Construcción de una calzada con asfalto con temperatura reducida.

Desde 2019, el centro de la ciudad alemana de Karlsruhe experimenta una completa remodelación en torno a la Kriegsstraße: donde hasta ahora había una calle ancha con mucho tráfico, en el futuro habrá más espacio para peatones, una línea de tranvía y una alameda con carriles bici. Al mismo tiempo, se está construyendo una línea de ferrocarril metropolitano y el tráfico en tránsito se desplaza a un túnel de 1,6 km de longitud. Para el extendido en el túnel a remodelar que pasa por debajo de la Kriegstraße había especificaciones estrictas: para reducir las emisiones la empresa de construcción adjudicataria debía utilizar máquinas con filtro de partículas para motores diésel y asfaltos con temperatura reducida. Con extendedoras de Vögele y rodillos de Hamm, la joint venture de las empresas Schleith y Züblin formada para la construcción del túnel, conocida como Arge “Tunnel Kriegsstraße”, cumple los requisitos y extiende la mezcla de forma eficiente y con alta calidad.

En el extendido de los dos tubos, con anchuras de 5,30 m y 6,80 m, el cliente Kasig (Karlsruher Schieneninfrastruktur-Gesellschaft) dio gran importancia a la protección del equipo de extendido. Por ello, en el túnel solamente podían trabajar rodillos y extendedoras con filtro de partículas para motores diésel. Además, era obligatoria la aplicación de asfaltos de baja temperatura: dado que su temperatura de extendido se encuentra unos 30° C por debajo de la de los asfaltos calientes, se reducen considerablemente las exposiciones a humos, emisiones y altas temperaturas a las que suele estar sometido el equipo de extendido. Además, lo expertos parten de la base de que los asfaltos con temperatura reducida son muy resistentes a la deformación. Lo que es especialmente efectivo en una carretera muy transitada, como es el caso de este túnel de Karlsruhe.

CON LAS EXTENDEDORAS DE VÖGELE Y LOS RODILLOS DE HAMM SE CONSTRUYÓ UNA CALZADA DE ALTA CALIDAD CON COMPACTADO UNIFORME.

Extendido y compactación

El procesado, por el contrario, lleva consigo algunos desafíos: en el proyecto de Karlsruhe, la utilización de ceras especiales hizo que la mezcla pudiera compactarse incluso a bajas temperaturas. Si bien, estos asfaltos se endurecen de golpe en el momento en que la temperatura de los mismos baja de un nivel crítico determinado. Por ello, la mezcla tuvo que extenderse y compactarse con la mayor rapidez posible y sin interrupciones. La empresa Martin Paschmann Asphaltbau, utilizó para ello dos extendedoras Vögele del tipo Super 1800-3i, así como tres rodillos de Hamm: uno combinado del tipo DV+ 90i VT-S, uno tándem DV+ 70i VV-S y uno compacto HD 14i VO.

Para que los rodillos pudieran tener el máximo de tiempo posible para realizar la compactación, en la obra hubo que realizar una perfecta coordinación: aparte de un transporte de la mezcla sin contratiempos, se trataba de realizar un extendido eficiente y continuo. Aquí fue donde la Super 1800-3i pudo mostrar sus puntos fuertes: con su transporte y distribución del material eficaz y cuidadoso, estas máquinas consiguen altos rendimientos de extendido y, con ello, también pueden extender asfaltos con temperatura reducida en alta calidad. A ello contribuye, sobre todo, el soporte del sinfín de distribución calentado, que Vögele ya ha patentado. El mismo se encuentra en el punto donde el material cae y se distribuye transversalmente en el sinfín de distribución.

Como en las extendedoras de Vögele su superficie se calienta uniformemente, en el caso de asfaltos con temperatura reducida ahí tampoco se adhiere material. Además, la calefacción eléctrica de la regla hace que los otros componentes, que tienen contacto con el material, es decir, las chapas alisadoras y los grupos de compactación, también se calienten de forma constante. Esto garantiza una estructura superficial uniforme y reduce, además, la suciedad de los componentes de la máquina.

EN LA OBRA SE UTILIZARON DOS EXTENDEDORAS VÖGELE DEL TIPO SUPER 1800-3I, ASÍ COMO TRES RODILLOS DE HAMM: UNO COMBINADO DEL TIPO DV+ 90I VT-S, UNO TÁNDEM DV+ 70I VV-S Y UNO COMPACTO HD 14I VO.

Alta precompactación

Además de un extendido limpio y preciso, la precompactación también es decisiva. En el túnel de coches de Karlsruhe se utilizaron las reglas extensibles AB 500 y AB 600, ambas equipadas con los grupos de compactación támper y vibración. Con ello, las extendedoras pudieron conseguir una elevada precompactación y, seguidamente, reducir el número de pasadas necesarias. También el concepto de mando ErgoPlus 3 aumentó la eficiencia y la calidad del extendido: dado que la viscosidad del asfalto con temperatura reducida, que es superior a la de la mezcla caliente, también repercutió en la determinación de la medida de compactación con los rodillos, las funciones automáticas de AutoSet Plus resultaron especialmente útiles. Pues con la función “Guardar programas de extendido”, el operario de la extendedora pudo guardar los parámetros de extendido utilizados y volverlos a activar al día siguiente o en el nuevo tramo de obra con solo pulsar un botón.

Desafío en la compactación

Además de los desafíos presentados durante el extendido, Sebastian Boldt, capataz de Schleith, puso de manifiesto que “para la flota de rodillos, la realización de la compactación final fue más exigente que en el caso del extendido caliente, pues el margen de tiempo disponible hasta alcanzar la compactación es mucho menor en el caso de asfaltos con temperatura reducida”. Debido al escaso margen de tiempo, los rodillos tuvieron que trabajar muy cerca de la extendedora y en bandas cortas, regulares. “De esta forma, los rodillos pudieron aportar una gran energía de compactación en el poco tiempo disponible. Además, el asfalto con temperatura reducida también puede compactarse homogénea y dinámicamente por toda la calzada, es decir, con vibración u oscilación”, afirmó Axel Mühlhausen, experto en aplicaciones de Hamm.

Si la flota de rodillos ha de estar formada por rodillos tándem y combinados, los faldones térmicos son de gran ayuda para evitar el enfriamiento rápido de los neumáticos. El extendido de asfalto de los túneles se realizó en dos tramos de obra. “En el primero, un tramo muy corto, adaptamos el proceso de extendido y el esquema de los rodillos a la capacidad de compactación de la mezcla”, según Christian Riede, que en su calidad de director de obras de la empresa Schleith se encargó de la coordinación de los trabajos de asfaltado. “Aún cuando el hormigón asfáltico con temperatura reducida utilizado puede procesarse durante un tiempo relativa mente largo, su solidificación posterior se produce de repente. Este aumento repentino de la rigidez dificulta el trabajo de compactación y es una diferencia esencial respecto al asfalto caliente convencional. Esto demuestra nuevamente que la utilización del margen de tiempo correcto es un factor de éxito esencial para la compactación de alta calidad”.

Aplicación para rodillos combinados

En la compactación de la capa portante e intermedia de hormigón asfáltico, el cliente había prescrito la utilización de rodillos de peso medio para la primera pasada. En consecuencia, se utilizó un rodillo combinado de Hamm del tipo DV+ 90i VT-S, de unas 9 toneladas. Primero compactó la mezcla, que al principio tendía al desplazamiento, con los neumáticos, por lo que se creó una estructura densa. El tambor se encargó, seguidamente, de crear la regularidad superficial necesaria. Si además, el rodillo se acerca diagonalmente a la extendedora, se evita la formación de ondulaciones. En la compactación de mezclas con tendencia al desplazamiento en las capas intermedia y de base o en las capas combinadas de base y rodadura, los neumáticos compactan el material sin desplazarlo ni agrietarlo. Para ello, el rodillo de neumáticos necesita una tracción elevada. En los rodillos de Hamm, la regulación antideslizamiento asegura exactamente la misma en cualquier situación. Además, el diseño inteligente de la suspensión de las ruedas con compensación de nivel en el DV+ se encarga de que el peso sea repartido uniformemente en el subsuelo.

EN EL TÚNEL DE COCHES DE KARLSRUHE SE UTILIZARON LAS REGLAS EXTENSIBLES AB 500 Y AB 600, AMBAS EQUIPADAS CON LOS GRUPOS DE COMPACTACIÓN TÁMPER Y VIBRACIÓN.

Para la compactación extra se incluyó en el equipo un rodillo tándem HD 14i VO, de 4,5 t, y un rodillo tándem con dirección pivotante DV+ 70i-VV-S, pues, debido al margen de tiempo abreviado, la energía de compactación tenía que aplicarse rápidamente. En el extendido de un firme de asfalto sin delimitación, la zona de los bordes se ha de presionar y compactar rápidamente en el momento en que el asfalto presenta suficiente resistencia a la deformación. En el túnel, esto no fue necesario dado que el extendido se realizó entre dos canales ranurados previamente instalados.

Balance positivo

Una vez extendido el último tramo del túnel, los equipos de Martin Paschmann Asphaltbau y Schleith hicieron un balance de la obra: “El extendido de asfalto con temperatura reducida todavía es nuevo para muchos. Por ello faltan valores empíricos, especialmente en lo relativo al comportamiento del material en la compactación. Por este motivo, realizamos una supervisión constante de la densidad con ayuda de una sonda isotópica. Tanto las mediciones como los análisis de laboratorio posteriores confirman que con las extendedoras de Vögele y los rodillos de Hamm hemos construido una calzada de alta calidad con compactado uniforme”, afirmó Christian Riede.