Resumen de Evaluación de la rigidez dinámica y caracterización acústica de mezclas bituminosas
El ruido ambiental es una de las formas de contaminación más presentes en las sociedades industrializadas. Dentro de las distintas actividades que generan este tipo de contaminación, es el tráfico rodado el que reviste mayor importancia, debido a la amplia implantación en el territorio (vías de gran capacidad, travesías, calles) y del volumen de población afectada. El ruido del tráfico puede tener distintas fuentes, siendo el contacto entre el neumático y el pavimento (ruido de rodadura) la fuente que tiene mayor importancia para la mayor parte de vehículos y velocidades de circulación. Es precisamente sobre el ruido de rodadura, y sobre los mecanismos relacionados con él, sobre lo que se centran los estudios realizados en esta tesis. Existen varios parámetros relacionados con los mecanismos de generación del ruido de rodadura sobre los que se ha investigado en los últimos años, tales como la macrotextura de la capa de rodadura o la impedancia acústica; sin embargo, existen pocos estudios sobre uno de los parámetros que también podría tener cierta importancia, especialmente en las medias frecuencias del espectro de emisión sonora: la rigidez dinámica de las capas de rodadura. En la primera parte de esta tesis se presenta el desarrollo de la técnica llevada a cabo en nuestro laboratorio y la metodología empleada para la determinación de la rigidez dinámica y de la impedancia mecánica de mezclas bituminosas tanto en medidas in situ como en laboratorio (sobre probetas o testigos). Las medidas de rigidez dinámica nos permiten determinar qué características de las mezclas son las más adecuadas para reducir el valor de este parámetro (rigidez dinámica), y de este modo diseñar capas de rodadura más silenciosas. De los resultados obtenidos se deduce que tanto las mezclas en frío como las mezclas templadas destacan por su bajo valor de rigidez dinámica, por lo que se presentan como mezclas capaces de reducir el ruido de rodadura en medias frecuencias, por mecanismo relacionados con la rigidez de la capa de rodadura. Otros parámetros como el contenido en huecos o en material RAP han demostrado disminuir la rigidez, aunque estos descensos han sido menores que los obtenidos variando su temperatura de fabricación. Por otro lado, a partir de los espectros de impedancia mecánica (magnitud equiparable a la rigidez dinámica) de las mezclas bituminosas, se presenta la aplicación de un método no destructivo para la determinación de su módulo de Young sobre probetas. Posteriormente se establece la relación empírica existente entre los valores de rigidez dinámica y módulo de Young. En la segunda parte de esta tesis se caracterizan acústicamente, tanto en laboratorio como en tramos experimentales, varias mezclas bituminosas novedosas por su composición o por su proceso de fabricación. Estas mezclas son las denominadas XSMA (Mezclas SMA con características novedosas) y las BBTM 11A con alto contenido en polvo de caucho añadido por vía húmeda (BMAVC). En esta última mezcla se estudia la evolución a medio plazo de sus características acústicas y los mecanismos de generación relacionados con el ruido de rodadura. Para la caracterización acústica se ha desarrollado una metodología de auscultación, diseñando las piezas necesarias, que permite la auscultación simultánea y sobre la misma trayectoria de las medidas del ruido de rodadura y del perfil de la carretera. Con estas medidas ha sido posible establecer la relación entre distintos parámetros superficiales como el IRI y la MPD y los niveles de ruido a distintas frecuencias del espectro de emisión sonora. En las mezclas BBTM 11A, la regularidad superficial (IRI) se ha mostrado como determinante en las medias frecuencias (630 - 800 Hz), mientras que la importancia de la macrotextura (MPD) se sitúa en frecuencias menores (200 ¿ 500 Hz). Se han catalogado acústicamente varias de las mezclas estudiadas por el LA2IC en los últimos años, comparándolas entre ellas: Mezclas SMA, BBTM 11A, PA, LB y AC. Esta comparación permite catalogar la mezcla SMA8 con polvo de caucho añadido por vía seca como Mezcla Bituminosa Sono-Reductora tipo A (Excelente reducción sonora), y proponerla como medida para su aplicación en los Planes de Acción contra el ruido de ciudades con problemas asociados con la contaminación acústica. Por último, volviendo al principio y al preocupante problema de la contaminación, las mezclas estudiadas en esta tesis no sólo permiten combatir el ruido ambiental, sino que hacen uso de materiales reciclados como el polvo de caucho o el RAP (material fresado de capas de rodadura agotadas), evitando la acumulación de estos materiales de desecho en vertederos. También se estudian mezclas templadas y mezclas en frío, con las que se reduce el consumo de energía y la generación de gases de efecto invernadero. En definitiva, los trabajos desarrollados en esta tesis se centran principalmente en el estudio de las propiedades acústicas de mezclas bituminosas novedosas, algunas de las cuales incorporan otras características respetuosas con el medio ambiente (fabricación en frío, polvo de caucho, RAP) que pueden mejorar su comportamiento.
