El asfalto de masilla de piedra ( SMA ), también llamado asfalto de matriz de piedra , se desarrolló en Alemania en la década de 1960 y los primeros pavimentos de SMA se colocaron en 1968 cerca de Kiel . [1] Proporciona un material de superficie duradero y resistente a la deformación, adecuado para carreteras con mucho tráfico. SMA se ha utilizado en Europa, Australia, Estados Unidos y Canadá como una opción de revestimiento asfáltico duradero para calles y autopistas residenciales. SMA tiene un alto contenido de agregado grueso que se entrelaza para formar un esqueleto de piedra que resiste la deformación permanente . El esqueleto de piedra se rellena con una masilla de betún y masilla a la que se añaden fibras para proporcionar una estabilidad adecuada al betún y evitar el drenaje del aglutinante durante el transporte y la colocación. La composición típica de SMA consiste en 70-80 % de agregado grueso, 8-12 % de relleno, 6,0-7,0 % de aglutinante y 0,3 por ciento de fibra.
La capacidad de resistencia a la deformación del SMA proviene de un esqueleto de piedra grueso que proporciona más contacto piedra con piedra que con las mezclas asfálticas densas (DGA) convencionales (ver imagen de arriba). La durabilidad mejorada del aglutinante es el resultado de un mayor contenido de betún, una película de betún más espesa y un menor contenido de huecos de aire. Este alto contenido de betún también mejora la flexibilidad. La adición de una pequeña cantidad de celulosa o fibra mineral evita el drenaje del betún durante el transporte y colocación. No existen directrices de diseño precisas para las mezclas de SMA disponibles en Europa. Las características esenciales, que son el esqueleto del agregado grueso y la composición de la masilla, y la consiguiente textura de la superficie y la estabilidad de la mezcla, están determinadas en gran medida por la selección de la clasificación del agregado y el tipo y proporción de relleno y aglutinante. En los EE. UU. , se desarrollaron pautas detalladas de diseño de mezclas para SMA y las publicó la Asociación Nacional de Pavimentos Asfálticos de EE. UU. en su Publicación de Mejora de la Calidad QIP 122, como se indica en las referencias.
El SMA se mezcla y se coloca en la misma planta que se utiliza con la mezcla en caliente convencional. En las plantas discontinuas, el aditivo de fibra se agrega directamente al molino usando paquetes de prensa envueltos individualmente o equipos dispensadores a granel. Los tiempos de mezclado se pueden extender para asegurar que la fibra se distribuya homogéneamente en toda la mezcla y se controlen las temperaturas para evitar el sobrecalentamiento o daño a la fibra. En las plantas de tambores , se debe tener especial cuidado en garantizar que tanto el contenido de relleno adicional como el aditivo de fibra se incorporen a la mezcla sin pérdidas excesivas a través del sistema de extracción de polvo. Se prefieren los sistemas de llenado que agregan relleno directamente al tambor en lugar de alimento agregado. Las fibras granuladas se pueden agregar a través de sistemas diseñados para la adición de materiales reciclados , pero un medio más efectivo es la adición a través de una línea de entrega especial que se combina con la entrega de betún, de modo que la fibra sea capturada por el betún en el punto de adición a la mezcla. .
La principal diferencia al colocar SMA en comparación con DGA está en los procedimientos de compactación. Los rodillos de neumáticos múltiples no se utilizan debido a la posible aplicación de material rico en aglutinantes a la superficie del asfalto y el consiguiente lavado y recogida. El tráfico del asfalto recién colocado mientras aún está caliente puede tener el mismo efecto y, en general, es preferible que las superficies se enfríen por debajo de los 40 °C antes de abrirse al tráfico. El método preferido de compactación es utilizar rodillos pesados con ruedas de acero que no vibren. Si no están disponibles, se pueden usar rodillos vibratorios, pero la vibración debe mantenerse al mínimo para evitar la fractura de partículas de agregado grueso o la atracción del aglutinante hacia la superficie de la mezcla. El uso de aglutinantes modificados con polímeros puede disminuir la trabajabilidad de la mezcla y requerir un mayor esfuerzo de compactación para lograr altos estándares de densidad compactada. Lograr altos estándares de densidad compactada y bajos espacios de aire en el campo se ha identificado como un factor importante en el desempeño de todo el trabajo de SMA. El SMA normalmente se coloca con un espesor de capa mínimo de 2,5 a 3 veces el tamaño máximo nominal de partícula del agregado. Mayores espesores de capa ayudan a alcanzar estándares apropiados de densidad compactada.
Los agregados utilizados en SMA deben ser de alta calidad: bien formados, resistentes al aplastamiento y con una resistencia al pulido adecuada.
Los aglutinantes utilizados en SMA incluyen:
La fibra de celulosa se utiliza con mayor frecuencia en el trabajo de AME en Australia. Se ha descubierto que otros tipos de fibras, como la fibra de vidrio, la lana de roca , el poliéster e incluso la lana natural , son adecuados, pero la fibra de celulosa suele ser la más rentable. El contenido de fibra es generalmente del 0,3% (en masa) de la mezcla total.