Los aglomerantes son materiales que pueden unir fragmentos de otras sustancias y dar cohesión al conjunto mediante mecanismos físicos. Ejemplos de aglomerantes son las arcillas y los betunes.
Betunes Asfálticos
Los betunes asfálticos, también conocidos como asfaltos, son mezclas de hidrocarburos obtenidos en las refinerías de petróleo mediante la destilación seca del crudo. Tienen un característico color negro y son solubles en disolventes orgánicos como el tricloroetileno o el bisulfuro de carbono.
Según la norma UNE-EN 12597, los betunes asfálticos se definen como ligantes hidrocarbonados que son prácticamente no volátiles, obtenidos a partir del crudo de petróleo o presentes en los asfaltos naturales. Estos betunes son totalmente o casi totalmente solubles en tolueno y tienen una alta viscosidad a temperatura ambiente.
La Orden FOM/2523/2014, de 12 de diciembre, que actualiza ciertos artículos del pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes en lo relativo a materiales básicos, firmes y pavimentos, señalización, balizamiento y sistemas de contención de vehículos, especifica tres tipos de betunes asfálticos:
- Convencionales (norma UNE-EN 12591)
- Duros (norma UNE-EN 13924-1), destinados a la producción de mezclas bituminosas de alto módulo.
- Multigrado (norma UNE-EN 13924-2)
La denominación de los betunes asfálticos convencionales y duros consiste en dos números que representan su penetración mínima y máxima, determinados según la norma UNE-EN 1426, separados por una barra inclinada hacia la derecha (/).
En el caso de los betunes asfálticos multigrado, la denominación incluye las letras MG seguidas de cuatro números. Los dos primeros números indican su penetración mínima y máxima, determinada de acuerdo con la norma UNE-EN 1426, separados por una barra inclinada hacia la derecha (/). El tercer y cuarto número, precedido por un guion (-) y también separados por una barra inclinada hacia la derecha (/), representan el rango del punto de reblandecimiento según la norma UNE-EN 1427.
Los betunes se utilizan como ligante en la fabricación de mezclas bituminosas en caliente debido a sus características específicas:
- Adhesividad con áridos: Los áridos tienden a tener más afinidad por el agua que por el ligante, lo que implica que deben secarse antes de mezclarse con el betún. En algunos casos, incluso después de la mezcla, el agua puede afectar la unión entre el árido y el betún. Para prevenir esto, es necesario secar los áridos antes de la mezcla o del riego asfáltico y utilizar ciertos áridos que sean más compatibles con el ligante. Por ejemplo, la mayoría de los betunes tiene buena adhesividad con áridos de origen calizo, algo que no siempre ocurre con áridos silíceos. Además, existen aditivos que, cuando se incorporan a la mezcla de betún y áridos, mejoran la adhesividad entre ambos.
- Viscosidad: Durante la operación de extendido o mezclado, el ligante puede comportarse casi como un líquido si se ha calentado adecuadamente. Sin embargo, al enfriarse, se endurece y puede soportar las cargas del tráfico. Es importante encontrar un equilibrio en la fluidez del ligante: si es demasiado fluido, se extenderá bien pero no soportará las cargas; si es poco fluido, será difícil de extender y requerirá mucho calentamiento.
- Resistencia al envejecimiento: El ligante, una vez aplicado, debe soportar no solo las cargas del tráfico, sino también las variaciones de temperatura, que lo endurecen en invierno y lo ablandan en verano. Por lo tanto, se prefieren ligantes que sean poco susceptibles a estos cambios térmicos, de modo que su envejecimiento, ya sea por fraccionamiento o por ablandamiento, sea lento.
Los alquitranes, que provienen de la hulla, no se consideran betunes. Debido a su escaso uso en la tecnología de carreteras, se omite su descripción.
Betunes modificados con polímeros.
Según la norma UNE-EN 12597, los betunes modificados con polímeros son ligantes hidrocarbonados cuyas propiedades reológicas se han alterado mediante la inclusión de uno o más polímeros orgánicos durante su fabricación. Las fibras orgánicas o minerales no se consideran modificadores de betún.
Este grupo incluye tanto a los betunes modificados con polímeros suministrados a granel como a los que se producen en el lugar de uso, en instalaciones específicas y separadas. No se incluyen en esta definición los productos resultantes de adiciones hechas a los áridos o en el mezclador de la planta donde se fabrica la unidad de obra correspondiente.
La nomenclatura de los betunes modificados con polímeros se compone de las letras PMB seguidas de tres números: los dos primeros representan su penetración mínima y máxima, según la norma UNE-EN 1426, separados por una barra inclinada hacia la derecha (/); el tercer número, precedido por un guion (-), indica el valor mínimo del punto de reblandecimiento, conforme a la norma UNE-EN 1427. Si el polímero utilizado mayoritariamente es polvo de caucho reciclado de neumáticos usados, se añadirá una letra “C” mayúscula al final de la denominación.
La viscosidad del betún modificado con polímeros debe ser compatible con la temperatura de fabricación de la unidad de obra correspondiente. Para los betunes modificados con polímeros que tienen un punto de reblandecimiento mínimo igual o superior a 70 grados Celsius (≥70°C), la temperatura de fabricación debe ser inferior a 190 grados Celsius (<190°C), y para los demás especificados, inferior a 180 grados Celsius (<180°C).
Emulsiones Bituminosas
Las emulsiones bituminosas son dispersions de pequeñas partículas de un ligante hidrocarbonado, y ocasionalmente un polímero, en una solución de agua y un agente emulsionante. Este apartado se centra exclusivamente en las emulsiones bituminosas catiónicas, donde las partículas del ligante hidrocarbonado tienen una carga positiva.
La nomenclatura de las emulsiones bituminosas catiónicas, modificadas o no, sigue el siguiente esquema, según la norma UNE-EN 13808:
- C: Indica que la emulsión bituminosa es catiónica.
- % ligante: Contenido nominal del ligante (norma UNE-EN 1428).
- B: Indica que el ligante hidrocarbonado es un betún asfáltico.
- P: Esta letra se añade si la emulsión contiene polímeros.
- F: Esta letra se añade si se incorpora un contenido de fluidificante superior al 3%. Se puede opcionalmente indicar el tipo de fluidificante como Fm (fluidificante mineral) o Fv (fluidificante vegetal).
- Clase de rotura: Un número de una cifra (del 2 al 10) que indica la clase de comportamiento a rotura (norma UNE-EN 13075-1).
La abreviatura del tipo de aplicación de la emulsión se indica de la siguiente manera:
- ADH: Riego de adherencia.
- TER: Riego de adherencia termoadherente.
- CUR: Riego de curado.
- IMP: Riego de imprimación.
- MIC: Microaglomerado en frío.
- REC: Reciclado en frío.
Mezclas Bituminosas
Las mezclas bituminosas consisten en una combinación de áridos y un ligante bituminoso (como betún, betún modificado o emulsión bituminosa), de tal manera que los áridos quedan cubiertos por una capa de ligante. Estas mezclas se producen en plantas centrales y se transportan en camiones hasta el lugar de las obras, donde se extienden en capas y se compactan.
En las mezclas bituminosas, los ligantes están presentes en proporciones variables que suelen oscilar entre el 3% y el 10% del peso del árido aproximadamente.
Estas mezclas se utilizan en la construcción de la capa de rodadura de carreteras, que es la capa expuesta al tráfico. También se emplean en capas intermedias y, en ocasiones, en capas base. Las mezclas bituminosas son el material más utilizado para pavimentar debido a sus destacadas propiedades: al ser más flexibles que el hormigón, tienden a agrietarse menos, permiten la ejecución de capas de diversos espesores (desde 2 cm hasta 15 cm o más en una sola capa), ofrecen suficiente resistencia al deslizamiento y proporcionan una mayor regularidad superficial en comparación con los tratamientos superficiales mediante riego con gravilla.
Tipos de Mezclas Bituminosas
Las mezclas bituminosas utilizadas en España se pueden clasificar de la siguiente manera:
A) Mezclas Bituminosas en Caliente:
- Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigón bituminoso:
- Densas (D)
- Semidensas (S)
- Gruesas (G)
- Mezclas de alto módulo (MAM)
- Mezclas bituminosas para capas de rodadura, mezclas drenantes y discontinuas:
- Mezclas drenantes o porosas (PA)
- Microaglomerados
- Mezclas bituminosas discontinuas en caliente (BBTM)
B) Mezclas Bituminosas en Frío:
- Microaglomerados:
- Microaglomerados en frío
- Mezclas en frío:
- Densas
- Abiertas
Mezclas Bituminosas Tipo Hormigón Bituminoso
Las mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso se definen como una combinación de betún asfáltico, áridos con granulometría continua, polvo mineral y posibles aditivos. En este tipo de mezcla, cada partícula del árido está cubierta por una película homogénea de ligante. Este proceso de fabricación y colocación se realiza a temperaturas considerablemente más altas que las del entorno.
Estas mezclas se clasifican en dos categorías según la temperatura requerida para su fabricación y colocación: caliente y semicaliente. Las mezclas semicalientes permiten una disminución de al menos cuarenta grados Celsius en la temperatura mínima de mezclado, gracias al uso de betunes especiales, aditivos u otros métodos. Estas mezclas pueden emplearse en las mismas condiciones y capas que las categorías de tráfico pesado T1 a T4.
La designación de estas mezclas incluye los siguientes elementos:
- AC: Indica que la mezcla es de tipo hormigón bituminoso.
- D: Tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un noventa y un cien por ciento del total del árido.
- surf/bin/base: Abreviaturas que indican el tipo de capa de uso de la mezcla: rodadura, intermedia o base.
- Ligante: Tipo de ligante hidrocarbonado utilizado.
- Granulometría: Designación de la granulometría correspondiente a una mezcla densa (D), semidensa (S) o gruesa (G).
En el caso de mezclas de alto módulo, se añaden las letras MAM a la designación.
Para las mezclas semicalientes, se añade la palabra “semicaliente” al final de la designación de la mezcla.
Mezclas Bituminosas para Capas de Rodadura: Drenantes y Discontinuas
Las mezclas bituminosas para capas de rodadura se designan según la nomenclatura establecida en la norma UNE-EN 13108-7 y UNE-EN 13108-2, respectivamente.
Mezclas Bituminosas Drenantes
Se definen como mezclas bituminosas drenantes aquellas formadas por un betún asfáltico, áridos con granulometría continua y baja proporción de árido fino, polvo mineral y, opcionalmente, aditivos. En estas mezclas, el betún cubre todas las partículas del árido, dejando una alta proporción de huecos interconectados que les confiere propiedades drenantes. Pueden emplearse en capas de rodadura de 4 a 5 cm de espesor.
La designación de estas mezclas sigue el siguiente esquema:
- PA: Indica que la mezcla bituminosa es de tipo drenante.
- D: Tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un 90% y un 100% del total del árido.
- Ligante: Tipo de ligante hidrocarbonado utilizado.
Mezclas Bituminosas Discontinuas
Estas mezclas se caracterizan por una marcada discontinuidad granulométrica en los tamaños inferiores del árido grueso. Se utilizan en capas de rodadura con espesores reducidos de 2 a 3 cm, y el tamaño máximo del árido no supera los 11 mm.
La designación de estas mezclas sigue el esquema establecido en la norma UNE-EN 13108-2.
Donde:
- BBTM: indicación relativa a que la mezcla bituminosa es de tipo discontinuo.
- D: tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un noventa y un cien por ciento (90% y 100%) del total del árido.
- Clase: designación de la clase de mezcla discontinua (A o B).
- Ligante: tipo de ligante hidrocarbonado utilizado.
Microaglomerados en Frío
Los microaglomerados en frío se definen como mezclas bituminosas con la consistencia adecuada para ser aplicadas directamente en la obra, fabricadas a temperatura ambiente mediante emulsión bituminosa, áridos, agua y, en algunos casos, polvo mineral y aditivos.
Estos microaglomerados se utilizan principalmente para mejorar las características superficiales, como la textura y la resistencia al deslizamiento. Se aplican en capas muy delgadas, generalmente no superiores a 1,5 cm, en una o dos capas, según sea necesario.
Es obligatorio que los microaglomerados cuenten con el marcado CE y la información correspondiente de acuerdo con la norma UNE-EN 12273.
La designación de un microaglomerado en frío sigue el siguiente esquema:
- MICROF: Denominación de un microaglomerado en frío.
- D: Tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un 90% y un 100% del total del árido.
- sup/inf: Indicación del uso en capa única (sup) o como capa inferior (inf).
- Ligante: Tipo de emulsión utilizada.
