Un firme de asfalto perfectamente compactado

Un firme de asfalto perfectamente compactado

ES
Nr. 52
Un firme de asfalto
perfectamente
compactado
Un firme de asfalto
perfectamente
compactado
A veces parece una escena de una película de acción: coches nuevos de gran cilindrada giran a gran
velocidad sobre su propio eje en la enorme superficie redonda y se paran de golpe por un espectacular
frenazo en seco. Pero en los coches, equipados hasta arriba con aparatos de medición, no hay dobles
de acción, sino ingenieros, y no estamos en Hollywood, sino en Aldenhoven, cerca de Aquisgrán, encima de una antigua mina de carbón. Aquí, en el área dinámica de aproximadamente 38.000 metros
cuadrados perteneciente a ACI GmbH, una empresa de la Universidad Técnica RWTH de Aquisgrán, ingenieros automovilísticos prueban cada día nuevos componentes y sistemas. Los investigadores
necesitan para sus estudios científicos un firme de asfalto impecable, homogéneo y perfectamente
plano. Para este exigente tipo de obras de “carretera”, la constructora Wurzel Bau GmbH apuesta por
las tecnologías de compactación de tierras y asfalto de Hamm.
Proyecto:
Construcción de una pista de pruebas
para el desarrollo de vehículos
Máquinas:
compactador monocilíndrico 3625,
compactadores tándem DV 90 VO
Daten von OpenStreetMap - Veröffentlicht unter CC-BY-SA 2.0
Tecnología:
vibración (compactación de tierra) /
oscilación (compactación de asfalto)
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“Emil Mayrisch” se llamaba la última mina
de hulla en la zona de Aquisgrán, cerca de la
frontera de Alemania con Bélgica y los Países
Bajos. Desde diciembre de 1992, la actividad
minera está parada y la explotación cerrada.
Tras el rellenado de la mina y la demolición
de todos los edificios quedó una superficie
enorme en medio de grandes campos, ideal
para una pista de pruebas de coches, donde
científicos e ingenieros pueden probar a fondo sus últimos desarrollos.
Así nació el “área dinámica” del “Automotive Testing Centre” (ATC) de la Universidad Técnica RWTH de Aquisgrán, toda una
obra de arte de los ingenieros de caminos. El
firme circular de asfalto, de 210 m de diámetro, es utilizado por varios institutos de esta
prestigiosa Universidad. En la actualidad,
sus investigaciones giran en torno a los temas de seguridad de conducción, eficiencia
energética y nuevos sistemas de propulsión.
Disponer de una superficie de asfalto homogénea y perfectamente plana, cuyas características se mantengan constantes durante
años, es una condición primordial para obtener resultados de ensayos científicamente válidos. El pliego de condiciones lo explica con
estas palabras: “Las exigencias de calidad del
firme son muy elevadas en la zona del área
dinámica, de modo que la construcción debe
realizarse con suma precisión.” La adjudicataria fue la Wurzel Bau GmbH de Jülich. La
empresa lleva muchos años trabajando con
éxito con maquinaria del grupo Wirtgen y
superó con nota el desafío de Aldenhoven
con la ayuda de compactadores de Hamm y
pavimentadoras de Vögele.
Compactación de la base con
compactador monocilíndrico
de 25 toneladas
Las exigencias de calidad para la propia base
ya eran muy estrictas. Y es que para conseguir un área dinámica con unas características adecuadas y perfectamente plana, la base
debe ser suficientemente resistente, libre de
movimientos de asiento y hundimientos.
Por eso, en Aldenhoven, la subbase hidráulica recibió un tratamiento especial: para
evitar grietas incontroladas en la subbase
hidráulica especialmente resistente, cada pocos metros se practicaron entalladuras en la
capa recién extendida. A continuación, un
compactador monocilíndrico Hamm 3625
HT compactó la capa de 15 cm de grosor
mediante vibración. Con el movimiento del
compactador monocilíndrico de 25 toneladas de peso sobre la subbase hidráulica recién
extendida se provocaron selectivamente grietas a partir de las ranuras practicadas. “De
esta forma evitamos que más adelante se formen grietas anchas en la subbase hidráulica
que provoquen la destrucción de la capa”,
explica Peter Schiefer, ingeniero y director
facultativo de Wurzel Bau GmbH.
Planicidad perfecta en
38.000 metros cuadrados,
una tarea para Vögele y Hamm
El firme de hormigón asfáltico se construyó
en tres capas (AC 22 TS / AC 16 BS / AC 11
DS). Los requisitos extraordinariamente elevados en cuanto a áridos y mezcla garantizaron unas tolerancias reducidas en las características del material y una elevada resistencia
al pulido. Pero el requisito más importante
de los clientes era la planicidad. El firme del
área dinámica y del acceso contiguo debía
ser completamente plano. Al mismo tiempo
se exigía una pendiente muy suave del 1%
para la evacuación del agua de lluvia. Para
la compactación de las tres capas, con unos
requisitos mucho más elevados que en obras
de carreteras habituales tanto en la compactación previa como en la final, Wurzel aprovechó las ventajas de los compactadores tándem Hamm DV 90 con oscilación. Y, por
supuesto, utilizó la pavimentadora de asfalto
con regla de extendido de alta compresión
de Vögele.
El compactador monocilíndrico Hamm 3625 HT
compacta la superficie ranurada con la máxima
amplitud posible y una frecuencia reducida. De esta
forma produce grietas selectivas en la subbase hidráulica y evita movimientos de asiento posteriores
no deseados en el firme de alta calidad.
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El DV 90 cumple los requisitos más Cada borde debe tener la forma
estrictos
exacta
Hammtronic para un resultado
de compactación óptimo
La elaboración del proyecto corrió a cargo
de la ingeniería Tilke de Aquisgrán. Desde
hace años, esta empresa participa en la construcción de pistas de motorismo en todo el
mundo. Cuando las exigencias de calidad son
tan altas, no se puede dejar nada al azar. Así,
por ejemplo, las especificaciones incluían los
datos técnicos exactos de las máquinas: la
carga lineal estática debía alcanzar, como mínimo, 20 kg/cm. Con 28,9 kg/cm en el rulo
delantero y 27,1 kg/cm en el rulo trasero, el
DV 90 OV superó este valor sin problemas.
Al mismo tiempo se exigía un diámetro del
rulo de 1.100 mm, como mínimo. También
en este aspecto, el DV 90 OV cumplió la exigencia con un diámetro de 1.200 mm.
El hecho de que los investigadores de Aldenhoven puedan conseguir resultados significativos se debe en gran medida a dos
tecnologías de Hamm: el “Hammtronic” y
la “oscilación”. El sistema de gestión de la
máquina “Hammtronic” proporciona resultados de compactación óptimos, la mayoría
de veces sin que el conductor note nada. El
“Hammtronic” es un equipamiento de serie
del DV 90. Supervisa todas las funciones de
los motores y del vehículo, sobre todo el motor de tracción, la vibración, la oscilación y
las revoluciones del motor. El sistema de gestión electrónica del motor adapta el sistema
de vibración y la velocidad de marcha a las
condiciones de uso de cada momento.
El motivo de estos requisitos es que los compactadores con una elevada carga lineal y rulos de gran diámetro no producen rebordes
durante la compactación, gracias a sus características geométricas. El cociente Nijboer,
que expresa el ratio entre la carga lineal estática y el diámetro del rulo, describe esta relación. Con un cociente Nijboer de 0,23 kg/
cm2, el DV 90 OV ofrece ya solo con los
parámetros de la máquina unas propiedades
excelentes para conseguir superficies perfectamente planas.
En el área dinámica no era posible colocar
el asfalto directamente al lado de otra zona
aún caliente, así que para conseguir una
compactación perfecta en las zonas de transición de las bandas de asfalto, de tan sólo
5 m de ancho, los expertos en construcción
de carreteras de Jülich utilizaron el equipo
de compresión de bordes para darle a cada
banda de las capas de base, adhesiva y del
firme la forma requerida.
Las ventajas de las cabinas de los compactadores DV se muestran sobre todo a la hora
de compactar y formar los bordes. La cabina
panorámica, con vista despejada de los rulos,
puede desplazarse lateralmente por ambos
lados, de modo que sobresale ampliamente
del bastidor. Gracias a las paredes de vidrio,
en la posición desplazada ofrece a los conductores una vista perfecta de la superficie
a compactar. El conductor no tiene que inclinarse ni doblar la espalda, sino que puede
quedarse sentado en posición recta y relajada
en la espaciosa cabina.
En el caso de los compactadores tándem de
la serie DV, el Hammtronic se combina además con el sistema de asistencia al conductor
HI-DRIVE, que asegura que los procesos
de frenada y aceleración de la velocidad de
marcha en caso de cambio de dirección se
produzcan de forma suave. El resultado es
una superficie de asfalto plana y sin rebordes.
Una columna de Vögele formada por un alimentador MT 1000-1 y una pavimentadora Super 1800-2
con regla de extendido de alta compresión se
ocupa de la colocación del firme. Detrás se sitúan
dos compactadores de oscilación DV 90 OV para
compactar el asfalto.
Uno de los dos DV 90 está equipado con un equipo
de compresión de bordes. En una de sus últimas
pasadas, este equipo compacta el asfalto lateralmente en la zona de los bordes para darle la forma
deseada a la zona de transición.
05
Pruebas al servicio de la seguridad vial
Con una superficie de unos 38.000 metros
cuadrados y un diámetro de 210 metros, el
área de simulación de la dinámica de vehículos
y del tráfico constituye el núcleo de la primera
fase de construcción del Centro de Pruebas
Automovilísticas (ATC) de Aldenhoven-Siersdorf.
A ello se añaden unos 7.000 metros cuadrados
para accesos y salidas. En las instalaciones se
desarrollan sistemas de asistencia al conductor
que contribuirán a incrementar la seguridad de
vehículos y del tráfico. En caso de urgencia, tales
sistemas pueden intervenir en lugar de conductores
despistados y activar automáticamente el freno
o la dirección. “Es obvio que las tecnologías de
este tipo no se pueden probar en vías públicas.
Por eso necesitamos una pista de prueba como
la de Aldenhoven”, declaró el catedrático Stefan
Gies, en aquel momento director del Instituto de
Automovilismo de la Universidad Técnica RWTH de
Aquisgrán.
Otro de los grandes temas es la mejora de la
eficiencia energética de los vehículos. Modificando
pequeños detalles en muchos componentes
del vehículo puede reducirse, por ejemplo, la
resistencia a la rodadura de las ruedas. Las
modificaciones en el diseño se prueban en circuitos
cerrados, tales como la instalación en Aldenhoven.
Una superficie perfecta gracias
a la oscilación
La oscilación también redunda en beneficio de la calidad de la superficie. Con la
vibración se producen golpes verticales en
la superficie compactada. En la compactación dinámica con oscilación, en cambio, se
transmiten fuerzas de empuje tangenciales al
material a compactar. De esta forma el rulo
está además constantemente en contacto con
el suelo, de modo que se consigue una compactación más rápida. Otra ventaja es que en
las zonas de transición entre dos bandas de
asfalto, la oscilación evita daños en el lado
acabado y más enfriado. Además, el asfalto
puede cruzarse sin problemas en dirección
transversal, sin riesgo de causar una compactación excesiva.
El denso control de compactación en toda
la superficie con sondas de isótopos durante
la fase de construcción confirmó la elevada
calidad del firme. Se determinó el grado de
compactación cada 100 metros cuadrados,
es decir, en casi 400 puntos de medición,
y siempre se cumplieron los estrictos requisitos, tal y como explicó satisfecho Peter
Schiefer, ingeniero y director facultativo de
la obra.
06
El centro alemán para la navegación aérea y
espacial (DLR) promueve la construcción de un
entorno de desarrollo y pruebas de Galileo (GATE)
en el mismo emplazamiento. Su objetivo es el
desarrollo de nuevas aplicaciones basadas en
comunicación por satélite antes de la instalación del
sistema europeo de navegación por satélite Galileo.
Los investigadores están pensando sobre todo en
asistentes para vehículos de la próxima generación
que detecten un accidente con la ayuda de Galileo
y adviertan a los conductores siguientes del lugar
exacto del mismo con la ayuda de sistemas de
comunicación entre vehículos.
Máquinas de construcción premiadas en la pista
de pruebas: los compactadores DV de Hamm
recibieron el iF Gold Award. Este premio internacional al diseño subraya la excelente funcionalidad, el
diseño ergonómico y el elevado nivel de seguridad
de estos compactadores tándem.
07
Planicidad perfecta
En los controles de planicidad con la regla de
4 metros se permitían tolerancias máximas
de 8 mm en la capa de base, 5 mm en la capa
adhesiva y 3 mm en el firme. Los estrictos
requisitos para el firme se alcanzaron ya en
la capa de base. En el firme, la constructora Wurzel Bau GmbH volvió a superar con
creces estas exigencias. Esto significa que los
compactadores de Hamm hicieron un excelente trabajo en cada una de las 4 capas.
Los ingenieros de la Universidad Técnica
RWTH de Aquisgrán pueden dar testimonio de ello porque están entusiasmados con
la calidad del resultado.
Apoyo profesional por la filial
Wirtgen Windhagen
La construcción de esta área dinámica planteó muchos retos, desde las terracerías hasta
el firme se requería la máxima precisión. Por
eso era esencial contar con un buen asesoramiento y elaborar un proyecto muy esmerado antes de comenzar las obras. El ingeniero
Schäfer explica: “En todas las cuestiones relacionadas con la maquinaria, los profesionales de Wirtgen Windhagen y los expertos
en aplicaciones de Hamm nos han prestado
un apoyo excelente con sus conocimientos.” Y añade orgulloso: “Sin duda, el asesoramiento activo antes y durante la fase de
construcción ha contribuido al éxito de esta
obra que el cliente ha aceptado sin ningún
tipo de reclamación.”
Excelentes vistas: desplazada hacia el lateral y con
el asiento en el borde, la cabina de vidrio ofrece
al conductor una visión perfecta de la superficie a
compactar y del rulo.
Información legal:
Dirección de la redacción:
Hamm AG
Hammstr. 1, 95643 Tirschenreuth
Germany
Phone: +49 (0) 9631 80 - 0
Email: [email protected]
www.hamm.eu
El pliego de condiciones generales exigió una revisión a fondo de las máquinas antes de comenzar
las obras. En el marco de estos preparativos, el
asesor de aplicaciones Gerd Lenz pudo transmitir
valiosos consejos para las labores de compactación. El jefe de obras, Manfred Backus, se mostró
muy satisfecho con el competente apoyo recibido
por parte de Hamm.
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Hamm 220 68 67 - ES01
2012-04