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DOSIFICACIÓN Para dosificar una lechada asfáltica (slurry seal) existen diversos métodos, en su mayoría empíri- cos. De acuerdo con los resultados y experiencias obtenidas en el país, se describe resumida- mente la metodología que más se aplica y que consiste en lo siguiente: 1. Obtener las cantidades teóricas de áridos y emulsión, con la mayor aproximación posible. 2. Determinar el tenor óptimo de fluidos. Verificar y ajustar prácticamente estas proporciones me- diante un ensayo de prueba de abrasión en inmersión, de manera de obtener valores de des- gaste y deformación que aseguren un buen comportamiento real de la mezcla en obra. DETERMINACIÓN TEORICA DE LOS COMPONENTES Una vez seleccionado el tipo de agregados de acuerdo al estado de la superficie a tratar, se defi- nirá el tipo de emulsión más adecuado y el filler, si es necesario (según lo observado en el ensayo de consistencia – segregación de la mezcla).

Dosificacion%20Lechadas[1] SLURRY

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DOSIFICACIÓN Para dosificar una lechada asfáltica (slurry seal) existen diversos métodos, en su mayoría empíri-cos. De acuerdo con los resultados y experiencias obtenidas en el país, se describe resumida-mente la metodología que más se aplica y que consiste en lo siguiente: 1. Obtener las cantidades teóricas de áridos y emulsión, con la mayor aproximación posible. 2. Determinar el tenor óptimo de fluidos. Verificar y ajustar prácticamente estas proporciones me-

diante un ensayo de prueba de abrasión en inmersión, de manera de obtener valores de des-gaste y deformación que aseguren un buen comportamiento real de la mezcla en obra.

DETERMINACIÓN TEORICA DE LOS COMPONENTES Una vez seleccionado el tipo de agregados de acuerdo al estado de la superficie a tratar, se defi-nirá el tipo de emulsión más adecuado y el filler, si es necesario (según lo observado en el ensayo de consistencia – segregación de la mezcla).

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La selección de la emulsión dependerá de las características de granulometría, clima, maquinaria disponible y exigencias propias de cada obra.

Filler La utilización de un filler dependerá de dos factores: a) si es requerido para corregir la curva granulométrica, o b) si su presencia mejora el comportamiento de la mezcla en los ensayos mecánicos. Generalmente se utiliza entre el 0.5 y el 3.0 % (cemento, cal, etc.) con los siguientes objetivos:

• mejorar la dispersión de partículas de la estructura granular

• facilitar la trabajabilidad

• ayuda a producir una mezcla más densa, estable, con mayor poder impermeabilizante y al-tamente cohesiva dada por el mastic betún-filler.

Aditivos Se los utiliza entre 0.1 y 0.5 % en función del tipo de árido (Si o Ca), la temperatura ambiente y el contenido de finos, con el objeto de disminuir la tensión superficial árido-ligante para permitir un correcto mojado de la matriz granular y mejorar la adhesividad. Crea una superficie protectora sobre el árido regulando la rotura de la emulsión. Contenido Asfáltico En este estado del diseño, se determinará finalmente el porcentaje teórico de asfalto residual, de acuerdo a alguno de los siguientes métodos:

a) Método de cálculo Duriez

b) Método de áreas superficiales o equivalente centrífugo del kerosene.

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Método de cálculo Duriez El método Duriez realiza un cálculo del área superficial de los áridos, basado en la granulometría, y determina el porcentaje teórico de cemento asfáltico utilizando una constante denominada “mó-dulo de riqueza”. Para determinar el área específica de los agregados, Duriez calcula la contribución de cada frac-ción por medio de la siguiente ecuación aproximada:

dDkgmáreaalónContribuci

*

5.2]/[

2 = (1)

Donde: D = tamaño máximo de los elementos mayores, en mm. d = tamaño máximo de los elementos menores, en mm. Por ejemplo, para los elementos que pasan por el tamiz de 1/2” (D = 12,5 mm) y son retenidos en nº 4 (d = 4,76 mm), se aplica así:

dDkgmáreaalónContribuci

*

5.2]/[

2 =

]/[33.076.4*5.12

5.2 2kgm=

Si el porcentaje de estos elementos es P2 [%] la contribución al área es 0,33 x P2 [m2 x Kg] De igual manera se obtienen los otros coeficientes, siendo: P2 : el porcentaje de elementos entre 12,50 y 4,76 m (1/2” a nº 4) P1 : el porcentaje de elementos entre 4,76 y 2,00 mm (nº 4 a nº 10) S3 : el porcentaje de elementos entre 2,00 y 0,42 mm (nº 10 a nº 40) S2 : el porcentaje de elementos entre 0,42 y 0,177 mm (nº 40 a nº 80) S1 : el porcentaje de elementos entre 0,177 y 0,074 mm (nº 80 a nº200) F : el porcentaje de elementos inferiores a 0,074 mm (pasa tamiz 200) y

mayores que 0,005 mm (5 µ).

(Porcentajes determinados en todos los casos según norma VN – E7 – 65).

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La suma de estos porcentajes es, obviamente, igual a 100, es decir: P2 + P1 + S3 + S2 + S1 + F = 100 %

Si para cada fracción se aplica la ecuación aproximada (1), se obtendrán los respectivos coefi-cientes, y la fórmula final será:

100 E (m2/Kg) = 0,33 P2 + 0,81 P1 + 2,72 S3 + 9,15 S2 + 21,935 S1 + 125 F en la cual E es la superficie del material, en m2/Kg. Por lo tanto:

100

*125*93.21*15.9*72.2*81.0*33.0]/[ 123122 FSSSPP

kgmE+++++

=

Una vez obtenida la superficie específica E, para obtener la cantidad de ligante se aplica la si-guiente ecuación:

5*[%] EKL =

Donde: L: es el porcentaje de asfalto residual en la lechada.

K: es el módulo de riqueza, que toma valores entre 5 y 7 según sea la granulometría elegida.

Para distintos valores de K, Duriez confeccionó tablas por medio de las cuales se puede hallar L (%), conocida la superficie específica.

L (%), Según tipo de granulometría E

(m2 / Kg) K = 7 Fina

K = 6 Intermedia

K = 5 Gruesa

5 9,6 8,2 6,9 7 10,3 8,8 7,3 9 10,8 9,3 7,7

11 11,3 9,7 8,1 14 11,8 10,2 8,5 18 12,4 10,7 8,9 22 13,0 11,2 9,3 26 13,4 11,5 9,6 30 13,7 11,8 9,8 34 14,2 12,2 10,2

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Ejemplo práctico: Supongamos una composición de áridos como la siguiente (Tipo II de ISSA, intermedia):

Tamiz ASTM % PASA Retenidos Par-ciales

Contribución al área (m2)

1 / 2” 100 P2 0 X 0,33 = 0 Nº 4 100 P1 25 X 0,81 = 20,2

Nº 10 75 S3 41 X 2,72 = 111,5 Nº 40 34 S2 16 X 9,15 = 146,4 Nº 80 18 S1 5 X 21,93 = 109,6

Nº 200 13 F 13 X 125,00 = 1625,0 100 E = 2012,7

m2 / Kg El paso siguiente es hallar el porcentaje de ligante (% L) en función de K con ayuda de la tabla, considerando K = 6, por tratarse de una granulometría intermedia.

Con E = 20,1 m2/Kg y K = 6: surge L = 10,95 % ≅ 11 % Esto significa 11 partes en peso de cemento asfáltico para 100 partes en peso de agregados se-cos. Transformado a emulsión del 60% de residuo asfáltico, sería:

3,1860

100*11=

partes de emulsión de 60% de residuo para 100 partes de agregado seco, en peso.

Este valor, así calculado, sirve como punto de partida para la formulación de la lechada. Se deben ensayar valores en un entorno del mismo, de modo de definir el óptimo a través de los ensayos mecánicos.

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DETERMINACIÓN DEL AJUSTE DE AGUA Y TENOR DE ASFALTO – CONSISTENCIA Ensayo de Cono

Con el tenor asfáltico así determinado se analizarán otros valores por encima y por debajo del mismo (±1% y ±2%). Para cada tenor asfáltico analizado se deberá controlar la incorporación de agua en la mezcla ve-rificando la consistencia de la misma, mediante el ensayo de cono.

El elemento de ensayo es un tronco de cono de φ superior igual a 1,50“ y φ inferior igual a 3,50” y de 2.90” de altura

La consistencia será óptima cuando luego de retirado del cono, la mezcla fluya en la placa entre 2 a 3 cm (plantilla de circunferencias concéntricas).

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Si para conseguir este resultado se observa segregación en la matriz granular, es necesario incor-porar filler (por ejemplo ºC o Cal) y aumentar el tenor asfáltico 0.6 % por cada 1% de filler agre-gado.

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ENSAYOS DE ABRASIÓN Ensayo W.T.A.T. (Wet Track Abrasion Test) Determinará el contenido mínimo de asfalto para la máxima pérdida admisible por abrasión en la mezcla. Este ensayo consistirá en hacer girar, bajo agua, una manguera de goma dura sobre la superficie

de la probeta de lechada (φ 27 cm, espesor superior un 15 % al tamaño máximo del agregado y curadas en estufa a 60 ºC hasta peso constante). Se las somete a la acción abrasiva durante 5 min. Se seca en estufa hasta peso constante y se pesa la probeta ensayada. Por diferencias de peso se determina la pérdida de material por abrasión respecto de su peso ini-cial. Utilizando distintos tenores de asfalto, podemos obtener un gráfico como el que sigue:

máximo permitido 538 gr/m2

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Ensayo L.W.T. (Loaded Wheel Test) Con este procedimiento se logra determinar el máximo contenido de asfalto necesario, a los efec-tos de evitar exudaciones. La determinación se hace sobre una probeta rectangular (de 35 cm de largo por 5 cm de ancho y espesor superior un 15 % al tamaño máximo del agregado) sobre la que se hace circular por ciclos (1000 ciclos a 4 ciclos por minuto), una rueda de goma cargada (125 lb – 56.6 kg). Se detiene el proceso, se pesa la probeta y se vuelca sobre ella 300 gr de arena a 82º C. Se cubre la misma con un fleje metálico. Se hace circular por ciclos (100 ciclos a 4 ciclos por minuto), una rueda de goma cargada (125 lb – 56.6 kg), se elimina la arena sobrante y se pesa la probeta, midiendo así la cantidad de arena ab-sorbida por el asfalto exudado. Por diferencias de peso se determina la cantidad de arena absorbida respecto de su peso inicial.

Tránsito máx absorción de arena permitida

0 – 300 v/d 753 g/m2 250 – 1500 v/d 646 g/m2 1500 – 3000 v/d 592 g/m2 > 3000 v/d 538 g/m2

ver cuadro

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Comparando ambos resultados W.T.A.T. y L.W.T.

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Determinación del tiempo de rotura y de curado Se utiliza el “Cohesímetro”, equipo con el cual se determina el tiempo de rotura de la emulsión en la lechada y el tiempo de endurecimiento necesario previo a la apertura al tránsito.

Las probetas utilizadas son de φ 60 mm y de: e= 6 mm para Tmáx = 5 mm e= 10 mm para Tmáx = 8 mm e= Tmáx mm para Tmáx > 8 mm Sobre la probeta se aplica un trozo de goma cortada de un neumático con 2 kg/cm2 de presión. Se gira la palanca aplicando una torsión de 90º en un tiempo entre 0.7 y 1 seg. y se lee el par tor-sor obtenido. Cuando se alcance: 12 kg-cm: Tiempo de rotura de la lechada. Si se obtiene antes de 30 min la lechada se deno-

mina de curado rápido. El tiempo de rotura se puede establecer también presionando suavemente con un papel filtro sobre una probeta cuadrada de 6” * 6” cuando deja de manchar color ma-rrón y la mancha se vuelve incolora, es el tiempo de corte o de rotura.

20 kg-cm Tiempo de curado (apertura al tránsito). Si se obtiene antes de 1 hora se considera

que la lechada es de apertura rápida al tránsito.

Para las emulsiones de uso común se realizan lecturas a los 30, 60, 150, 210, 270 minutos hasta alcanzar el par requerido.

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Fabricación y puesta en obra Etapas del proceso constructivo:

1. Preparación de la superficie de apoyo: limpieza, sellado de fisuras y grietas, bacheo y elimi-nación de material flojo. Si la superficie estuviera muy pulida, podría recomendarse un tex-turado o fresado previo.

2. Riego de adherencia o de liga (solo si la superficie tiende a absorber mucho material asfálti-

co) a razón de 0.55 a 0.70 l/m2.

3. Riego liviano de agua (lo realiza el mismo equipo).

4. Aplicación de la lechada con el equipamiento específico (del orden de 25.000 m2/día en zo-na rural y hasta 6 a 7 cuadras/día en zona urbana).

5. Rodillado neumático liviano de ser necesario. (Optativo)