puntuales en su función de impermeabilización y separación entre la capa de balasto y la plataforma, produciéndose a veces contaminación entre ambas capas; además, las grandes cantidades de material necesarias, así como las restrictivas exigencias granulométricas requeridas, implican que puede existir escasez de suministro, pocas canteras autorizadas e impactos ambientales importantes, tanto visuales como durante el transporte.

Para resolver los problemas anteriormente mencionados del subbalasto granular convencional, se han dado a conocer mezclas bituminosas, que están formadas fundamentalmente por una combinación de áridos y un ligante hidrocarbonado. Generalmente, los elementos que forman parte de una composición bituminosa de este tipo son áridos gruesos, polvo mineral y un ligante bituminoso. Sin embargo, dependiendo del tipo y proporción de los materiales utilizados en las composiciones bituminosas, tales como, por ejemplo, polímeros de tipología muy variada, se pueden obtener propiedades muy diferentes en la composición bituminosa final.

Por otra parte, la sustitución de materiales de vía obtenidos en cantera, tal como subbalasto granular tradicional o las piedras de balasto por materiales artificiales es, a día de hoy, una tendencia habitual. Resulta muy ventajoso a la hora de abordar una obra de ferrocarril no depender de la disponibilidad de este tipo de materiales naturales provenientes de cantera, cada día menos abundantes y disponibles, lo cual también es mejor desde el punto de vista medioambiental. Además, gracias a esta sustitución, los costes de transporte disminuyen considerablemente si se considera una planta móvil de producción de asfalto instalada cerca de la vía.

Además de las consideraciones anteriores, se sabe que las características de las mezclas bituminosas le hacen ser un producto propicio para ser utilizado en la vía férrea. Su adecuada deformabilidad de cara a los asientos diferenciales provenientes de los materiales granulares inferiores y su alta impermeabilidad le dotan de unas propiedades que quedan como solución de compromiso respecto al uso del hormigón y el uso de materiales granulares.

Por último, el problema de los residuos de nylon, por ejemplo, es muy destacable dentro de las diferentes preocupaciones medioambientales a solventar en la actualidad. En este sentido, cada día es más necesario proceder a la reutilización de dichos residuos. Un ejemplo muy preocupante de esto son los residuos de nylon provenientes, entre otros, de las alfombras desechadas y el nylon de los neumáticos fuera de uso.

Por lo tanto, la presente invención da a conocer una nueva composición de un material bituminoso, que es adecuada para utilizar como subbalasto en las vías de ferrocarril o cualquier capa que forme parte de una carretera. Sorprendentemente, los inventores han descubierto que dicha composición de material bituminoso presenta, además de las propiedades estructurales adecuadas para su utilización como subbalasto, propiedades que permiten la reducción significativa de las vibraciones, el ruido y, además, presenta propiedades antifisuras y antirremonte de fisuras.

El material bituminoso de la presente invención presenta resistencia estructural, rigidez, capacidad portante, resistencia a deformaciones plásticas permanentes bajo un número determinado de ciclos, resistencia a fatiga, durabilidad, adhesividad e impermeabilidad. Además, es capaz de intervenir en la propagación de las vibraciones, mitigando su efecto

gracias a la reología que le aporta el nylon y al carácter del asfalto como material visco- elástico.

Con la composición de la presente invención se consiguen a la vez tres ventajas fundamentales:

- Se aprovechan las características que aporta el nylon a las mezclas bituminosas, para así poder conseguir una reología adecuada, enfocada a la atenuación de vibraciones y ruido y sus propiedades antifisuras y antirremonte de fisuras.

- Se evita utilizar materiales naturales provenientes de cantera cuya disponibilidad empieza a ser a día de hoy reducida. Estos pueden ser, por ejemplo, las piedras de balasto y el material granular que forma la capa de subbalasto.

- Es posible reutilizar fibras de nylon desechables para formar parte del material bituminoso, con el objetivo de conseguir una mejor reología a la vez que se crea un material de construcción respetuoso con el medioambiente.

Además, la opción de reutilizar el nylon como aditivo polimérico para la presente invención resulta ser muy adecuada. Este hecho hace que el coste de la mezcla bituminosa de la presente invención es considerablemente menor que las mezclas bituminosas habituales de la técnica anterior.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término nylon, también conocido como nailon o nilón, se refiere a un polímero sintético que pertenece al grupo de las poliamidas. Los más conocidos comercialmente son las fibras de nylon6 y nylon 6.6, pero también se incluyen otras poliamidas tales como nylon 4, 7, 11, 12, 6.10, 6.4 y PACM 12, entre otros.

La composición bituminosa de la presente invención comprende:

- Áridos: 90-98% en peso de la composición total.

- Ligante: 2-15% en peso de la composición total.

- Nylon: menor o igual al 5% en peso de la composición total o menor o igual al 40% en peso con respecto al peso del ligante.

caracterizada porque:

dicho ligante se selecciona entre betunes asfálticos con una penetración de 10/20, 20/35, 35/50, 50/70, 70/100, o mayor hasta 300 décimas de milímetro, o cualquier otro que esté incluido en el rango de los anteriores, y betunes modificados física o químicamente.

El nylon de la composición bituminosa de la presente invención puede ser una fibra virgen, es decir, que no ha sido utilizada con anterioridad o puede ser fibras recicladas provenientes de una fuente de desechos de productos fabricados de nylon, por ejemplo, de desechos de alfombras de nylon. El nylon utilizado puede estar, además, en forma de fibras de distintas longitudes.

El tipo de betún asfáltico utilizado como ligante en la composición de la presente invención se selecciona en dependencia del grado de mitigación de ruido y vibraciones deseado. El término árido, tal como se utiliza en la presente invención, se refiere al material granulado que es utilizado como materia prima en la construcción, principalmente. Los áridos que se pueden utilizar en la composición bituminosa de la presente invención deben cumplir con las diferentes normativas y la práctica habitual (por ejemplo, la UNE-EN 933-2). La granulometría de dichos áridos se puede considerar separada en dos intervalos: partículas retenidas por el tamiz de 2 mm (fracción gruesa) y partículas no retenidas por el tamiz 2 mm pero retenidas por el tamiz 0,063 mm (fracción fina). En dependencia del grado de compactación deseado de la capa de composición bituminosa de la presente invención, se puede utilizar la fracción gruesa, la fracción fina o una mezcla de ambas fracciones de áridos.

Las composiciones bituminosas preparadas según la presente invención, cumplen con las normas elaboradas por el Comité Europeo de Normalización (CEN) para este ámbito. Las normas europeas a las que se hace referencia son las siguientes:

- Norma Europea EN 13108-1 para hormigones... [Seguir leyendo]

1. Composición bituminosa que comprende:

- Áridos: 90-98% en peso de la composición total.

- Ligante: 2-15% en peso de la composición total.

- Nylon: menor o igual al 5% en peso de la composición total o menor o igual al 40% en peso con respecto al peso del ligante.

caracterizada porque:

dicho ligante se selecciona entre betunes asfálticos con penetración de 10/20, 20/35, 35/50, 50/70, 70/100, o mayor hasta 300 décimas de milímetro, o cualquier otro que esté incluido en el rango de los anteriores y betunes modificados física o químicamente;

2. Composición bituminosa, según la reivindicación 1, caracterizada porque el nylon es una fibra virgen.

3. Composición bituminosa, según la reivindicación 1, caracterizada porque el nylon es una fibra reciclada proveniente de una fuente de desechos.

4. Composición bituminosa, según la reivindicación 3, caracterizada porque el nylon está en forma de fibras de distintas longitudes.

5. Composición bituminosa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque el nylon ha sido envuelto previamente en una carga para aumentar su peso.

6. Composición bituminosa, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque el nylon está en forma de pellets.

7. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la construcción de estructuras de obras públicas.

8. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la construcción de aeropuertos, puertos y embalses.

9. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la construcción 5 de cualquier capa que forme parte de una estructura ferroviaria.

10. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la construcción de cualquier capa que forme parte de una carretera.

11. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la reducción del

ruido y las vibraciones en una obra pública.

12. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la reducción del ruido y las vibraciones en construcción de aeropuerto, puertos y embalses.

13. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la reducción del ruido y las vibraciones en una estructura ferroviaria.

14. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, para la reducción del 20 ruido y las vibraciones en una carretera.

15. Uso de la composición bituminosa, según las reivindicaciones 1-6, como mezcla antifisuras y antirremonte de fisuras.