Fundamentos Tecnicos de Asfaltos en Faenas de Pavimentación

TECNOLOGA DEL ASFALTOFundamentos Tcnicos de Asfaltos en Faenas de Pavimentacin.

HISTORIA DEL ASFALTOORIGENES DEL ASFALTO

HISTORIA DEL ASFALTOASFALTOS NATURALES 1 Generacin

HISTORIA DEL ASFALTOAPLICACIN DE ASFALTOS NATURALES

HISTORIA DEL ASFALTO

ASFALTOS DE LA DESTILACIN DEL CARBN 2 Generacin


ASFALTOS DE LA DESTILACIN DEL PETROLEO 3 Generacin


ASFALTOS CORTADOS 4 Generacin


ASFALTOS EMULSIONADOS 5 Generacin

HISTORIA DEL ASFALTOASFALTOS MODIFICADOS 6 Generacin


ESPUMAS ASFALTICAS 7 Generacin


GEL ASFALTICO 8 Generacin

EL MEDIO AMBIENTE Y EL ASFALTO

EL MEDIO AMBIENTE Y EL ASFALTOEn la actualidad los medioambientalistas definen al asfalto como uno de los productos para pavimentos, mas amistoso con el medio ambiente.Los llaman:

PAVIMENTOS ECOLOGICOS

Por que ecolgicos?Se pueden reciclarPAVIMENTOS DE HORMIGON SOLO 30 A 40%

PAVIMENTOS ASFALTICOS ES RECICLABLE EL 100%

Por qu ecolgicos?Se pueden fabricar mezclas especialesPAVIMENTOS DRENANTES

PAVIMENTOS ANTIRRUIDOS

PAVIMENTOS ANTIRREFLECTANTE DE GRIETAS

Por qu ecolgicos?Se pueden colorear

Por qu ecolgicos?

Se pueden colorear8 Generacin

CARRETERA MADRID-BURGOS (N-2) - ESPAA

ASFALTO

Material cementante de color caf oscuro o negro de consistencia slida o semislida, en el cual los constituyentes predominantes son bitmenes, los que se encuentran en la naturaleza o se obtienen como residuo de la refinacin del petrleo.

CONSTITUYENTES DEL ASFALTO

ASFALTENOS - Partculas bituminosas slidas de color negro, de alta viscosidad y proveen elasticidad, resistencia y adhesin

MALTENOS - Resinas aromticas, semi slidas o slidas a temperatura ambiente, fluidas cuando se calientan y frgiles cuando se enfran y proveen ductilidad o la viscoelasticidad.

- Aceites saturados, que son lquidos incoloros y que aporta a la fluidez o plasticidad

ASFALTOPropiedades

ImpermeableAdherente y cohesivoFlexibleTermoplsticoBuen comportamiento ante cargas instantneasFluye bajo la accin de cargas permanentes.Se oxida con el tiempo

CEMENTO ASFALTICOASFALTOS CORTADOSEMULSIONES ASFALTICASASFALTOS MODIFICADOS

ASFALTOS USADOS EN PAVIMENTOS

CEMENTOS ASFLTICOSAsfaltos refinados, o una combinacin de asfalto refinado y aceites fluidificantes, de consistencia mas o menos dura a T ambiente.

ASFALTOS CORTADOSAsfaltos que ha sido fluidificado mezclndolo con disolventes de petrleo.

EMULSIONES ASFLTICAS

Asfalto cuyo fluidificante es el agua. El agua forma la fase continua de la emulsin y la fase discontinua se constituye por pequeos glbulos de asfalto.

ASFALTOS MODIFICADOSAsfaltos a los cuales se le han incorporado aditivos modificadores para mejorar sus propiedades reolgicas y mecnicas, reduciendo adems su susceptibilidad a la T

Los CA se dividen en grados segn su dureza o consistencia, medida mediante el ENSAYO DE PENETRACIN (penetracin de una aguja en dcimas de mm.)

Entre los CA comnmente usados estn: CA 40-50, para sellado de juntas en pavimentos de Hormign.CA 60-70 y CA 85-100, en concreto asfltico.CA 120-150, en tratamientos superficiales.

Para ser trabajable se calienta a 150C.Punto de inflamacin aprox. min. 232CCEMENTOS ASFALTICOS

CEMENTOS ASFALTICOSE

N

S

A

Y

O

SENSAYO DE PENETRACINDureza del asfalto ante una aguja.

Equipo: Penetrmetro Aguja 100 gr. Bao de Agua 25 C Penetracin durante 5 seg. Resultado en dcimas de mm.


N

S

A

Y

O

SENSAYO DE VISCOSIDADDetermina el estado de fluidez del asfalto, en el rango de temperaturas que se usan durante su aplicacin. Se mide ya sea por viscosidad cinemtica o mediante la viscosidad absoluta.


N

S

A

Y

O

SENSAYO DE DUCTILIDADResistencia a la ruptura ante alargamiento.Viscoelasticidad

Equipo: Ductilmetro. T 25 C Velocidad 5 cm/min. Resultado en cm.


N

S

A

Y

O

SENSAYO DE PELCULA DELGADASomete el asfalto a condiciones de envejecimiento.

Equipo: Horno ventilado 163 C Muestra 50 g de CA Platillo d:140mm, profundidad 10 mm. Giro 5 rev/min durante 5 hrs.


N

S

A

Y

O

SSu propsito es el mismo que el de la pelcula delgada, pero los equipos y procedimientos de ensaye son diferentes.PELCULA DELGADA ROTATORIA


N

S

A

Y

O

S

El punto de ablandamiento se define como la menor temperatura a la que una muestra suspendida en un anillo , es forzada a caer por el peso de una bolita de acero, cuando la muestra se calienta constantemente.ENSAYO DE PUNTO DE ABLANDAMIENTO

ANILLO Y BOLA


N

S

A

Y

O

SSOLUBILIDAD

Es una medida de la pureza del cemento asfltico.Este mtodo sirve para detectar impurezas o materiales extraos que presente el asfalto, o bien algn elemento que no sea soluble al asfalto.


N

S

A

Y

O

SENSAYO DE LA MANCHA

Permite determinar la razn de los constituyentes del asfalto, resinas ms aceites, que es fundamental en el comportamiento de los asfaltos; especialmente si es oxidado.


N

S

A

Y

O

SPUNTO DE INFLAMACIN

Indica la temperatura a la cual el asfalto puede calentarse sin que se inflame en presencia de una llama.

Se dividen en:Asfaltos cortados de curado rpido cuyo fluidificante es bencina. Se designan con las letras ( RC )

Asfaltos cortados de curado medio, cuyo fluidificante es kerosene. Se designan con las letras ( M C 30 )

Asfaltos lquidos de curado lento cuyo fluidificante es aceite relativamente poco voltil. Se designan con las letra ( S C )

ASFALTOS CORTADOS

ASFALTOS CORTADOSE

N

S

A

Y

O

SDetermina las proporciones relativas en que se encuentran presentes, en el asfalto fluidificado, el bitumen y el solvente.DESTILACIN

E M U LS I O N E SEmulsin asfltica Sistema heterogneo de dos fases inmiscibles. Al sistema Asfalto-Agua, se le incorpora una pequea cantidad de un agente emulsificador, el cual mantiene estable el sistema de fases continuas, que es el agua, y discontinua que est constituida por pequeos glbulos de asfalto en Suspensin.

E M U LS I O N E S

E M U LS I O N E SESQUEMA DE UNA PLANTA

E M U LS I O N E SLas emulsiones asflticas de dividen en :

Emulsin asfltica de quiebre rpido (RS)Emulsin asfltica de quiebre medio (MS)Emulsin asfltica de quiebre lento (SS).

Debido a la polaridad de la emulsin, es necesario escoger la emulsin elctricamente afn al rido, para tener una buena adherencia) + + + + + + + + + + +

E

N

S

A

Y

O

SE M U LS I O N E S Se usa para determinar las proporciones relativas de cemento asfltico y agua presentes en la emulsin.

Destilacin

E

N

S

A

Y

O

SE M U LS I O N E SSirve para identificar si las emulsiones son catinicas o aninicas.Carga de Partculas

E

N

S

A

Y

O

S

En el caso de las emulsiones se utiliza el ensaye Saybolt-Furol. Se usan dos temperaturas: 25 y 50C.E M U LS I O N E SENSAYO DE VISCOSIDAD

Indica la rapidez relativa a la cual los glbulos coloidales de asfalto en las emulsiones del tipo rpido, quebrarn cuando se esparce en delgadas capas sobre un suelo o agregado. Demulsibilidad E

N

S

A

Y

O

SE M U LS I O N E S

Indica la estabilidad de la emulsin al ser almacenada. Detecta la tendencia de los glbulos de asfalto a sedimentar durante el almacenamiento. Indica tambin la calidad de la emulsin aun cuando esta no sea almacenada.

Sedimentacin E

N

S

A

Y

O

SE M U LS I O N E S

Representa para las emulsiones lentas, lo mismo que el ensaye de demulsibilidad para las emulsiones rpidas. E

N

S

A

Y

O

SE M U LS I O N E SMezcla con Cemento

ASFALTOS MODIFICADOSEl aumento de los lmites de temperatura que soporta el asfalto implica la bsqueda de un aditivo modificador.

Los asfaltos modificados han hecho revisar los procedimientos de :

Diseo Construccin Especificaciones

Debe dar mayor rigidez a altas temperaturas

Debe dar menor rigidez a bajas temperaturas.

Menor rigidez a temperatura de manejo con el fin de mejorar condiciones de riegos, bombeos, mezclados y compactacin.

Aumento de adherencia asfalto rido.EL IDEAL..ASFALTOS MODIFICADOS

Clasificacin de los modificadores

Filler mineral, cenizas, cal, cemento, carbnExpandidores: Sulfuros, ligninasCauchos: Ltex natural, ltex sinttico, copolmeros (estireno), goma reciclada.Plsticos: Poliestireno, polipropileno, acetatovinil-etileno, polivinilo clorhdrico.ASFALTOS MODIFICADOS

Clasificacin de los modificadores

ASFALTOS MODIFICADOSFibras: Asbesto, lana mineral, polipropileno, poliesterOxidantes: ManganesoAntioxidantes: Mezcla de plomo, carbn, sal-calcio.Hidrocarburos: Aceites reciclados rejuvenecidosMateriales antidesprendimiento: aminas, cales

SUSCEPTIBILIDAD TRMICA DE LOS ASFALTOS

ndice de Penetracin (IP)

SUSCEPTIBILIDAD TRMICA DE LOS ASFALTOS

SUSCEPTIBILIDAD TRMICA DE LOS ASFALTOSndice de Penetracin (IP) Comportamiento de asfaltos de penetracin 100VISCOSIDAD DE MEZCLADOVISCOSIDAD DE COMPACTACIN

Hay que tener en cuenta que:

El IP se mueve normalmente entre -3 y +7.

El valor -3 se da en asfaltos muy susceptibles trmicamente.

El valor +7 para asfaltos altamente oxidados (soplados), de muy baja susceptibilidad trmica.

- El IP recomendado para asfaltos para pavimentacin es entre -1 y +1. En Chile se acepta entre -2 y +0,5.SUSCEPTIBILIDAD TRMICA DE LOS ASFALTOS

ENSAYO FRASSFrass dise una laina (placa de metal delgada). Aplic una pelcula de asfalto a la laina y la coloc en un vaso precipitado que contena una manilla que flecta la laina.

Se disminuye gradualmente la temperatura hasta que la pelicula de asfalto se agrieta (bajo de los OC). Se toma la temperatura a la cual se agriet, consistiendo esta en el llamado punto Frass. ( c )SUSCEPTIBILIDAD TRMICA DE LOS ASFALTOSE

N

S

A

Y

O

S

RIEGOS ASFLTICOSRiegos de asfalto sobre superficies, ya sean de pavimentos existentes, bases estabilizadas o de suelosAPLICACIONES ASFALTICAS

- Riego de asfalto lquido sobre una superficie de suelo compactado. Su funcin es cohesionar las partculas superficiales del suelo y servir de paliativo del polvo.MatapolvoAPLICACIONES ASFALTICAS

Riego de asfalto lquido de baja viscosidad sobre una base estabilizada que va a ser cubierta por una carpeta o cualquier tratamiento asfltico. ImprimacinAPLICACIONES ASFALTICAS

Riego de Liga (Tack Coat)- Riego de asfalto para adherir una capa asfltica sobre otra, confeccionada previamente, quedando ligadas monolticamente.

APLICACIONES ASFALTICAS

Sello Negro (fog seal)Aplicacin ligera de asfalto lquido sobre una carpeta asfltica antigua, con el fin de rejuvenecerla y sellar pequeas grietas y poros superficiales.APLICACIONES ASFALTICAS

Tratamientos superficiales

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESUn tratamiento superficial no se considera una capa estructural. Da una cubierta impermeable sobre la superficie de la base o del pavimento existente y provee de una resistencia a la abrasin causada por el trnsito.

Dar una superficie de rodado econmica a caminos con bases granulares de trnsito medio a bajo.

Prevenir la penetracin de aguas en bases granulares.

Proveer de una capa de rodado temporal.Recuperar textura superficial en pavimentos existentes

FUNCIONESTRATAMIENTOS SUPERFICIALES

El tipo de asfalto o agregado depende de:

Disponibilidad de los materiales.- Clima- Objetivo del tratamiento superficial MaterialesTRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Despus de aplicado debe mantener la consistencia adecuada para embeber al agregado.

- Debe curar y desarrollar adhesin rpidamente.

Caractersticas de los AsfaltosTRATAMIENTOS SUPERFICIALESDespus del rodillado y curado debe mantener al agregado fuertemente ligado a la superficie del camino para prevenir el desprendimiento por trnsito.

- No debe exudar o despegarse con los cambios de clima.

CRS-2 o 1RC-250CA 120-150

Asfaltos ms usados

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Caractersticas de los agregadosRequisitos:

FormaTamaoLimpiezaPropiedades superficiales.TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

REQUISITOS DE LOS ARIDOS PARA TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES(1) El proyecto podr indicar otro valor pero en ningn caso, superar el 35%

ENSAYESREQUISITOSMETODODesgaste Los ngelesDesintegracin con Sulfato de SodioAdherencia Mtodo Estticorido ChancadoLajasndice de LajaFinos por lavadoMximo 25% (1)Mximo 12%Mnimo 95%Mnimo 70%Mximo 10%Mximo 30%Mximo 0,5%LNV 75LNV 74LNV 9LNV 3LNV 3LNV 3LNV 3

GRANULOMETRIA DE MATERIALES PARA TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Las bandas granulomtricas TN 2012,5 "a" y "b", y TN 106,3 "a" y "b", se utilizarn normalmente cuando se especifiquen tratamientos superficiales de tamao nico. El porcentaje de rido chancado en estos casos, ser de mnimo 95%, segn el Mtodo LNV 3.TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

TAMICES mm (ASTM) TN25 - 12,5TN20 - 10TN12,5 - 5TN10 - 2,5TN5 - 2,5 TN20 - 12,5aTN20 - 12,5bTN10 - 6,3aTN10 - 6,3b 40 (1 1/2") 25 (1") 20 (3/4") 12,5 (1/2") 10 (3/8") 6,3 (1/4") 5 (N 4) 2,5 (N 8) 1,25 (N16) 0,8 (N 200)100 90 - 100 20 - 55 0 - 10 0 - 5--- --- --- --- 0 - 0,5100 90 - 10020 - 55 0 - 15--- 0 - 5--- --- 0 - 0,5

100 90 - 10040 - 70--- 0 - 15 0 - 5--- 0 - 0,5

100 85 - 100--- 10 - 30 0 - 10--- 0 - 0,5

100 --- 85 - 10010 - 40--- 0 - 0,5100 85 - 100 0 - 20 0 - 7--- --- 0 - 1--- 0 - 0,5100 95 - 100 0 - 20 0 - 5--- --- --- 0 - 1 0 - 0,5

100 95 - 100 0 - 40 0 - 5--- 0 - 1 0 - 0,5

100 85 - 100 0 - 25 0 - 10 0 - 1--- 0 - 0,5

DISEOTRATAMIENTO SIMPLE

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES1.- Factor de Trnsito

2. Absorcin Superficial

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTO SIMPLE

3. Densidad y factor de Correccin K del Asfalto


S: Agregado (kg/m2)M: Espesor medio (mm)a: Densidad aparente suelta (kg/m3)

4.- Clculo del Agregado


Hoja1

S =1,066 * M* ga* 1

1000

Hoja2

Hoja3

Hoja1

S=

1000

prdida de material

entre 6 y 7%

Hoja2

Hoja3

A: Asfalto (kg/m2)M: espesor medio (mm)T: Factor de trnsito: Absorcin superficialb: Densidad del asfalto (kg/m3)K: factor de correccin

5.- Clculo del Asfalto

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTO SIMPLE 6.- Clculo del Espesor Medio (M)

Hoja1

S=1,066 * M* ga* 1

1000

prdida de material

entre 6 y 7%

A =(0,2 * M * T + a)* gb * 1

K * 1000K

Hoja2

Hoja3

Hoja1

S=

1000

prdida de material

entre 6 y 7%

A =

K

Tamiz() %Pasa %Reten * Coef = Espesor

1 -- 0 -- 0

3/4 100 0 22 0

1/2 95 0,05 15,8 0,79

3/8 12 0,83 11 9,13

4 2 0,10 7,1 0,71

8 1 0,01 3,6 0,036

M = 10,67mm

Tamiz()%Pasa%Reten* Coef= Espesor

1--0--0

3/4100000

1/2950.0515.80.79

3/8120.83119.13

4130.17.10.71

8140.013.60.036

M = 10,67mm

Hoja2

Hoja3

Asfalto: Emulsin RC-3K

Trnsito: Mediano

Estado Pavimento: Peladuras graves

b: 1629 (kg/m3)

Ejemplo:


Hoja1

S=1,066 * M* ga* 1

1000

prdida de material

entre 6 y 7%

A =(0,2 * M * T + a)* gb * 1

KK


1 -- 0 -- 0

3/4 100 0 22 0

1/2 95 0,05 15,8 0,79

3/8 12 0,83 11 9,13

4 2 0,10 7,1 0,71

8 1 0,01 3,6 0,036

M = 10,67mm


1--0--0

3/4100000

1/2950.0515.80.79

3/8120.83119.13

4130.17.10.71

8140.013.60.036

M = 10,67mm

DISEO

TRATAMIENTO SIMPLE

Clculo del Espesor Medio (M)

S =1,066 * M * T * gb

1000

S =1,066 * 10,67 * 1,620

S =18,426 (kg/m2)

Hoja2

Hoja3

Hoja1

S=1,066 * M* ga* 1

1000

prdida de material

entre 6 y 7%

A =(0,2 * M * T + a)* gb * 1

KK


1 -- 0 -- 0

3/4 100 0 22 0

1/2 95 0,05 15,8 0,79

3/8 12 0,83 11 9,13

4 2 0,10 7,1 0,71

8 1 0,01 3,6 0,036

M = 10,67mm


1--0--0

3/4100000

1/2950.0515.80.79

3/8120.83119.13

4130.17.10.71

8140.013.60.036

M = 10,67mm

DISEO

TRATAMIENTO SIMPLE

Clculo del Espesor Medio (M)

S =1,066 * M * T * gb

1000

S =1,066 * 10,67 * 1,620

S =18,426 (kg/m2)

A =(0,2 * M * T + a) * (b/K)

1000

A =(0,2 * 10,67 * 0,7 + 0,68)*1010

0,85 * 1000

A=2,6 (lt/m2)

Hoja2

Hoja3

DISEOTRATAMIENTOS DOBLESTRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Se supone arbitrariamente que:

- Las partculas de agregado fino llevan los huecos superiores dejados por el agregado grueso- El espesor final es aproximadamente el TM del agregado grueso- Los huecos tienen un volumen absoluto total de 5 a 7% TRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTOS DOBLES

Determinaciones Bsicas:

Det. Las RS1 y RS2 en (kg/m3)- Det. M1 y M2- Det. Las a1 y a2 en (kg/m3)- Det. De la densidad del residuo asfltico b en (kg/m3) y el factor de correccin K- Seleccionar el % de asfalto en volumen Pb y el volumen de hueco V de la tabla a continuacinTRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTOS DOBLES

% de Asfalto en volumen y % de Huecos TRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTOS DOBLES

Clculos de Volmenes Absolutos (lt/m3)TRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTOS DOBLES

Volumen en 1 (m2): V = M1Volumen de huecos: Vv = v *V / 100Volumen de Asfalto:Vb = V*Pb / 100Volumen 2 aplicacin : V2 = M2* ga 2 / g *RS2Volumen 1 aplicacin: V1=V - (Vv+Vb+V2)Asfalto en peso (kg/m2): A= Vb* gb / K * 1000

1Aplicacin (kg/m2) S1=1,05*RS1*V1*1/1000

2Aplicacin (kg/m2)S2=1,05*RS2 V2*1/1000

1Aplicacin AsfaltoA1 = 0,45 * A

2Aplicacin AsfaltoA2 = 0,55 * A

Diseo Recomendado

TRATAMIENTOS SUPERFICIALESDISEO TRATAMIENTOS DOBLES

1) Distribuidor de Asfalto

Para un riego uniforme del asfalto, es necesario combinar adecuadamente los siguientes factores:

- Presin de bombeo- Velocidad- ngulo de boquillas- Altura de la barra

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Puesta en obra

2) Gravilladora

Se usan comnmente para asegurar la colocacin uniforme del agregado a una tasa determinada.


3) Rodillos

Rodillos Neumticos de 60 psi

- Rodillos de acero de 6 a 8 atmTRATAMIENTOS SUPERFICIALES Puesta en obra

4) Preparacin de la superficie

- Remover todo el polvo, suciedad y material extrao


- Bacheos: rellenos de grietas y mejoramiento de drenajes

5) Riego del Asfalto

- Determinar la longitud del tramo.- El riego del asfalto y el esparcido de la gravilla deben ser prcticamente simultneos.


6) Gravillado

- Comenzar inmediatamente tras el regado de asfalto- El ligante debe ser cubierto dentro de 1 min.- El agregado debe ser esparcido uniformemente


7) Rodillado

- Comenzar en el borde externo del tratamiento y continuar en direccin longitudinal, trabajando hacia el centro del camino.- Cada pasada se debe traslapar a la anterior en la mitad de las ruedas frontales.TRATAMIENTOS SUPERFICIALES Puesta en obra

Capas asflticas estructurales

Diseo de la mezcla asflticaGeneralidades- La mezcla asfltica la constituye el material ptreo convenientemente recubierto con una pelcula de asfalto.- El espesor de la pelcula de asfalto tiene una influencia determinante en:La estabilidadLa durabilidad

CAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

La influencia de la pelcula de asfalto pasa por un ptimo.

La propiedad de cohesionar los ptreos disminuye con el tiempo.

La oxidacin ser menor mientras mayor es la cantidad de asfalto.

-En la capas bajo la capa de rodado, la oxidacin es mnima, por lo que se puede minimizar la capa de asfalto. Diseo de la mezcla asflticaCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

La influencia del tamao del rido es inversamente proporcional a su superficie especfica.

Las mezclas con materiales con tamao mximo mayor y caras angulosas tendrn mayor estabilidad.

La falta de estabilidad puede ser suplida con asfaltos de menor penetracin.

La mezcla asfltica debe resultar lo ms impermeable posible. La mezcla final debe resultar trabajable.Diseo de la mezcla asflticaCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

CONSIDERACIONES GENERALES PARA LOS DISEOSMenor espesor de pelcula Menor estabilidadExceso espesor de pelcula Menor estabilidadMenor espesor de pelcula Mayor oxidacinMayor tamao mx. Mayor estabilidadMenor % huecos Menor oxidacinMenor % huecos Mayor exudacin Mayor % huecos Menor impermeabilidadMenor rugosidad Menor estabilidadCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

No existe mtodo alguno que conjugue todas las variables en el diseo, por lo que se debe hacer considerando:

MaterialesMtodos de trabajoExperiencias anterioresEspecificacionesBuen criterio tcnicoDiseo de la mezcla asflticaCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

Anlisis de Volumen de una Mezcla CompactadaAire

Agregado ptreoVmm

VaM

Ve

Vba

Asfalto

VRS

Vb

Va

Vt

Asfalto absorbido


Va: Volumen de huecos en la mezcla (aire)VaM: Volumen de huecos en el agregado mineralVb: Volumen de asfaltoVba: Volumen de asfalto absorbidoVt: Volumen en la mezcla compactadaVmm: Volumen de la mezcla sin huecosVRS: Volumen real seco del agregado en la mezclaVe: Volumen efectivo del agregado en la mezclaAnlisis de Volumen de una Mezcla CompactadaCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES(1).- El Proyecto podr especificar otro valor de desgaste justificado pero, en ningn caso superar el 35%

(2).- La adherencia dinmica solo se especificar en reas con precipitacin media anual superior a 350mm y de no cumplir, se podrn usar aditivos que mejoren la adherencia.

ENSAYETIPO DE MEZCLA ASFALTICA____________________________________________RODADURA INTERMEDIA BASE BASE GRUESA ABIERTA

METODODesgaste Los Angeles (Mx.)

Desintegracin en Sulfatode Sodio. (Mx.) (1)

Partculas Chancadas (Mn.)

Partculas Lajeadas (Mx.)

Adherencia Mtodo Esttico (Mn.)

Adher. Mtodo Dinmico (Mn.) (2)25%(1) 35% 35% 30% 12% 12% 12% 12%

90% 70% 60% 90%

10% 15% 15% 10%

95% 95% 95% 95%

95% 95% 95% 95%8.202.11

8202.17

8.202.6

8.202.6

8.302.29

8.302.31

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESSi no cumplen los ridos con esta exigencia, se podrn utilizar previa incorporacin de un aditivo que mejora la adherencia en obra.

Slo deber cumplirse en obras ubicadas en las Regiones 11a y 12a y en la alta cordillera o cuando lo indique el Proyecto.

ENSAYETIPO DE MEZCLA ASFALTICA________________________________________________________ SUPERFICIE INTERMEDIA BASE BASE GRUESA ABIERTA

METODOIndice de Plasticidad

AdherenciaRiedel Weber (1)

Desintegracin Sulfatode Sodio (Mx.) (2) NP NP NP NP

Mn. 0 - 5 Mn. 0 - 5 Mn. 0 - 5 Mn. 0 - 5

15% 15% 15% 15%8.102.4

8.302.30

8.202.17

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESGRANULOMETRIA DEL FILLER

T A M I C E S___________________________(mm) (ASTM)% QUE PASA EN PESO0,630 (N30) 0,315 (N50) 0,080 (N200)10095 - 10070 - 100

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESREQUISITOS PARA ARIDOS COMBINADOS

ENSAYE TIPO DE MEZCLA ASFALTICA _______________________________________________SUPERFICIE INTERMEDIA BASE BASE GRUESA ABIERTA

METODOSales Solubles (Mx.)Equivalente de Arena (Mn) 2% 3% 3% 3% 50% 45% 40% 50%8.202.14 8.202.9

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESGRANULOMETRIA DE ARIDOS : GRANULOMETRIA DENSA

(1).- Las bandas IV-10 solo se podrn usar en ciclo vas(2).- Estas mezclas se utilizaran cuando sobre ellas se coloque una mezcla drenante u otra de similares caractersticas

DENOMINACION IV-10 (1) IV-12(2) IV-20(2)IV - 25T A M I C E S (mm) (ASTM) P O R C E N T A J E Q U E P A S A E N P E S O40 (1 1/2")25 (1" )20 (3/4")12,5 (1/2")10 (3/8") 5 (N 4) 2,5 (N 8) 0,63 (N 30) 0,315 (N 50) 0,16 (N 100) 0,08 (N 200)

100 80 - 10055 - 7535 - 5018 - 2913 - 23 8 - 16 4 - 10

100 80 - 10070 - 9050 - 7035 - 5018 - 2913 - 23 8 - 16 4 - 10 100 80 - 100 ---60 - 8048 - 6535 - 5019 - 3013 - 23 7 - 15 0 - 8 100 80 - 100------55 - 7545 - 6235 - 5019 - 3013 - 23 7 - 15 0 - 8

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESGRANULOMETRIA DE ARIDOS : GRANULOMETRIA SEMI DENSA

DENOMINACIONIV A - 12IV A- 20T A M I C E S (mm) (ASTM) PORCENTAJE QUE PASA EN PESO 25 (1)20 (3/4") 12,5 (1/2") 10 (3/8") 5 (N 4) 2,5 (N 8) 0,63 (N 30) 0,315 (N 50) 0,16 (N 100) 0,08 (N 200) 100 80 - 95 70 - 85 43 - 58 28 - 42 13 - 24 8 - 17 6 - 12 4 - 8100 80 - 9565 - 80 57 - 7340 - 5528 - 4213 - 24 8 - 17 6 - 124 - 8

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESGRANULOMETRIA DE ARIDOS : GRANULOMETRIA GRUESA

DENOMINACION III-10 III-12 A IV-12 BIII-20T A M I C E S (mm) (ASTM) P O R C E N T A J E Q U E P A S A E N P E S O40 (1 1/2")25 (1" )20 (3/4")12,5 (1/2")10 (3/8") 5 (N 4) 2,5 (N 8) 0,63 (N 30) 0,315 (N 50) 0,16 (N 100) 0,08 (N 200)

100 75 - 10035 - 5520 - 3510 - 22 6 - 16 4 - 122 - 8

100 75 - 10060 - 8535 - 5520 - 3510 - 22 6 - 16 4 - 12 2 - 8

100 75 - 100 60 - 85 30 - 50 20 - 35 5 - 20 3 - 12 2 - 8 0 - 4 100 75 - 100 ---45 - 7030 - 5020 - 35 5 - 20 3 - 12 2 - 8 0 - 4

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESGRANULOMETRIA DE ARIDOS : GRANULOMETRIA ABIERTA

DENOMINACIONII - 5II - 10II - 12II - 20II - 25T A M I C E S (mm) (ASTM) P O R C E N T A J E Q U E P A S A E N P E S O40 (1 1/2")25 (1" )20 (3/4")12,5 (1/2")10 (3/8") 5 (N 4) 2,5 (N 8) 0,08 (N 200)

100 40 - 85 5 - 20 0 - 4

100 70 - 10020 - 40 5 - 20 0 - 4

100 70 - 10045 - 7520 - 40 5 - 20 0 - 4 100 70 - 100 --- 35 - 6015 - 35 5 - 20 0 - 4 100 70 - 10050 - 80 --- 25 - 5010 - 30 5 - 20 0 - 4

CARACTERISTICAS DE LOS ARIDOS PARA MEZCLASCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESGRANULOMETRIA DE ARIDOS : GRANULOMETRIA FINA

DENOMINACIONV - 10V - 12T A M I C E S (mm) (ASTM) PORCENTAJE QUE PASA EN PESO20 (3/4") 12,5 (1/2") 10 (3/8") 5 (N 4) 2,5 (N 8) 1,25 (N 16) 0,63 (N 30) 0,315 (N 50) 0,16 (N 100) 0,08 (N 200) 100 85 - 10065 - 8050 - 6537 - 5225 - 4018 - 3010 - 20 3 - 10 100 85 - 100--- 65 - 8050 - 6537 - 5225 - 4018 - 3010 - 20 3 - 10

Mtodo Marshall reseaCAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALES

Equipos Mtodo Marshallensayo


CAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESMtodo diseo Marshall

Mtodo Marshallensayo

Se preparan probetas de 4 pulg. de dimetro con asfalto compactado a T de diseo

El % de asfalto vara entre 4 y 7.5% del peso total del rido.

Se somete la probeta a cargas a una velocidad controlada hasta que la probeta se rompe y se mide la deformacin.

El ensayo se realiza a 60C


Mtodo Marshall

CAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESREQUISITOS PARA MEZCLAS ASFALTICAS

TIPO DE MEZCLA ASFALTICAESTABILIDAD (N)(E)_________________ Mn. Mx.FLUENCIA (mm)__________________________ Mn. Mx.HUECOS EN LA MEZCLA (%)_____________________ Mn Mx.HUECOS LLENOS CON ASFALTO (%)____________________Mn.Superficie (Densa)IntermediaBase GruesaSuperficie (Fina) 9.000 8.000 6.000 4.000 --- ---------8888161616164353 6 810 870605060

Mtodo Marshall

CAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESREQUISITOS PARA MEZCLAS ASFALTICAS

PORCENTAJES MINIMOS DE VACIOS EN EL AGREGADO MINERAL (VAM)

TAMAO NOMINAL (mm)MINIMO DE VACIOS (VAM) (%)2519 12,510 5 2,5 1,2513 14 15 16 18 21 23,5

CAPAS ASFLTICAS ESTRUCTURALESMtodo diseo Marshall

Plantas

En lugar de acopio de los ridos es necesario tener pavimentado para evitar la contaminacin.

En asfaltos se usan por lo general:2 gravillas + 2arenas + filler.

-Para variar la temperatura a la salida del tambor secador se puede variar la inclinacin del tambor o disminuir o aumentar la llama del quemador.PLANTAS ASFLTICAS: consideraciones de diseo

El tamao de los ridos en el acopio debe estar bien sealizado, de lo contrario, un rido de mayor tamao puede obstruir la boquilla de salida con la cinta, provocando que el rido no sea transportado quedando estancado. Consecuencia de esto, la tolva no alimenta correctamente el rido.

-Al sistema se le tiene que colocar un colector de polvo para que no contamine. La ventaja de esto es que se recolecta como filler.PLANTAS ASFLTICAS: consideraciones de diseo

El filler siempre se aplica en fro, de lo contrario se calcinara.

La betonera es de eje horizontal, mezclando el asfalto por un mnimo de tiempo para obtener una mezcla homognea.

-Al mezclar el rido y el asfalto, este ltimo debe tener una temperatura levemente superior a la del rido (una diferencia de 5C aprox.)PLANTAS ASFLTICAS: consideraciones de diseo

Planta Continua Plantas de fabricacin de aglomerados asflticos

Planta DISCONTINUA Plantas de fabricacin de aglomerados asflticos

Ubicacin de estanques de combustibles y asfalto.Las vas de circulacin deben ser expeditas.Todo el sistema de alimentadores, tuberas, vlvulas, debern estar en condiciones.La capacidad de los elementos de almacenaje deber corresponder a la produccin programada.Todos los puntos de control debern ser fcilmente accesibles y protegidos en razn de lo riesgoso de la faena.Plantas asflticas

Disposiciones generales

En emprstito

En Planta Chancadora

En alimentador en froCancha de recepcinControl de mezcla en cinta (4 tolvas separadoras)

Agregados en calienteHumedad finalTemperatura finalPlantas asflticasControl agregados

Calibracin de la plantaSolo ridosEnseguida con asfaltoControl ambientalPlantas asflticasControl mezclas

El instituto del asfalto Norteamericano propone responder el siguiente cuestionario

Manejo de los PtreosCumple con las especificaciones.Se est produciendo el tamao adecuado.El acopio es satisfactorio.Los acopios tienen la separacin adecuada.Estn bien manipulados.Se esta controlando la segregacin.Esta el filler resguardado de la humedad.

Plantas asflticasControl mezclas


En el alimentador en froSe ha armado de acuerdo a especificaciones.Se est cargando en las tolvas el material adecuado.Estn las compuertas con la abertura adecuada.Estn los agregados saliendo uniformemente.



Plantas de mezcladoSe han calibrado los agregados despus de secado.Se ha calibrado la alimentacin de asfalto.Estn los agregados y el asfalto bien interconectados.Estn los materiales entrando al mezclador a la temperatura adecuada.Se est distribuyendo el asfalto uniformemente en el mezclador.El tiempo de revoltura es el correcto.



Plantas de mezcladoEst el mezclador girando a la velocidad adecuada.Tienen los harneros la capacidad para la mxima capacidad del secador.Estn los harneros en buen estado.Est despejado el rebalse del material de rechazo.Est el extractor de polvo funcionando correctamente. Plantas asflticasControl mezclas

AsfaltoRecepcin en planta:PenetracinSolubilidadDuctilidadEnsaye de la manchaTemperatura del caminPeso del camin



En el asfaltoEst el asfalto a la temperatura especificada.No hay caeras con prdida de temperatura.Se mantiene la temperatura en la mezcla y sus componentes.



Muestreo y EnsayesSe han tomado suficientes muestras.Son las muestras representativas.Se estn ejecutando los ensayes de acuerdo a norma.Se obtienen los resultados con la rapidez necesaria.Se tienen los controles con su avance al da.Plantas asflticasControl mezclas

Mezclas en fro

Preparacin de la mezcla en fro (emulsin) - Los ridos son los mismos que para mezclas en caliente- Tambin se pueden usar asfaltos rebajados. -Se debe contar el % de agua (30%) - En las emulsiones se usan C.A. blandos (110 -115 de penetracin), lo que se traduce en menores estabilidades- Para el caso de pavimentaciones en fro debe ser de una emulsin asfltica de residuo duro.

Mezclas en fro

Mezclas en froColocacin

Mezclas en froTRANSPORTE

Mezclas en froColocacin

Mezclas asflticasEn Caliente

Para la colocacin manual la base debe estar imprimada.

Condiciones para imprimacin:Debe ser asfalto lquidoBaja viscosidad para conferir absorcinCurado medioMezclas asflticasColocacin manual

Se puede imprimar con una emulsin, pero debe cuidar que la carga del suelo sea la adecuada.

Herramientas:- Calzado adecuado- Guantes- Palas carboneras- Carretillas- Reglas o rastrillos

Mezclas asflticasColocacin manual

Colocacin:-Espesor mnimo: 5 cm

Compactacin:- Rodillo autopropulsado-Rodillo de lanzaMezclas asflticasColocacin manual

Se coloca con una terminadora asfltica provista de una regla emparejadora y una plancha vibratoria calefaccionada.En esta primera fase, se alcanzan densidades de alrededor del 96% de la densidad Marshall; con esto se minimiza el nmero de pasadas con el rodillo.

La propulsin de la terminadora puede ser por neumticos u orugas (de goma lisa).

Para asegurar que el camino quede libre de desperfectos, la terminadora se reabastecer en marcha.

Colocacin mezclas COLOCACION MECANIZADA

Colocacin mezclas mezcla en calienteUna vez realizada la colocacin se inicia de inmediato la compactacin con equipos mecanizados y en algunos casos, especiales para asfaltos.

Colocacin mezclas

COMPACTACION MECANIZADA

Colocacin mezclas COMPACTACION MECANIZADA

Colocacin mezclas

COMPACTACION MECANIZADA

Colocacin mezclas

PAUTA DE COMPACTACIN

Colocacin mezclas JUNTAS

Defectos observables al momento de la colocacin:

- Desprendimiento de humo azul exceso de T .Mezcla muy rgida Baja T.Mezcla muy blanda exceso de asfalto.Mezcla pobre seca.Desprendimiento vapor presencia agua.Segregacin revisin de todo el proceso.Contaminacin revisin de todo el proceso.Exudacin incipiente lavado de camiones con fuel oil.

Control colocacin de la mezclaFIN

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Fundamentos Tecnicos de Asfaltos en Faenas de Pavimentación