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La Adherencia Entre Capas de un Pavimento Flexible

27 de abril de 2022

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LA ADHERENCIA ENTRE CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE

Acercando la vialidad a los arquitectos Nº 008 – MAYO 2022

Por Julián Rivera

Si una viga simplemente apoyada estuviera formada por varias capas de espesor delgado, colocadas unas sobre otras, sería menos resistente a la flexión que una viga monolítica de igual altura total, o que la misma viga de delgadas capas, pero con ellas adheridas fehacientemente entre sí. Esto puede demostrarse con la teoría básica de la flexión, que dice que la tensión debida a ella en cualquier sección es directamente proporcional a la relación entre el momento flector y su módulo resistente. Como este último es, a su vez, directamente proporcional al cuadrado de la altura en una sección rectangular (como modelo simplificado), se evidencia la importancia de poseer espesores de capa considerables y netamente adheridos entre sí.

Profundicemos un poco sobre lo planteado. En esa viga la mitad superior de la sección está sometida a esfuerzos de compresión y la inferior a tracción. Por la condición de equilibrio de fuerzas en toda la sección, las fuerzas de compresión quedan equilibradas con las de tracción. Ahora bien, si se analizase sólo una de las láminas de la sección, el esfuerzo resultante en la misma sólo sería equilibrado por un esfuerzo cortante y de sentido opuesto. Este esfuerzo cortante se ve materializado por la adherencia en los sistemas multicapas, y de allí su importancia.

Los pavimentos flexibles son un ejemplo particular de todo lo expuesto, pues en su materialización se generan interfases que pueden afectar el comportamiento monolítico del espesor total. La existencia de superficies de intertrabado y de riegos de liga en esas interfases, dada la discontinuidad generada, da origen a una situación que merece un análisis específico; pues generalmente el diseño estructural de los pavimentos flexibles considera que el conjunto de capas actúa en forma perfectamente solidaria frente a las cargas de tránsito, aunque esto en la práctica puede no suceda.

Para fortalecer los conceptos volcados, en la Figura que acompaña este artículo se muestra el perfil del pavimento multicapa y su modelado mediante dos opciones ideales de vigas simplemente apoyadas. En la situación A se tiene una viga monolítica con adherencia perfecta entre capas, como las que suponen mayoritariamente los métodos de cálculo, y en la situación B dos vigas superpuestas cuya adherencia entre capas es nula. Se puede observar, para un mismo valor de F la tensión generada en la situación A es la mitad de la generada en la situación B. Se concluye que, debido a la falta de adherencia, en la situación B la deflexión en el centro de la viga aumenta, la distribución de tensiones se modifica drásticamente y la tensión de tracción en la interfase se incrementa.

Cuando en la práctica se tiene pavimentos que se asemejan a la situación B, la falta de adherencia entre las capas genera una reducción en la vida útil y la presencia de fallas prematuras, con consecuencias económicas considerables. Por esto, el sistema de capas superpuestas debe actuar solidariamente, pues la relación íntima que tienen sus componentes lleva a que su comportamiento satisfactorio no sea sólo derivado del comportamiento individual de cada parte constituyente, sino también de esta relación.

El mecanismo que contribuye a la resistencia al corte en la interfase es complejo e interactivo, y escapa a los alcances de este artículo, el primero que vamos a dedicar a la temática de interfases. Esto se debe a que, como muchos fenómenos de la ingeniería, en servicio la adherencia es difícil de medir u observar sin impactar en el proceso; como también es difícil aislar los variados componentes que contribuyen a la adherencia total entre las capas asfálticas involucradas. Como resultado de esto, existen aún zonas de grises en el conocimiento relacionado y diferentes opiniones respecto de cómo cada componente contribuye a la adherencia entre capas, tanto como de los mecanismos asociados con las fallas por despegue.

Pero, no bien lo expresado, sí es posible señalar para las obras una serie de “buenas prácticas” que pueden implementarse, sobre todo en función de la tipología de materiales que generan esa interfase; para obtener así materializaciones que nos acerquen lo más posible al modelo A ya explicado.

Estas buenas prácticas, serán motivo de los futuros artículos mensuales de esta sección.