ES2507965B1

ES2507965B1 - Anti-ice pavement

Info

Publication number: ES2507965B1
Application number: ES201330526A
Authority: ES
Inventors: Luis SÁNCHEZ MARCOS SÁNCHEZ
Original assignee: CORPORATE PLANNING RESULTS S L; CORPORATE PLANNING RESULTS SL; Obrascon Huarte Lain SA
Current assignee: Obrascon Huarte Lain SA
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2033-04-15
Also published as: ES2507965A1

Abstract

Producto fundente para empleo pavimentos que se caracteriza porque comprende cloruro sódico de origen mineral, cloruro sódico de origen marino, un compuesto higroscópico, un compuesto hidrofugante y una mezcla asfáltica, pavimento anti-hielo en capa de rodadura que comprende dicho producto fundente y método de obtención del mismo.Flux product for use in pavements characterized in that it comprises sodium chloride of mineral origin, sodium chloride of marine origin, a hygroscopic compound, a hydrophobic compound and an asphalt mixture, anti-ice pavement in a rolling layer comprising said melting product and method of Obtaining it.

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Pavimento anti-hielo. Anti-ice pavement

El objeto de la presente invención es un pavimento cuya capa de rodadura incorpora productos 5 fundentes e hidrofugantes para obtener un efecto anti-hielo en dicho pavimento. The object of the present invention is a floor whose tread layer incorporates melting and water repellent products to obtain an anti-ice effect on said floor.

Estado de la técnica State of the art

Es bien conocido el problema que representa para la seguridad vial la formación de hielo sobre 10 las calzadas de las carreteras, especialmente durante el invierno, y de forma permanente en ciertos países de climatología tradicionalmente fría como, por ejemplo, en los países del norte de Europa. The problem of the formation of ice on roads on roads is especially well known for road safety, especially during winter, and permanently in certain countries with traditionally cold weather conditions, for example, in the northern countries of Europe.

Los medios utilizados normalmente para reducir los riesgos de accidentes por acumulación de 15 hielo sobre la capa de rodadura de un pavimento, consisten en el extendido directo de sales fundentes, cuyo efecto se mantiene a corto o medio plazo, por una parte, por acción del agua y el tráfico, que lo van eliminando de la superficie, y por otra, debido al aumento de la temperatura en el pavimento. The means normally used to reduce the risks of accidents due to the accumulation of ice on the rolling layer of a pavement, consist of the direct spreading of melting salts, whose effect is maintained in the short or medium term, on the one hand, by the action of the water and traffic, which are removing it from the surface, and on the other, due to the increase in the temperature on the pavement.

20 twenty

Estas sales fundentes, por lo general cloruro de sodio de tamaño grueso, finalmente serán arrastradas al subsuelo y vegetación, con las consiguientes consecuencias medioambientales, así como la acción corrosiva que ocasiona en las estructuras metálicas y algunos efectos negativos que pueden ocasionar en el hormigón con el que entra en contacto. These melting salts, usually thick-sized sodium chloride, will eventually be dragged into the subsoil and vegetation, with the consequent environmental consequences, as well as the corrosive action that it causes on metal structures and some negative effects that can cause concrete with The one who comes in contact.

25 25

Otra inconveniencia del empleo de este tipo de sales mediante su extendido de forma mecánica sobre el pavimento, es que se realiza normalmente sobre carreteras principales ó de elevada intensidad de tráfico, por lo cual las numerosas vías de otro orden no reciben tratamiento alguno, o éste es muy reducido, haciéndose prácticamente intransitables y con alto riesgo para la circulación de vehículos en condiciones climatológicas adversas. 30 Another inconvenience of the use of this type of salts by means of its mechanical extension on the pavement, is that it is usually carried out on main roads or of high traffic intensity, so that the numerous roads of another order do not receive any treatment, or this one It is very small, becoming practically impassable and at high risk for the circulation of vehicles in adverse weather conditions. 30

Descripción de la invención Description of the invention

Las carreteras convencionales que no tienen tratamientos propios para la época invernal, como las carreteras de la red secundaria y carreteras comarcales, son susceptibles de ser tratadas para mejorar sus características y, de este modo, resolver el problema técnico planteado por la 35 presente invención. Conventional roads that do not have their own treatments for the winter season, such as secondary network roads and county roads, are likely to be treated to improve their characteristics and, thus, solve the technical problem posed by the present invention.

Así pues, dichas calzadas se tratan con un pavimento en capa de rodadura con lechadas bituminosas, en cuya composición incorporan productos fundentes e hidrofugantes que mantienen el efecto anti-hielo a lo largo de la vida útil de la capa de rodadura, ya que debido al 40 tráfico y a la erosión debida al mismo, se liberan partículas de sales fundentes, renovándose su capacidad anti-hielo. Thus, these roads are treated with a rolling layer pavement with bituminous grouts, whose composition incorporates melting and water-repellent products that maintain the anti-ice effect throughout the life of the rolling layer, since due to the 40 traffic and erosion due to it, particles of melting salts are released, renewing its anti-ice capacity.

Las carreteras en general que admitan tratamientos con lechadas bituminosas y/o mezclas asfálticas que debido a su textura superficial rugosa y de bajo espesor, son muy adecuadas 45 para el empleo de un fundente en su composición, pueden recibir éste tratamiento, por ello, el objetivo de la presente invención es crear un producto de efectos fundentes que reduzcan notablemente la adherencia en la interfase hielo-pavimento, eliminando el motivo de riesgo entre neumático y superficie de rodadura. Roads in general that admit treatments with bituminous grouts and / or asphalt mixtures that due to their rough and low-thickness surface texture, are very suitable for the use of a flux in their composition, can receive this treatment, therefore, the The objective of the present invention is to create a product with melting effects that significantly reduce adhesion in the ice-pavement interface, eliminating the risk motive between the tire and the running surface.

50 fifty

Más concretamente, el producto fundente para empleo en pavimentos se caracteriza porque comprende cloruro sódico de origen mineral, cloruro sódico de origen marino, un compuesto higroscópico, un compuesto hidrofugante y una mezcla asfáltica. More specifically, the melting product for use on pavements is characterized in that it comprises sodium chloride of mineral origin, sodium chloride of marine origin, a hygroscopic compound, a hydrophobic compound and an asphalt mixture.

En un segundo aspecto de la invención, el método de obtención del producto fundente indicado comprende añadir consecutivamente sus componentes en una hormigonera seca y mezclar los productos de forma simple. In a second aspect of the invention, the method of obtaining the indicated flux product comprises consecutively adding its components in a dry concrete mixer and mixing the products in a simple manner.

Finalmente, el pavimento en capa de rodadura objeto de la invención comprende arena de 5 sílice o similar y el producto fundente indicado en un porcentaje igual o inferior al 3% (se puede poner del 2-5%). Finally, the tread layer pavement object of the invention comprises 5 silica sand or the like and the melting product indicated in a percentage equal to or less than 3% (can be set at 2-5%).

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los 10 expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas. 15 Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For the experts in the field, other objects, advantages and characteristics of the invention will be derived partly from the description and partly from the practice of the invention. The following examples and drawings are provided by way of illustration, and are not intended to restrict the present invention. In addition, the present invention covers all possible combinations of particular and preferred embodiments indicated herein. fifteen

Exposición de un modo detallado de realización de la invención y ejemplo Statement of a detailed embodiment of the invention and example

El objetivo general del desarrollo es obtener un pavimento en capa de rodadura que incorpora productos fundentes e hidrofugantes que mantienen el efecto anti-hielo durante, prácticamente, 20 toda su vida útil. The general objective of the development is to obtain a pavement in a rolling layer that incorporates melting and water-repellent products that maintain the anti-ice effect for practically all their useful life.

Materiales constituyentes de la mezcla Constituent materials of the mixture

Para comprobar la eficacia del sistema, se realizó un estudio de laboratorio con el que se 25 empleó una arena silícea que encaja en el hueso LB-3 para lechadas, con su aportación de cemento, y una emulsión ECL-2 procedente de fábrica. El producto fundente se incorpora a la arena, ya que al ser un material pulverulento, no presenta problemas al formar parte de la mezcla mineral. To verify the effectiveness of the system, a laboratory study was carried out with a siliceous sand that fits in the LB-3 bone for grouts, with its contribution of cement, and an ECL-2 emulsion from the factory. The flux product is incorporated into the sand, since being a powdery material, it does not present problems as part of the mineral mixture.

30 30

Las probetas sobre las que se ha extendido la lechada bituminosa, son del tipo Marshall, careciendo de importancia el uso empleado en la fabricación de las mismas. The specimens on which the bitumen slurry has been extended are of the Marshall type, lacking the use used in their manufacture.

El fundente tiene la siguiente composición óptima y preferida aunque, en principio, las 35 variaciones en su composición mantiene las propiedades anti-hielo del fundente, tal y como se han indicado en la presente invención The flux has the following optimal and preferred composition although, in principle, the variations in its composition maintain the anti-ice properties of the flux, as indicated in the present invention


: % %

Clorumina Chlorine: 48 40-50 48 40-50

Cloruvacum Chloruvacum: 38 35-45 38 35-45

Higrocal Higrocal: 4 3-6 4 3-6

Hidrofix Hidrofix: 3 2-5 3 2-5

CMT CMT: 7 5-9 7 5-9

La Clorumina es de origen mineral, y no marina, de composición ClNa fundamentalmente. La Cloruvacum es ClNa de origen marino, de granulometría muy fina. El producto Higrocal es de 40 efecto higroscópico, aparte de otras funciones, como la absorción de la ligera humedad que puedan contener el resto de los componentes empleados en la formulación del fundente, evitando la posible formación de bolas o aglomeraciones, ambos realizando función de reductor de formación de hielo y absorbente de agua respectivamente. El componente Hidrofix, es un hidrofugante-impermeabilizante de masa, que actúa cerrando los poros de la mezcla asfáltica y 45 formando una película que repele el agua sobre ella, además de actuar como anticorrosivo. Chlorine is of mineral origin, and not marine, of ClNa composition mainly. The Cloruvacum is ClNa of marine origin, of very fine granulometry. The Higrocal product has a hygroscopic effect, apart from other functions, such as the absorption of the slight humidity that the rest of the components used in the flux formulation may contain, avoiding the possible formation of balls or agglomerations, both performing a reducing function of ice formation and water absorbent respectively. The Hidrofix component is a hydrophobic mass-waterproofing agent, which acts by closing the pores of the asphalt mixture and forming a film that repels water on it, in addition to acting as an anticorrosive.

Finalmente, La sal Vacum se presenta en sacos con ligera humedad y cierto grado de apelmazamiento, que desaparecen por efecto del cloruro cálcico y otros componentes durante la producción. Finally, Vacum salt is presented in sacks with slight humidity and a certain degree of caking, which disappear as a result of calcium chloride and other components during production.

Método de producción del fundente. 5 Flux production method. 5

Mediante simple mezclado con hormigonera de albañilería ó similar, incorporar los productos en el orden en que figuran en formulación. Una vez completada la carga, tapar la boca de la hormigonera para que no se produzcan pérdidas, pues se emplean materiales pulverulentos muy secos, así como para evitar ser aspirado por las personas que realicen el trabajo, aún así, 10 debe trabajarse siempre con mascarilla protectora. By simple mixing with masonry concrete mixer or similar, incorporate the products in the order in which they are formulated. Once the loading is completed, cover the concrete mixer's mouth so that no losses occur, since very dry powdery materials are used, as well as to avoid being sucked by the people who perform the work, even so, 10 should always be worked with a mask protective

Al descargar para envasar, es aconsejable hacerlo sobre un recipiente grande que reciba toda la carga, a baja altura, directamente de la salida del mezclador, o bien situar un saco grande con diámetro suficiente para adaptarlo a la salida, y descargar sobre él, envasando 15 posteriormente en sacos más pequeños, envases de plástico, u otros recipientes equivalentes. When unloading for packaging, it is advisable to do it on a large container that receives all the load, at low height, directly from the mixer outlet, or place a large bag with sufficient diameter to adapt it to the outlet, and unload on it, packaging 15 later in smaller bags, plastic containers, or other equivalent containers.

La maquinaria empleada, deberá estar siempre totalmente seca y exenta de materias extrañas. Puede limpiarse al final de la jornada de trabajo con agua, dejándola boca abajo hasta el siguiente día. En tiempo lluvioso estas operaciones deben realizarse a cubierto. 20 The machinery used must always be completely dry and free of foreign matter. It can be cleaned at the end of the work day with water, leaving it face down until the next day. In rainy weather these operations must be carried out under cover. twenty

Ejemplo de obtención del pavimento con fundente Example of obtaining flux pavement

Una vez comprobados los tiempos de rotura de la lechada y sus características posteriores, se emplea la siguiente dosificación: 25 Once the grout break times and their subsequent characteristics have been checked, the following dosage is used: 25


: % %

Arena silícea 0/5 mm Silicon sand 0/5 mm: 74,0 74.0

Cemento Cement: 0,2-0,5 0.2-0.5

Agua Water: 9,0-13,0 9.0-13.0

aditivo additive: 0,2-0,4 0.2-0.4

Emulsión ECL-2 ECL-2 emulsion: 12,0-14,0 12.0-14.0

Sobre esta mezcla base, se han ido incorporando porcentajes crecientes para conocer los tiempos de rotura, resistencia a la abrasión y preparación de probetas para someterlas a ciclos de hielo-rotura. La dosificación empleada corresponde a un uso LB-3 y las pruebas de envuelta se han realizado según la norma NLT-316. 30 On this base mix, increasing percentages have been incorporated to know the times of breakage, resistance to abrasion and preparation of specimens to subject them to cycles of ice-breakage. The dosage used corresponds to an LB-3 use and the wrapping tests have been carried out according to the NLT-316 standard. 30

Se ha reducido el porcentaje de cemento de la mezcla, considerando el que aporta el fundente, sumando entre ambos el total que se emplea normalmente. The percentage of cement in the mixture has been reduced, considering the one provided by the flux, adding between them the total that is normally used.

Para una primera evaluación del comportamiento de las lechadas con el producto fundente en 35 su composición, se prepararon mezclas con 0 y 3% en peso de producto fundente de la invención con los siguientes resultados: For a first evaluation of the behavior of the slurries with the melting product in its composition, mixtures with 0 and 3% by weight of the melting product of the invention were prepared with the following results:


: 0% 3% 0% 3%

Tiempo de rotura Break time: 130 seg. 90 seg. 130 sec 90 sec

Agua expulsada Ejected water: Clara Clara Clara Clara

Color Color: Negro. Marrón oscuro. Black. Dark brown.

Resultados obtenidos: Results obtained:

Por los datos obtenidos en la preparación de lechadas, se pone de manifiesto que se reducen los tiempos de rotura de la lechada, por lo que tratamos de ver cuál es el componente que lo 5 ocasiona. From the data obtained in the preparation of grouts, it is revealed that the grout break times are reduced, so we try to see what the component that causes it is.

Con porcentajes crecientes del hidrofugante Statofix en fórmula del fundente, comprobamos que este componente influye muy notablemente en los tiempos de rotura o, al menos, el principal causante, por lo que, tras varios ensayos, fijamos como óptimo el 3%. Porcentajes 10 superiores pueden producir lechadas con problemas de estabilidad. With increasing percentages of the Statofix water repellent in the flux formula, we verify that this component has a very significant influence on breakage times or, at least, the main cause, so, after several tests, we set 3% as optimal. Higher percentages 10 can produce grouts with stability problems.

Características medias del fundente: Average flux characteristics:


: Fundente Flux

Densidad a 20ºC (Gr/cc) Density at 20ºC (Gr / cc): 1,23 1.23

Solubilidad en agua (%) Water solubility (%): >90 > 90

PH solución al 30% PH 30% solution: 8-9 8-9

Efecto corrosivo sobre metal Corrosive effect on metal: Negativo Negative

Aspecto Appearance: Pulverulento Pulverulent


: Color cemento. Cement color.

Sales solubles (NLT-114). (%) Soluble salts (NLT-114). (%): 90,7 90.7

Granulometría (NLT-150) Tamices Granulometry (NLT-150) Sifters: % pasa (0,08 mm) % passes (0.08 mm)

: 5 100 5 100

: 2 96 2 96

: 0,63 80 0.63 80

: 0,32 70 0.32 70

: 0,16 62 0.16 62

: 0,08 41 0.08 41

% que pasa por 0,08 mm. En húmedo % passing through 0.08 mm. Wet: >85 > 85

15 fifteen

Determinaciones analíticas. Analytical determinations

Al (Aluminio) Al (Aluminum): (%) 0,24 (%) 0.24

Ca (Calcio) Ca (Calcium): (%) 4,2 (%) 4.2

Fe (Hierro) Faith (Iron): (%) 0,2 (%) 0.2

Na (Sodio) Na (Sodium): (%) 38 (%) 38

K (Potasio) K (Potassium): (%) 0,2 (%) 0.2

Mg (Magnesio) Mg (Magnesium): (%) 0,2 (%) 0.2

Elementos solubles (Na) Soluble Elements (Na): (%) 31,1 (%) 31.1

Cl-(cloro) Cl- (chlorine): (%) 56,0 (%) 56.0

S042- S042-: (%) 1,2 (%) 1.2

Como puede verse, es un producto compuesto fundamentalmente de cloruro de sodio, (ClNa) en porcentajes similares. As can be seen, it is a product composed primarily of sodium chloride, (ClNa) in similar percentages.

Se prepararon placas para el ensayo de abrasión empleando el fundente de la invención e 5 incorporando un 3% sobre la mezcla mineral, paralelamente con otras placas sin los fundentes. Plates for the abrasion test were prepared using the flux of the invention and incorporating 3% on the mineral mixture, in parallel with other plates without the fluxes.

Se ha comprobado que en la superficie de la lechada asfáltica, tratada con los fundentes y una vez seca, aparece una eflorescencia blanquecina propia de las sales empleadas, fenómeno que desaparece prácticamente por completo, por efecto de un ligero lavado con agua, que 10 podría traducirse en unas primeras lluvias en la carretera en obras, ó por el rodado del tráfico. It has been found that on the surface of the asphalt slurry, treated with fluxes and once dry, there is a whitish efflorescence typical of the salts used, a phenomenon that disappears practically completely, due to a light wash with water, which could translate into first rains on the road under construction, or due to road traffic.

Resultados de abrasión (NLT-320/00). Abrasion results (NLT-320/00).


: Fundente Flux

: 0% 3% 0% 3%

Pérdida en Gr/M2 Loss in Gr / M2: 180 398 180 398

15 fifteen

Las pérdidas por abrasión aumentan con el empleo de los productos fundentes, pero no en valores preocupantes. Las resistencias a la abrasión mejoran con el empleo de una emulsión formulada especialmente para estas lechadas con fundentes. Abrasion losses increase with the use of melting products, but not in worrying values. Abrasion resistance improves with the use of an emulsion specially formulated for these fluxes.

Se ha observado que vertiendo agua sobre las lechadas curadas, esta desaparece lentamente 20 de la superficie en las que contienen el aditivo, y más rápido en las que no lo contienen, viéndose claramente el efecto impermeable que ocasiona el siliconato y el hidrofugante incorporado en el fundente, por ello se reduce la adherencia hielo – pavimento, aparte de la que producen las sales, traduciéndose en una eficaz solución que dificulta la formación de hielo, con el empleo de lechadas con el fundente. 25 It has been observed that by pouring water on the cured slurries, it slowly disappears 20 from the surface in which they contain the additive, and faster in those that do not contain it, clearly seeing the impervious effect caused by the siliconate and the hydrofugante incorporated in the melting, therefore the adhesion ice - pavement is reduced, apart from that produced by the salts, resulting in an effective solution that hinders the formation of ice, with the use of grouts with the flux. 25

Se prepararon unas probetas Marshall con lechada sobre una de sus caras, con 0% y 3 % de fundente respectivamente, y con un envase adherido a ellas, se vierte agua suficiente para que se forme un bloque de hielo apoyado sobre la lechada. Una vez conseguido, se somete la probeta en posición horizontal, al esfuerzo de una prensa, ejercida sobre el bloque del hielo. 30 Marshall specimens were prepared with grout on one of their faces, with 0% and 3% flux respectively, and with a container attached to them, enough water was poured to form a block of ice resting on the grout. Once achieved, the specimen is submitted in a horizontal position, to the effort of a press, exerted on the ice block. 30

Los resultados que se obtiene tras la rotura en prensa, son los siguientes: The results obtained after the break in the press are the following:


: FUNDENTE FUNDENT

: 0% 3% 0% 3%

Resistencia en Kilo Newton (Kn) Resistance in Kilo Newton (Kn): 5,1 1,1 5.1 1.1

35 35

La rotura, separación del bloque de hielo de la lechada asfáltica, se produce en la probeta sin sal fundente de forma progresiva, con curva de rotura más prolongada. La probeta con 3% de fundente, rompe violentamente, con curva de rotura prácticamente vertical. The breakage, separation of the block of ice from the asphaltic grout, occurs in the specimen without melting salt progressively, with a longer breakage curve. The test tube with 3% flux, breaks violently, with a practically vertical breakage curve.

Los tipos de rotura obtenidos son indicativos de una considerable adherencia del hielo al 40 pavimento, que lentamente va cediendo por efecto del esfuerzo ejercido sobre él, en el primer caso, y una adherencia relativa que es vencida de forma brusca por la presión ejercida, con The types of breakage obtained are indicative of a considerable adhesion of the ice to the pavement, which slowly cedes due to the effort exerted on it, in the first case, and a relative adhesion that is abruptly overcome by the pressure exerted, with

escaso esfuerzo de la prensa empleada, en el segundo ensayo. little effort of the press used, in the second essay.

De los resultados anteriores de rotura, puede deducirse que, efectivamente, el fundente reduce de forma muy notable, la adherencia del hielo al pavimento, que pueden separarse con una escasa presión mecánica, y la adherencia es elevada cuando no se emplea fundente, 5 necesitando mayor esfuerzo mecánico para la separación de las capas. From the previous results of breakage, it can be deduced that, indeed, the flux significantly reduces the adhesion of the ice to the pavement, which can be separated with a low mechanical pressure, and the adhesion is high when flux is not used, 5 needing greater mechanical effort for the separation of the layers.

El bloque de hielo sobre la lechada con 3% de fundente se separa casi limpiamente, sin apenas material bituminoso adherido. El bloque de hielo sobre lechada sin sal fundente, se separa con lechada asfáltica adherida, diseminada por su superficie. 10 The block of ice on the grout with 3% flux separates almost cleanly, with hardly any bituminous material attached. The block of ice on grout without melting salt is separated with adhered asphalt slurry, scattered on its surface. 10

Claims

1 - Flux product for use on pavements characterized in that it comprises sodium chloride of mineral origin, sodium chloride of marine origin, a hygroscopic compound, a hydrophobic compound and an asphalt mixture. 5

2 - Flux product according to claim 1 wherein the sodium chloride of mineral origin has an average weight percentage of 48%, the sodium chloride of marine origin has an average weight percentage of 38%, the hygroscopic compound has a percentage in weight of 4%, the hydrophobic compound has a weight composition of 3% and the asphalt mixture 10 has a weight composition of 97%.

3 - Method of obtaining the flux product according to any of claims 1-2 which comprises adding sodium chloride of mineral origin, sodium chloride of marine origin, a hygroscopic compound, a hydrophobic compound and an asphalt mixture 15 in a dry concrete mixer and mixing the products.

4 - Anti-ice pavement in a rolling layer comprising silica sand and the melting product according to any of claims 1-2 in a percentage between 2-5%.