REVESTIMIENTOS Y
PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
JUAN PAULO CACERES ALBORNOZIng. Constructor
1
Base y Subbase Granular
La base granular es la capa inmediatamente bajo la rodadura,
intermedia o base asfáltica.
En la mayoría de los casos está compuesta por agregados chancados.
La subbase es la capa que se ubica bajo la base granular.
La razón para usar estas dos capas es fundamentalmente económica.
En vez de usar una sola capa de un material de base que es más caro,
se puede usar como subbase un material más barato que se apoya
sobre la subrasante.2
Subbase Granular
Los agregados gruesos, retenidos sobre tamiz 5 mm. (N° 4), deben ser
partículas:
-- Resistentes
-- Durables
-- Constituidas de fragmentos de roca, grava o escoria
Los agregados finos, que pasan por tamiz 5 mm., deben estar
constituidos por:
-- Arenas naturales o trituradas
-- Partículas minerales que pasan por tamiz 0,08 mm. (N° 200).3
Subbase Granular
Todo el material deberá estar libre de:
-- materias orgánicas
-- Terrones de arcilla
Límites de Consistencia o de Atterberg
Límite Líquido Indice de PlásticidadSubbase Máx. 35 Máx. 8Base Estabilizada Máx. 25 Máx. 6Capa de Rodadura Regiones I a III Máx. 35 5 - 10Regiones IV a VI Máx. 35 4 - 9Regiones VII a X Máx. 35 3 - 8Regiones XI a XII Máx. 35 Máx. 7
4
Materiales para Subbase Granular
1.- Los materiales deben cumplir
con la graduación TM-50a de la
siguiente tabla.Tamiz TM-50a(mm) 50 10040 - 25 55 - 10020 - 10 30 - 755 20 - 652,5 - 2 10 - 500,5 5 - 300,08 0 - 20
2.- En cuanto a las propiedades
mecánicas, el material debe tener
un soporte CBR≥40%
3.- La fracción gruesa deberá
tener una resistencia al desgaste,
medida por el ensaye de Los
Angeles, de no más de 40%.
5
Materiales para Base Granular
1.- Las granulometrías deberán ajustarse a una de las siguientes
bandas:
Tamiz TM-50b TM-50c TM-25(mm) 50 100 100 40 70 - 100 - 25 55 - 85 70 - 100 10020 45 - 75 60 - 90 70 - 10010 35 - 65 40 - 75 50 - 805 25 - 55 30 - 60 35 - 652,5 - - - 2 15 - 45 15 - 45 25 - 500,5 5 - 25 10 - 30 10 - 300,08 0 - 10 0 - 15 0 - 15 6
Materiales para Base Granular
2.- El porcentaje de chancado no deberá ser menor que 50%
3.- Cuando el material se use como base para tratamiento superficial doble, el contenido mínimo de chancado será el 70%.
4.- Su tamaño máximo absoluto será de 40 mm.
5.- El Índice de Plásticidad máximo será de 4% y no podrá exceder el 6%
6.- Respecto a las propiedades mecánicas, el material deberá tener un soporte CBR≥80%
7
Materiales para Base Granular
7.- La fracción gruesa deberá tener una resistencia al desgaste, medida por el ensaye de Los Angeles, de no más de 35%.
8.- En el caso del Tratamiento Superficial Doble, el soporte deberá ser CBR≥100%.
9.- Todos los materiales contendrán una humedad igual o ligeramente mayor que la óptima, necesaria para asegurar la densidad de diseño requerida.
8
Materiales para Capa de Rodadura
1.- Cuando la capa de rodadura va a quedar expuesta por varios años,
sin una protección asfáltica, el material deberá cumplir con un
contenido mínimo de chancado de 50% y con una de las siguientes
bandas granulométricas:
- Zona Norte. Desde la I a VI Regiones, se empleará la banda TM-40c
- Zona Sur. Desde la VII a XII Regiones, se empleará la banda TM-40b
9
Materiales para Capa de Rodadura
Tamiz TM-40b TM-40c(mm) 50 40 100 10025 80 - 85 80 - 10020 - - 10 50 - 65 50 - 805 35 - 55 35 - 652,5 - - 2 25 - 45 25 - 500,5 10 - 25 15 - 300,08 5 - 10 5 - 20
10
Materiales para Capa de Rodadura
2.- En cuanto a propiedades mecánicas, el material deberá tener un
soporte CBR≥60%
3.- La fracción gruesa deberá tener una resistencia al desgaste,
medida por el ensaye de Los Angeles, de no más de 30%.
11
Soluciones Básicas con Capas de Protección
Estas consisten en la aplicación de una capa de tipo asfáltico sobre
una base de suelo granular, que cumple el objetivo de:
- Protegerla
- Otorgar mayores condiciones de rodadura
- Disminuir la Rugosidad
12
Soluciones Básicas con Capas de Protección
Dentro de este grupo de soluciones básicas utilizadas en el país,
se encuentran diversos tipos, tales como:
-Doble Tratamiento Superficial (DTS)
-Tratamiento Superficial Simple (TSS)
-Carpetas Delgadas de Mezclas Asfálticas (CMA)
-Impriación Reforzada (IR)
-Lechada Asfáltica (LA)
-Cape Seal (CS)
13
Soluciones Básicas con Estabilizaciones de Capas Granulares
Un suelo que presenta una baja resistencia, sufre deformaciones a
causa de solicitaciones de tránsito o exposición al medio ambiente
(llamado también suelo inestable).
Éste no puede ser utilizado como un material estructural en un
camino, por lo que es necesario estabilizarlo, aumentando sus
propiedades mecánicas mediante la utilización de sales o
productos químicos, que actúan como agentes aglomerantes entre
las partículas del suelo.
14
Soluciones Básicas con Estabilizaciones de Capas Granulares
Dentro de los tipos de estabilizadores de suelo utilizados en el país
se pueden mencionar, entre otros:
-Cloruro de Magnesio (Bichofita)
-Cloruro de Sodio
-Cloruro de Calcio
15
IMPRIMACIÓNASFÁLTICA
16
Imprimación
La imprimación asfáltica, consiste en un riego de ligante con la finalidad,
entre otras, de impermeabilizar una superficie granular, para esto se
requiere que el ligante tenga capacidad de penetración a través de la
capilaridad de la superficie granular.
Capilaridad
la capilaridad es un fenómeno que permite que los líquidos suban en
contra de la gravedad o por ambos. La cantidad de líquido absorbido por
capilaridad nos da su poder de absorción, este está íntimamente
relacionado con la porosidad, la forma, dimensión y comunicación de
los poros. 17
Imprimación
Operación requerida para aplicar un riego de asfalto cortado de curado
medio tipo MC-30 o, MC-70, de baja viscosidad o emulsión imprimante,
sobre una base no tratada, con el objeto de:
a.- impermeabilizar
b.- evitar la capilaridad
c.- cubrir y ligar las partículas sueltas
d.- proveer adhesión sobre la base granular o subbase granular y la
capa inmediatamente superior.
18
Imprimación
El grado a ocupar obedecerá de la:
- textura,
- humedad de la base
- Temperatura Ambiente.
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Imprimación Reforzada
La Imprimación Reforzada consiste en la aplicación de una imprimación
asfáltica sobre una superficie de material granular, seguida de un riego
de ligante que puede ser del tipo asfalto cortado de baja viscosidad o
emulsión de quiebre rápido, para luego aplicar una capa de arena
uniformemente distribuida.
El proceso finaliza con una compactación con rodillo neumático.
La imprimaciones reforzadas tienen vida de diseño de 2 a 3 años.
20
Imprimación Reforzada
Cuando sea necesario realizar una Imprimación Forzada, la superficie a
tratar, deberá primeramente compactarse en el espesor total de la base
granular, hasta alcanzar aproximadamente el 90% de la D.M.C.S.
Posteriormente, se procede a aplicar uno de los asfáltos cortados de
Curado Medio de distintos grados (MC-30 o MC-70), a razón de 0,8 a
1,5 kg/m2.
Una vez terminada la aplicación del asfalto y transcurrido el tiempo de
curado, se continuará con la compactación de la base hasta alcanzar
como mínimo el 95% de la D.M.C.S., o el 80% de la densidad relativa.
21
Imprimación Reforzada
En superficies de textura abierta o gruesa donde se logre fácilmente la
penetración de asfálto, ésta se podrá compactarse directamente hasta
el 95% de la D.M.C.S. para posteriormente aplicar el riego de
imprimación.
En seguida se hará una segunda aplicación de asfalto, esta vez con
emulsión CRS-2 (Emulsión asfáltica catiónica de quiebre rápido y
residuo blando), a razón de 1,0 a 1,5 kg/m2, sobre la cual se esparcirá
una capa de arena a razón de 8 a 11 kg/m2.
La dosis definitiva del ligante y arena se establecerá en terreno
mediante tramos de prueba
22
Imprimación Reforzada
La capa de arena deberá compactarse inmediatamente después de
extendida, para lo cual deberán utilizarse rodillos de ruedas neumáticas.
Todo punto de la superficie deberá recibir un número suficiente de
pasadas de rodillo, hasta obtener un perfecto acomodo de las partículas
de arena.
En todo caso, se exigirá un mínimo de tres pasadas completas del
rodillo, traslapando cada pasada con la precedente en por lo menos
0,50 m.
23
Imprimación Reforzada
Los asfaltos no deben calentarse por encima de la temperatura de
inflamación, siendo las temperaturas para las emulsiones asfálticas
imprimantes entre 50 y 170º C.
La imprimación reforzada podrá ser entregada al tránsito, una vez que
la mezcla se haya quebrado y no se deforme con el paso de los
vehículos.
Las imprimaciones de cuantifican por metro cuadrado (m2).
24
Imprimación Reforzada
La granulometría deberá ajustarse a la banda indicada en la siguiente
tabla:
GRANULOMETRÍA DE ARENA
TAMICESPORCENTAJE EN PESO QUE PASA
(mm) (ASTM)
10 (3/8") 100 5 (N° 4) 85 - 100
0,08 (N° 200) 0 - 5
25
Imprimación Reforzada
Los agregados deben cumplir además, con los requisitos señalados en
la siguiente tabla:
REQUISITOS DE LOS AGREGADOS
ENSAYE REQUISITO MÉTODO
Desintegración de Sulfato de Sodio MÁX 12% 8.202.17
Adherencia Método Estático MÍN 95% 8.302.29
26
RIEGODE
LIGA
27
Riego de Liga
Esta operación se definen los trabajos necesarios para aplicar un riego
de emulsión asfáltica sobre una superficie pavimentada, con el objeto
de producir adherencia entre esa superficie y la capa asfáltica que
cubrirá.
En los riegos de liga se deberán emplear emulsiones asfálticas
catiónicas preferente de quiebre lento, del tipo:
CSS-1 = Emulsionante Catiónica de Quiebre Lento residuo blando
CSS-1h= Emulsionante Catiónica de Quiebre Lento residuo duro
28
Riego de Liga
Estas emulsiones deben tener un porcentaje de xilol no mayor a un 25%
en el ensaye de la mancha con heptano-xilol.
El Ensayo de la Mancha también conocido como Ensayo de Oliensis
pretende determinar la homogeneidad o no de los asfaltos, lo que se
determina en materia de ensayo en laboratorio.
Esencialmente consiste en mezclar el asfalto con un disolvente,
originalmente nafta y actualmente una mezcla de heptano/xileno y
determinar la forma de la mancha de una gota de asfalto en este
solvente en un papel de filtro.
29
Ensayo de la Mancha
Si se produce una mancha homogénea una vez evaporado el disolvente,
el ensayo considera negativo y el asfalto objeto de ensayo es
HOMOGENEO.30
Ensayo de la Mancha
Si aparece un área circular oscura rodeada de otra más clara el ensayo
se considera Positivo y cabe concluir que el asfalto objeto de ensayo es
HETEROGÉNEO31
Ensayo de la Mancha
El resultado positivo del ensayo Oliensis es meramente una cuestión de
solubilidad de las fracciones frescas y no exclusivamente de material
craqueado de las mismas.
Para solucionar este problema propusieron cambiar el disolvente 100%
nafta por una combinación 35% xilol / 65% nafta.
Posteriormente, y debido a todos los problemas de solubilidad, se
desarrolló una nueva versión del ensayo que se denomina equivlente
heptano-xileno.
32
Ensayo de la Mancha
Mediante esta nueva versión, se determina la menor cantidad de xileno
necesario para producir un resultado negativo en el ensayo.
Por lo tanto, el Ensayo de la Mancha es altamente dependiente de la
solubilidad de los componentes del asfalto en los disolventes que se
utilizan.
33
Ensayo de la Mancha
Mediante este ensayo se ha tratado de preservar la calidad de los
asfaltos asegurando que:
-No han sufrido sobrecalentamientos locales
-No se ha producido material craqueado durante el almacenamiento
La aparición de material craqueado conduce a:
-Pérdida de propiedades de adhesividad frente a los áridos
-Mal comportamiento general del ligante de la mezcla asfáltica para
carreteras.34
Ensayo de la Mancha
Mediante este ensayo se ha tratado de preservar la calidad de los
asfaltos asegurando que:
-No han sufrido sobrecalentamientos locales
-No se ha producido material craqueado durante el almacenamiento
La aparición de material craqueado conduce a:
-Pérdida de propiedades de adhesividad frente a los áridos
-Mal comportamiento general del ligante de la mezcla asfáltica para
carreteras.35
Riego de Liga
No se deberá efectuarse riego de liga si el tiempo se encuentra
neblinoso o lluvioso.
Las aplicaciones se efectuarán únicamente cuando la temperatura
atmosférica sea de por lo menos 10°C y subiendo y la temperatura de la
superficie del pavimento no sea inferior a 10°C.
Antes de aplicar el riego de liga, deberá prepararse el pavimento
existente eliminando los materiales sueltos, el polvo, la suciedad y todo
otro material extraño.
36
Riego de Liga
Cuando se deba mantener el tránsito, el riego de liga deberá aplicarse
primeramente en una mitad del ancho de calzada.
El riego de la segunda mitad deberá iniciarse sólo cuando la primera
mitad ya se encuentre cubierta con la capa superior de rodadura
correspondiente.
No se debe transitar por la superficie regada, si ello ocurriera, ésta
deberá repararse completamente mediante un riego adicional, antes de
colocar la capa de recubrimiento.
37
Riego de Liga
La dosis del riego de liga debe estar comprendida entre 0,4 a 1,0 L/m2
de superficie.
La dosis definitiva a aplicar, será determinada en terreno mediante las
canchas de prueba.
Las emulsiones se aplicarán a una temperatura comprendida entre 20°C
a 50° C
El asfalto deberá distribuirse cuidadosa y uniformemente sobre toda la
superficie a tratar, incluso sobre las paredes verticales que se generan
por las uniones longitudinales entre pistas pavimentadas en asfalto. 38
LECHADA ASFÁLTICA
39
Lechada Asfáltica
Este tipo de tratamiento consiste en un recubrimiento delgado de 3 a 10
mm. de espesor mezclado con:
-Arena
-Relleno mineral (filler)
-Agua
-Emulsión de quiebre lento
40
Lechada Asfáltica
Esta lechada asfáltica se caracteriza por tener :
-Instalación económica
-Alto rendimiento
-Rápida abertura al tránsito
-Superficie impermeabilizada
-Propiedades antideslizantes
-Color y textura uniforme
41
Lechada Asfáltica
La dosis de agua y emulsión deben ser tales que formen una lechada de
consistencia cremosa y homogénea, la cual es aplicada sobre:
-una capa granular imprimada
-Pavimentos o tratamientos que presenten fisuras y se quiera sellar
La emulsión a utilizar debe ser de quiebre lento de los tipos: CSS-1,
CSS-1h O SS-1h.
42
Lechada Asfáltica
Emulsiones CSS-1 y CSS-1h:
Son emulsiones catiónicas de quiebre lento, de color café, estado
normal líquido.
Su diferencia está en la dureza del residuo, siendo la emulsión CSS-1h
con un residuo mas duro que la emulsión CSS-1.
Emulsión SS-1h es una emulsión asfáltca anionica de quiebre lento, de
residuo duro. 43
Lechada Asfáltica
Emulsiones CSS-1 y CSS-1h:
-De aplicación en frio
-Excelente afinidad con la mayoría de los agregados pétreos que existen
en el país
-Se aplica como riego de liga sobre pavimentos y en rellenos de grietas
y junturas.
-También se pueden utilizar como Slurry Seal
44
Lechada Asfáltica
Áridos:
-El árido a utilizar debe estar libre de materia orgánica, arcilla y materias
extrañas, deben ser durables, angulares y bien graduadas,
proveniente de la trituración de roca o de mezcla con arena natural, sin
que esta supera el 15%.
-Gravilla tamaño máximo = 3/8”
45
Lechada Asfáltica
Aditivos:
Existen dos tipos: Líquidos y Secos.
Aditivos Líquidos
-Aumentan la trabajabilidad de las lechadas
-Aumentan el rendimiento
-Aceleran o retardan el quiebre de la emulsión
Aditivos Secos
-Son en general finos
-De reacción hidráulica, como el cemento, cual acelera la maduración
de la lechada para su puesta en servicio.46
Lechada Asfáltica
Filler
-Cumple la función de relleno granulométrico
-Evita la segregación de la mezcla
-Controla el quiebre de la lechada
-El filler puede ser cemento hidráulico, cal u otro material inerte de
origen calizo.
47
RIEGO NEBLINA
48
Riego Neblina
Son los trabajos requeridos para aplicar un riego de emulsión asfáltica
sobre una:
-Capa Asfáltica
-Tratamiento Superficial
- Pequeñas fisuras
- Poros superficiales
- Superficies de capas nuevas
- Tratamiento Superf. reciente
Envejecido(alteración de las propiedades físico-químico de los materiales)
Propósito de sellar
La idea es mejorar la retención de los áridos y/o uniformar el color superficial 49
Riego Neblina
En los Riegos Neblinas se deben emplear EMULSIONES ASFÁLTICAS
DE QUIEBRE LENTO.
TIPOS DE EMULSIÓN A UTILIZAR
CLIMA TIPO DE EMULSIÓN
Caluroso Emulsión de Residuo Duro Tipo CSS - 1h o SS - 1h
Frio Emulsión de Residuo Blando Tipo CSS - 1 o SS - 1
50
Riego Neblinas
Antes de aplicar riego neblinas, se debe prepararse el pavimento
existente, esto es:
-La superficie debe estar seca
-Se debe eliminar todo material suelto de la superficie:
-El polvo
- Suciedad
-Todo material extraño
51
Riego Neblinas
-Cuando se deba mantener el tránsito, el riego deberá efectuarse
primeramente a una mitad de la calzada.
-El riego de la segunda mitad, sólo deberá comenzar, cuando el de la
primera haya quebrado completamente y se encuentre el pavimento en
condiciones de dar al tránsito.
-Las emulsiones se deberán aplicar diluidas en agua en proporción 1 : 1
(una parte de emulsión por una parte de agua), y a una razón de 0,5 a
1,0 kg/m2 de superficie.
52
Riego Neblinas
-La dosis mayor se aplicará sobre las superficies muy abiertas y
oxidadas.
-La dosis definitiva a aplicar será determinada en terreno con una
tolerancia de ± 5%.
-Las emulsiones diluidas se aplicarán a una termperatura comprendida
entre los 20° a 50°C.
-Si, por las características del la superficie, resultan áreas localizadas
en las cuales, la cantidad aplicada es insuficiente, ellas se deberán
reforzar mediante un regado manual.
53
TRATAMIENTO SUPERFICIAL SIMPLE CON
LECHADA ASFALTICA(cape seal)
54
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
Es la construcción de un Cape Seal que está constituido por una primera
capa que corresponde a un Tratamiento Superficial Asfáltico Simple,
consistente en:
1.- Primera aplicación de asfalto recubierta por árido de granulometría
con tamaño máximo de 20 mm. (3/4”) y emulsión asfáltica tipo CRS-2.
55
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
Los tratamientos superficiales consisten en aplicaciones de riego
asfáltico alternado con agregados pétreos colocada sobre una capa
granular imprimada.
Según el número de aplicaciones adoptan el nombre de Tratamiento
Superficial Simple (una aplicación) o Doble tratamiento Superficial (dos
aplicaciones).
56
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
Este tipo de solución se destaca por su bajo costo con respecto a un
pavimento tradicional, esto es:
-fácil aplicación
-buena impermeabilización de la base
-buen desempeño frente a varias adversidades climáticas
-bajo volumen de tránsito, menores a 500 vehículos diarios.
57
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
Los ligantes asfálticos utilizados son los cementos asfálticos de baja
viscosidad, las emulsiones asfálticas y algunos productos comerciales
mejorados en sus características, como la adherencia o trabajabilidad.
Los asfaltos disueltos en solventes se tratan de evitar en su uso.
Dosificación típica de cemento asfáltico y agregado pétreo
Tipo de TratamientoAsfalto Agregado Petreo
Tamaño Máximo(kg/m2) (kg/m2)
T.S.S. 0,9 - 1,6 8 - 15 3/4"D.T.S. 2,6 - 3,2 25 - 35 3/4" - 3/8"
58
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
Especificación Técnica que debe cumplir la emulsión asfáltica CRS-2:
CARACTERÍSTICACRS-2
Mín MáxEnsaye de la emulsión: Viscosidad, Saybolt Furol a 50ºC, SFs 100 100Ensaye de estabilidad en almacenamiento 24 h, % - 1Demulsibilidad, 35 ml, 0,8% diosctylsulfosuccinato de sodio, % 40 -
Capacidad de Recubrimiento y resistencia al agua: Ensaye de carga de partícula PositivaEnsaye de tamizado % - 0,1Ensaye de Mezcla con Cemento - -Destilación: Aceite destilado por volumen de emulsión % - 3Residuo % 65 -Ensaye al residuo de la destilación: Penetración a 25ºC, 100g, 5s, 0,1 mm 100 250Ductilidad a 25ºC, 5 cm/min, cm 40 -Solubilidad en Tricloroetileno, % 97,5 -Ensaye de la Mancha: Heptano/Xilol, % Xilol 25
59
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
En Tratamientos Superficiales deberán utilizarse áridos que cumplan
con las propiedades que se indican:
ENSAYE EXIGENCIA
Desgaste Los Angeles Máx. 25%
Desintegración con Sulfato de Sodio Máx. 12%
Adherencia Método Estático Mín. 95%
Árido Chancadomín. 70%
60
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
2.- Segunda capa que corresponde a una lechada asfáltica de
granulometría con tamaño máximo de 10 mm. (3/8”).
La lechada asfáltica (emulsión asfáltica y agua sobre superficie
pavimentada), deberá utilizarse preferentemente emulsiones asfálticas
de quiebre lento del tipo CSS-1h o CSS-1he
CSS-1h = Emulsión Catiónica de Quiebre Lento
CSS-1he = Emulsión Catiónica de Quiebre Lento con polímero
61
Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal
- El árido debe estar acopiado en canchas habilitadas para este efecto,
a fin que no se produzca contaminación ni segregación de los
materiales.
- El lavado de los áridos se debe efectuar durante el proceso de
producción y no en los acopios.
62
CEMENTOS ASFÁLTICOS
63
Pavimentos Asfálticos
La idea básica de la construcción de un camino es:
1.- Tenga un espesor total y una resistencia interna suficiente para
soportar las cargas del tránsito esperado.
2.- Impida la penetración interna de la humedad
3.- Disponga de una superficie de rodamiento lisa, resistente al
deslizamiento y resistente al uso, distorsión y deterioro provocado por
los agentes climáticos.
64
Qué debe proporcionar un Pavimento
Funciones de una Pavimento
Superficie
-Segura (fricción y drenaje)
- Confortable (serviciabilidad)
- Resistente (estructura)
-Económica-Costo inicial de construcción-Costos recurrentes de mantenimiento
Suelo- Distribución de las Cargas
- Impermeabilización65
Clasificación de los Pavimentos
1.- Según su número de capas
Simples Una Capa
Compuestas Varias Capas
2.- Según su uso
-Habitacional (estacionamientos)
-Urbano (calles, pasajes, parques, plazas, etc.
-Extraurbano
-Aeropuertos
-Portuarios (muelles) 66
Clasificación de los Pavimentos
3.- Según sus materiales
-Suelos estabilizados
-Bituminosos
-De Concreto
-Varios
4.- Según la Transmisión de Esfuerzos
- Flexibles
- Rígidos
- Míxtos67
Cementos Asfálticos
El producto que se obtiene de la destilación o separación física de varios
constituyentes del petróleo, por la diferencia de sus puntos de ebullición
y condensación es el asfalto.
Los cementos asfálticos se designan por las letras CA, y se elaboran a
partir de una combinación de asfaltos refinados de consistencia
apropiada para trabajos de pavimentación.
Se clasifican según su grado de dureza o consistencia, lo cual se mide a
través de un ensaye de penetración en décimas de milímetros. Es así
como podemos distinguir los tipos CA 40-50, CA 60-70, CA 85-1 00, CA
120-150, entre otros.
68
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:
1.- Consistencia:
Para caracterizar a los asfaltos es necesario conocer su consistencia a
distintas temperaturas, puesto que son materiales termoplásticos que se
licúan gradualmente al calentarlos.
Consistencia es el término usado para describir el grado de fluidez o
plasticidad del asfalto a cualquier temperatura dada.
Para poder comparar la consistencia de un cemento asfáltico con la de
otro, es necesario fijar una temperatura de referencia. 69
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:
1.- Consistencia:
Si se expone al aire el cemento asfáltico en películas delgadas y se le
somete a un calentamiento prolongado, como por ejemplo en las
mezclas con agregado pétreo, el asfalto tiende a endurecerse y
aumentar su consistencia.
Se permite un aumento limitado de ésta, por lo cual un control no
adecuado de la temperatura y del mezclado puede provocar un daño al
cemento asfáltico, tanto como el servicio en el camino terminado. 70
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:
1.- Consistencia:
Por lo tanto, para especificar y medir la consistencia de un asfalto para
pavimento, se usan ensayos de viscosidad o de penetración.
71
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:
2.- Pureza:
El cemento asfáltico se compone casi enteramente de betunes, los
cuales por definición, son solubles en bisulfuro de carbono.
Los asfaltos refinados son, generalmente, mas del 99,5 % solubles en
bisulfuro de carbono y por lo tanto, casi betunes puros.
Las impurezas son inertes o insolubles, si existieran. Normalmente el
cemento asfáltico, cuando sale de la refinería, está libre de humedad,
pero puede haberla en los tanques de transporte. Si hay agua
inadvertida, ésta provoca espumas cuando se calienta por encima de los
100 ºC (212 ºF).
72
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:
3.- Seguridad:
La espuma puede constituir un riesgo para la seguridad, por lo tanto las
normas requieren que el asfalto no forme espuma hasta temperaturas
de 175 ºC (347 ºF).
El cemento asfáltico, si se le somete a temperaturas suficientemente
elevadas, despide vapores que arden en presencia de una chispa o
llama.
73
Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:
3.- Seguridad:
La temperatura a que esto ocurre, normalmente es mas elevada que la
de trabajo en obras de pavimentación.
Sin embargo, para tener la certeza de que existe un adecuado margen
de seguridad, se debe conocer el punto de inflamación del asfalto.
74
Ensayos de los cementos asfálticos
a) Ensayo de viscosidad:
Permite conocer los valores de la resistencia del asfalto a fluir.
Este ensayo se puede realizar a temperaturas de 60°C o de 135°C.
A 60°C se efectúa la viscosidad absoluta y se utiliza un viscosímetro
capilar, el cual se coloca en un baño de aceite a temperatura constante.
Se incorpora el asfalto precalentado hasta que llegue a la marca de
llenado. 75
Ensayos de los cementos asfálticos
a) Ensayo de viscosidad:
Una vez que el sistema ha alcanzado la temperatura de 60°C, se aplica
un vacío y se mide el tiempo en que tarda en desplazarse el asfalto por
el capilar entre dos marcas consecutivas.
Al multiplicarse este tiempo por el factor de calibración de
viscosímetro, se obtiene el valor de la viscosidad absoluta en Poises.
A temperatura de 135°C se realiza el ensayo de viscosidad cinemática y
sus unidades son en centistokes. 76
Ensayos de los cementos asfálticos
a) Ensayo de viscosidad:
Se elige la temperatura de 60ºC (140ºF) porque se aproxima a la
máxima temperatura superficial de las calzadas en servicio
pavimentadas con mezclas asfálticas en los Estados Unidos y en
cualquier otra parte del mundo en donde la construcción de caminos
progresa. (Fig. 3.47).
Respecto a la temperatura 135ºC (275ºF), se elige porque se aproxima a
la de mezclado y distribución de mezclas asfálticas en caliente para
pavimentación. (Fig. 3.48).
77
Ensayos de los cementos asfálticos
Fig. 3.47 Viscosímetro de vacío del Asphalt Institute Fig. 3.48 Viscosímetro de vacío de Cannon-Manning
78
Ensayos de los cementos asfálticos
b) Ensayo de penetración:
Se trata de un método de ensayo empírico antiguo, que permite
medir la dureza o consistencia del cemento asfáltico.
Consiste en la penetración de una aguja normalizada de 100 g la cual se
introduce en un recipiente con cemento asfáltico a una temperatura
de referencia de 25°C por un tiempo de 5 segundos, midiéndose
después la penetración de la aguja en unidades de 0.1 mm. (Fig.
3.52)79
b) Ensayo de penetración:
80
Ensayos de los cementos asfálticos
c) Ensayo de punto de inflamación:
El punto de inflamación representa la temperatura a la cual un
asfalto puede calentarse con seguridad, sin que éste se inflame en
presencia de una llama.
Esta temperatura es menor que la temperatura de combustión o punto
de inflamación.
El ensayo se realiza en el "vaso abierto Cleaveland " consiste en llenar
un vaso de bronce con asfalto, y se calienta a una velocidad gradual
de temperatura. 81
c) Ensayo de punto de inflamación:
Cada cierto tiempo se pasa una llama sobre la superficie hasta
que se produzca una inflamación o fIash debido a la evaporación
de solventes.
Esta temperatura representará el punto de inflamación. (Fig. 3.53)
82
Ensayos de los cementos asfálticos
d) Ensayo en horno de película delgada:
Este ensaye simula el envejecimiento del asfalto, en condiciones
normales en una planta de mezcla en caliente.
El grado de envejecimiento se mide con los ensayos de penetración o
de viscosidad antes y después del ensaye.
El ensayo consiste en colocar 50 ml de cemento asfáltico en un platillo
quedando la muestra con 3 mm. de espesor, que se coloca en un
horno a 163°C, sobre un plato que gira a 5-6 rev/min durante 5
horas y a una temperatura constante de 163°C. 83
Ensayos de los cementos asfálticos
d) Ensayo en horno de película
delgada:
Concluido el plazo, se extrae la
muestra para efectuarle los
ensayos de viscosidad,
penetración, perdida de peso,
etc.
La diferencia en peso está acotada
por normas. (Fig. 3.54)
.
Fig. 3.54 Ensayo de película delgada en horno
84
Ensayos de los cementos asfálticos
e) Ensayo de película delgada rodante en horno:
Este ensayo es una variante del anterior, desarrollado por agencias del
oeste de los Estados Unidos. El propósito es el mismo pero cambian los
equipos y procedimientos de ensayo.
Se vuelca en el frasco una determinada cantidad de cemento asfáltico y
se lo coloca en un soporte que rota con cierta velocidad alrededor de un
eje horizontal, con el horno mantenido a una temperatura constante de
163ºC (325ºF).
.
85
Ensayos de los cementos asfálticos
e) Ensayo de película delgada rodante en horno:
Al rotar el frasco, el cemento asfáltico es expuesto constantemente en
películas nuevas. En cada rotación, el orificio del frasco de la muestra
pasa por un chorro de aire caliente que barre los vapores acumulados
en el recipiente.
En este horno, se puede acomodar un mayor número de muestras que
en el horno del ensayo de película delgada.
.
86
Ensayos de los cementos asfálticos
e) Ensayo de película delgada
rodante en horno:
El tiempo requerido para alcanzar
determinadas condiciones de
endurecimiento en la muestra es
también menor para este ensayo.
.
.
Fig. 3.55 Ensayo de película delgada rodante en horno
87
Ensayos de los cementos asfálticos
d) Ensayo de ductilidad:
El procedimiento consiste en formar una probeta de cemento
asfáltico con dimensiones determinadas y sostenida a un proceso de
elongación.
Este proceso se efectúa a una temperatura normalizada de 25°C y a una
velocidad de 5 cm/min. hasta que se rompa el hilo de asfálto que
une ambos extremos de la muestra.
El ensaye de ductilidad nos da la distancia a la cual se rompe la muestra
y se mide en cm. (Fig. 3.50)
88
d) Ensayo de ductilidad:
.
89
Ensayos de los cementos asfálticos
f) Ensayo de solubilidad:
Este ensayo permite conocer el grado de pureza de los cementos
asfálticos y para ello se utiliza actualmente como solvente el
triocloro-etileno, que es menos tóxico que otros solventes
empleados.
Para ello, separa la materia inerte como sales, carbón libre o
contaminantes inorgánicos que no son solubles.
90
Ensayos de los cementos asfálticos
f) Ensayo de solubilidad:
El procedimiento consiste en disolver 2 gr. de asfalto en 100 ml de
solvente, para luego filtrar dicha solución en una plancha de
asbesto colocada en un crisol de porcelana.
Por diferencia de pesada, del filtro antes y después de filtrar, se
determina la cantidad de impurezas retenidas y se calcula el
grado de pureza.
91
Asfalto cortado de curado medio MC-30
Asfalto cortado o diluido, de color negro y estado líquido, fabricado a
partir de un cemento asfáltico diluido en solventes derivados del
petroleo, del tipo kerosene.
Propiedades:
-Producto de viscosidad variable
-Gran capacidad de cubrimiento con distintos tipos de áridos
-Estable al almacenamiento prolongado
-Se utilizan para superficies con textura cerrada 92
Asfaltos Cortados (Cutback Asphalts)
El asfalto puede ser licuado agregándole solventes de petróleo, en este
caso al producto resultante de esta mezcla se le conoce como Asfalto
Cortado.
El asfalto cortado después de ser utilizado, el solvente se evapora
dejando sólo al asfalto para que cumpla su función.
Si el solvente utilizado es altamente volátil, se evapora rápidamente, si
son menos volátiles se evaporan más lentamente.
La viscosidad de cada tipo dependerá de la proporción de solvente y
asfalto utilizado.93
Asfalto cortado de curado medio MC-30
Aplicación:
-Principalmente en la ejecución de riegos de imprimación simple o reforzadas, de bases granulares
-Temperatura de aplicación entre 40 – 60ºC, aproximadamente.
-El rango de aplicación es entre 0,8 a 1,5 L/m2, debiendo ser determinada experimentalmente en terreno, según la absorción de la base en 24 hrs.
-El tiempo de curado generalmente varía entre:
6 y 12 hrs. en ambientes calurosos.
12 y 24 hrs. en ambientes frescos
24 y 48 hrs. en ambientes fríos y húmedos 94
Asfalto cortado de curado medio MC-30
Aplicación:
-No se podrá imprimar cuando existan condiciones de lluvia.
-La capa de imprimación debe ser aplicada solamente cuando la
temperatura atmosférica a la sombra esté por encima de los 10ºC, y la
superficie del camino esté razonablemente seca.
-Al utilizar una emulsión imprimante, la aplicación se puede realizar
cuando la temperatura atmosférica sea por lo menos 5°C subiendo y la
de la superficie no sea inferior a 5°C.95
Asfalto cortado de curado medio MC-30
Aplicación:
-Los asfaltos cortados no podrán ser calentados a una temperatura
superior a la correspondiente al punto de inflamación.
-La temperatura de aplicación deberá ser aquella que permita trabajar
con viscosidades comprendidas entre 20 y 120 centistokes.
-Las emulsiones imprimantes se aplicarán a la temperatura indicada por
el proveedor.
96
Emulsión Imprimante
-Baja viscosidad que no requiere calentamiento para su aplicación a
Temperatura Ambiente.
-Aplicables a bases granulares húmedas y secas
-Curado y secado extremadamente rápido de 2 a 4 horas.
-Por su bajo nivel de emanaciones reduce notablemente su impacto en
el medio ambiente.
97
PREPARACION DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR
98
PREPARACION DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR
BARRIDO DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR
99
BARREDORA MECANICA LIMPIANDO LASUPERFICIE DE LA CAPA BASE
100
TRAZO DEL ANCHO DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR
101
SE MARCA EL ANCHO DEL AREA EN LA
CUAL SE VA A COLOCAR IMPRIMACION ASFALTICA
102
EL CAMION IMPRIMADOR SE GUIA CON LAS MARCAS DEJADAS EN LA SUPERFICIE
A IMPRIMAR 103
ARENADO DE LA SUPERFICIE IMPRIMADA104
PROTECCION DE LA SUPERFICIE IMPRIMADA, COLOCANDO PIEDRAS PARA
EVITAR EL TRANSITO DE VEHICULOS105
Asfalto cortado de curado medio MC-30
Rendimientos:
Varían dependiendo de las características de la base granular dentro de las cuales se pueden destacar:
-Grado de humedad
-Granulometría (abierta o cerrada)
-Composición mineralógica
106
107
Factores que afectan una aplicación uniforme
1.- Temperatura de Aspersión del Asfalto:
Los distribuidores del asfalto tienen estanques protegidos, para
mantener la temperatura del material y están equipados con
calentadores para lograr la temperatura de aplicación adecuada.
108
Factores que afectan una aplicación uniforme
2.- Presión del Líquido a lo largo de la Barra de Aspersión:
Para mantener la presión continua y constante en toda la longitud de la
barra de aspersión se usan bombas de descarga con potencia
independiente.
3.- Ángulo de Aspersión:
El ángulo de aspersión de los agujeros se debe establecerse
adecuadamente, generalmente en 15º y 30º desde el eje horizontal de
la Barra de Aspersión, de modo que los flujos individuales no interfieran
entre si o se mezclen.109
110
Factores que afectan una aplicación uniforme
4.- Velocidad del Camión Imprimador:
El vehículo debe estar provisto de un velocímetro visible al conductor,
para asegurarle una velocidad constante y necesaria que permita la
aplicación uniforme del ligante.
Existe una relación entre la tasa de aplicación y la velocidad del camión
imprimador.
111
112
Factores que afectan una aplicación uniforme
5.- Altura de Aspersión de los Agujeros:
La altura de los agujeros sobre la superficie determina el ancho de un
flujo individual.
Para asegurar el adecuado traslape de cada salida, la altura del agujero
debe fijarse y mantenerse durante toda la operación.
113
114
115
Asfalto Cortado de Curado Medio MC-70
Los asfaltos cortados tipo MC-70, se utilizan para superficies mas
abiertas.
La tasa de variación varía entre 0,8 a 1,5 L/m2, debiendo ser
determinada experimentalmente en terreno, según la absorción de la
base en 24 hrs.
El tiempo de curado generalmente varía entre 24 y 48 hrs, dependiendo
de las condiciones climáticas.
116
Clasificación de los Asfaltos Cortados
Se llama asfaltos cortados, al cemento asfáltico diluido y mezclados con
solventes obtenidos del petróleo. Se dividen en tres tipos, dependiendo
de la velocidad de curado o evaporación del solvente:
Asfáltos cortados de curado rápido
Son cementos asfálticos mezclados con gasolina como solvente liviano
de alta volatilidad. La serie de curado rápido son:
RC – 70
RC – 250
RC – 800
RC – 300
Grados de Viscosidad
117
Asfaltos Cortados de Curado Medio
La otra serie son los de curado o quiebre medio (MC), estos están
constituidos por asfáltos y solventes de volatilidad intermedia
generalmente en el rango de Punta de Ebullición de Kerosene. La serie
de curado medio son:
MC – 30
MC – 70
MC – 250
MC – 800
MC – 300
Grados de Viscosidad
118
Asfaltos Cortados de Curado Lento
La última serie son los de curado o quiebre lento (SC), éstos están
constituidos los asfáltos y aceites de baja volatilidad.
La serie de curado lento son:
SC – 70
SC – 250
SC – 800
SC – 300
Grados de Viscosidad
119
Asfáltos Diluidos
Son mezclas solubles entre cementos ásfalticos y solventes que
favorecen las aplicaciones de los mismos a temperatura ambiente. Al
ser aplicados el solvente se evapora y el cemento asfáltico recupera sus
propiedades.
Están compuestos por una base asfáltica (cemento asfáltico) y un
fluidificante volátil que puede ser bencina, kerosene, aceite o agua con
emulsificador. El fluidificante se agrega con el propósito de dar al asfalto
la viscosidad necesaria para poderlo mezclar y trabajar con los áridos a
baja temperatura. Una vez elaborada la mezcla, los fluidificantes se
evaporan, dejando el residuo asfáltico que envuelve y cohesiona las
partículas de agregado.120
Asfáltos Diluidos
De acuerdo al fluidificante, más o menos volátil, estos asfaltos se dividen en:
a.Asfaltos cortados de curado rápido
cuyo fluidificante es bencina, se designan con las letras RC
(rapid curing) seguidas con un número que indica el grado de viscosidad
cinemática que tienen, medida en centistokes. De acuerdo a esto, se
tienen los siguientes asfaltos RC:
Grado Residuo asfáltico en volumen
RC-70 55%
RC-250 65%
RC-800 75%
RC-3000 80% 121
Asfáltos Cortados de Curado Rápido RC - 70 Rc - 250 RC - 800 RC - 3000 min max min max min max min maxViscosidad cinemática a 60ºC centistokes
70140 250 500 800 160
03000
6000
Punto de inflamación (copa abierta Tag.)ºC
27 27 27
Agua, % 0.2 0.2 0.2 0.2
Ensaye de destilación: Porcentaje en volumen del destilado total a 360ºC A 190ºC A 225ºC A 260ºC A 315ºC
10507085
356080
154575
2570
Residuo de destilación a 360ºC, % volumen 55
65 75 80
Ensayes en el residuo de la detilaciónPenetración 100g, 5 seg a 25ºCDuctilidad a 25ºC, 5 cm/min, cmSolubilidad en Tricloroetileno,%
8010099.9
120
8010099.9
120
8010099.9
120
80010099.9
120
Ensaye de la mancha con:Nafta StandardSolvente Nafta – Xilol, % XilolSolvente Heptano - % Xilol
Negativa para todos los gradosNegativa para todos los gradosNegativa para todos los grados
122
Asfáltos Diluidos
b. Asfaltos cortados de curado medio
cuyo fluidificante es kerosene, se designan con las letras MC (medium
curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad
cinemática que tienen. Los asfaltos MC son los siguientes:
GradoResiduo asfáltico en
volumenMC-30 50%
MC-70 55%
MC-250 67%
MC-800 75%
MC-3000 80%123
Asfaltos Cortados de Curado Medio
MC - 30 MC - 70 MC - 250 MC - 800 MC - 3000
min max min max min max min max min maxViscosidad cinemática a 60ºC centistokes 30
60 70 140 250 500 800 1600 3000 6000
Punto de inflamación (copa abierta Tag.)ºC 38
38
66
66 66
Agua, % 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Ensaye de destilación: Porcentaje en volumen del destilado total a 360ºC A 225ºC A 260ºC A 315ºC
4075
257093
2065
206090
1560
105587
045
3580
015
1575
Residuo de destilación a 360ºC, % volumen 50
55
67
75 80
Ensayes en el residuo de la detilaciónPenetración 100g, 5 seg a 25ºCDuctilidad a 25ºC, 5 cm/min, cmSolubilidad en Tricloroetileno,%
12010099.0
250
12010099.0
250
12010099.0
250
12010099.0
250
12010099.0
250
Ensaye de la mancha con: Nafta Standard Solvente Nafta – Xilol, % Xilol Solvente Heptano - % Xilol
Negativa para todos los gradosNegativa para todos los gradosNegativa para todos los grados 124
Asfáltos Diluidos
c. Asfaltos líquidos de curado lento
cuyo fluidificante era aceite, relativamente poco volátil, se designaban
con las letras SC (slow curing) seguidas con el número correspondiente
a la viscosidad cinemática que tienen. Los SC mas usados son SC-70 y
SC.250.
Al grupo SC-250 pertenece el combustible llamado “Bunker C”, que fue
muy usado en las carpetas de los caminos de la zona norte del país.
Desde el año 1975 prácticamente ya no se usa en Chile y las normas
AASHTO lo han discontinuado.
125
Asfáltos Diluidos
d. Emulsión Asfáltica
cuyo fluidificante es el agua, y como es un sistema heterogéneo de dos
fases normalmente inmiscibles, como son el asfalto y el agua, se le
incorpora una pequeña cantidad de un agente emulsificador,
generalmente de base jabonosa o solución alcalina, el cual mantiene
estable el sistema de las fases continuas, que es el agua, y discontinua
que esta constituida por pequeños glóbulos de asfalto en suspensión, de
un tamaño que fluctúa entre 1 y 10 micrones
126
Asfáltos Diluidos
d. Emulsión Asfáltica
Los agentes emulsificantes forman una película protectora alrededor de
los glóbulos de asfalto estableciéndoles una determinada polaridad en la
superficie, lo que hace que estos se repelan, manteniéndose estable la
emulsión. Cuando una emulsión se pone en contacto con el agregado se
produce un desequilibrio eléctrico que rompe la emulsión llevando a las
partículas de asfalto a unirse a la superficie del agregado, y el agua fluye
o se evapora separándose de las piedras recubiertas por el asfalto.
127
Asfáltos Diluidos
d. Emulsión Asfáltica
Hay agentes emulsificadores que permiten que esta rotura o quiebre sea
instantáneo y otros mas poderosos que retardan este fenómeno. De
acuerdo a esto las emulsiones se dividen en:
Emulsión asfáltica de quiebre rápido, la que se designa con las letras
RS (rapid setting).
Emulsión asfáltica de quiebre medio, la que se designa con las letras
MS (medium setting)
Emulsión asfáltica de quiebre lento, la que se designa con las letras
SS (slow setting).128
Asfáltos Diluidos
d. Emulsión Asfáltica
Como se sabe, existen áridos de polaridad positiva y negativa; por lo
tanto, para tener buena adherencia es necesario tener la emulsión
eléctricamente a fín al árido.
Esta cualidad se la confiere el agente emulsificador que puede darles
polaridad negativa o positiva
129
Asfáltos Diluidos
d. Emulsión Asfáltica
El agente emulsificador puede tomar el nombre de:
Aniónicas: Aquellos áridos de carga negativa, como lo son de origen
calizos.
Catiónicas: Aquellos áridos de carga positiva como son los de origen
cuarzosos o silíceos, que son los que mas abundan en nuestro país.
130
PAVIMENTOSASFÁLTICOS
131
DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
INTRODUCCIÓN
Por pavimento se entiende un conjunto de capas superpuestas, de
diferentes materiales y adecuadamente compactadas.
Estas capas se apoyan sobre la plataforma obtenida por el
movimiento de tierras y deben soportar las cargas del tránsito por
un período de varios años sin deterioros que afectan a la:
- seguridad
- comodidad o a la propia integridad del pavimento.
de los usuarios
132
DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
FUNCIONES DEL PAVIMENTO
Las principales funciones del pavimento son:
- bajo condiciones climáticas en periodos determinados. Proporcionar una capa de rodadura cómoda y segura a la velocidad especificada
- Resistir las cargas del tránsito y transmitir la carga de la
rueda a la subrasante sin sobrepasar la resistencia de ésta ni de
la resistencia interna del pavimento.
- Impedir la penetración o acumulación interna de humedad y
proteger contra los efectos de la helada y deshielo. 133
DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
TRANSMISIÓN DE LA CARGA DE UNA RUEDA
134
CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTO
- Las cargas que impone el tránsito son traspasadas por el
pavimento hacia la subrasante mediante mecanismos que
dependen de las características de los materiales que
conforman las diferentes capas.
- Dependiendo de la mecánica por la cual esas cargas
alcanzan la subrasante, los pavimentos se clasifican en:
- flexibles
- rígidos
135
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
La mezcla asfáltica en caliente es una combinación de un ligante
hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y,
eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del
agregado queden bien recubiertas por una película homogénea
del ligante.
Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los
agregados a una temperatura mínima 160ºC y puesto en obra a
una temperatura mayor a la del medio ambiente.
136
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
El cemento asfáltico es un ligante:
- flexible
- impermeable
- duradero
Se puede mezclar con agregados pétreos obteniéndose así una
mezcla, cuya excelente característica, han permitido un alto
desarrollo tecnológico de su utilización en la ingeniería vial.
137
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Estos cementos asfálticos, su consistencia varia con la
Temperatura.
Proviene de la fracción pesada de la destilación del petróleo
crudo.
Es también el elemento base para la fabricación de Asfaltos
Cortados y Emulsiones asfálticas.
138
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Esta mezcla se utiliza normalmente en pavimentos de alta
calidad.
Se puede utilizar, además como relleno de Junturas de
dilatación o grietas en pavimentos de asfáltos.
Según el grado de dureza o consistencia, los cementos
asfálticos más usados para este tipo de mezcla son:
CA – 14
CA - 24
139
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
El grado de viscosidad a utilizar dependerá del factor clima.
Clima Cálido usar CA 24 I A IV Región
Clima Templado usar CA 24 V a X Región
Clima Frio usar CA 14 XI y XII y zonas
cordilleranas
140
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Las densidades del asfalto, varías de acuerdo a su Tipo, esto es:
- Grado de Penetración
- Temperatura
Los valores típicos del CA-24, varían de:
- 0,952 g/cm3 a 130°C (Temperatura habitual de descarga)
- 0,942 g/cm3 a 150°C (Temperatura normal de mezclado)
141
MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE
Los rendimientos varían dependiendo del tipo de aplicación y la
dosificación que se realice de acuerdo a los áridos a utilizar, sin
embargo, valores típicos son:
-Capeta de Rodado 120-140 kg/m3 de mezcla compacta
-Intermedia (Binder) 105-120 kg/m3 de mezcla compacta
- Bases 80-100 kg/m3 de mezcla compacta
142
PAVIMENTOS FLEXIBLES
Un pavimento flexible convencional esta compuesto por un
sistema de capas.
a.- Las capas de mejor calidad se ubican en la superficie, donde las
tensiones son mayores.
b.- Las capas de menor calidad se ubican en la parte de abajo, donde
las tensiones son menores.
Este principio de diseño hace posible el uso de materiales locales
lo que generalmente resulta en diseños más económicos.143
CAPAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE
Estos Cementos Asfálticos se emplean principalmente en la
confección de Mesclas Asfálticas en Caliente, para las capas:
408-1 Concreto Asfáltico de Rodadura
408-1a Concreto Asfáltico de Rodadura con Polímeros
408-2 Concreto Asfáltico Capa Intermedia o Binder
408-3 Base Asfáltica en Caliente de Graduación Gruesa
408-4 Base Asfáltica en Caliente de Graduación Abierta
144
SECCIÓN TRANSVERSAL TÍPICA DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
145
Capa de Rodadura
-La capa de rodadura es la capa superficial de un pavimento asfáltico.
-Generalmente corresponde a una mezcla asfáltica en caliente (MAC) densa.
-Debe tener suficiente estabilidad para que no aparezcan deformaciones bajo tránsito.
Esto depende de las características de los materiales y de los espesores de las capas que lo constituyen permitiendo resistir desplazamientos y deformaciones bajo las cargas de tránsito.
Por lo tanto, la estabilidad depende de la fricción y de la cohesión interna de la mezcla.
146
Capa de Rodadura
-Debe ser impermeable para Proteger:
-Pavimento
-Fundación efectos dañinos del agua
-Debe proveer una superficie de rodadura lisa y resistente al deslizamiento.
147
Capa de Rodadura
Por lo tanto, es la capa expuesta al tránsito vehícular, compuesta de
agregados seleccionados y cementos asfálticos tradicionales o
modificados, diseñada para resistir el desgaste y conservar las
propiedades antideslizantes con estándares mínimos de seguridad y
confort para el usuario. Dentro de esta categoría podemos distinguir:
1.- Mezclas Densas
2.- Mezclas Drenantes
3.- Mezclas SMA (Stone Mastic Asphalt)
148
1.- Mezclas Densas
Se utilizan áridos de granulometría continua, partiendo desde un
tamaño máximo hasta el filler, de manera de tener un buen control del
contenido de huecos, logrando de esta forma una alta estabilidad.
La mezcla densa es una mezcla asfáltica en la cual, una vez
compactada, los vacíos con aire son menores a un 6%.
149
2.- Mezclas Drenantes
Las mezclas drenantes o porozas son mezclas asfálticas utilizadas
como Carpetas de Rodadura que se caracterizan por tener un elevado
porcentaje de huecos (entre 18 y 25%), interconectados entre sí,
gracias a la utilización de áridos de granulometría discontinua con bajo
contenido de finos y que permiten:
- el paso del agua superficial a través de ella
- rápida evacuación hacia las zonas laterales fuera de la calzada
- mejora la resistencia al deslizamiento .
150
3.- Mezclas SMA
Se utilizan áridos de granulometría discontinua con un bajo contenido de
las fracciones intermedias y alto contenido de fracciones gruesas,
obteniéndose una mezcla con un adecuado porcentaje de huecos y
buena trabazón mecánicas entre las piedras, lo que permite un mayor
contenido de asfalto de alta viscosidad o modificado, que las mezclas
densas.
Normalmente se incorporan fibras para estabilizar la mezcla. Este tipo
de carpeta posee:
-Alta estabilidad
-Resistencia a la Fatiga y al envejecimiento
-Buen drenaje lateral del agua
-Resistencia a los delizamientos
-Reducción del ruido
151
152
153
Base Asfáltica
Se ubica bajo la capa intermedia y se justifica cuando el espesor
resultante de la capa intermedia hace necesario que se empleen dos
capas.
La proporción de vacios en la mezcla asfáltica es imprescindible para
que no se produzcan deformaciones plásticas como consecuencia del
paso de las cargas y de las variaciones térmicas.
Los huecos en la mezcla asfáltica son:
-Cerrada h < 6%-Semi cerrada 6% < h < 12%-Abiertas h > 12%-Porosas h > 30% 154
Capa Intermedia
-La capa intermedia o binder se ubica bajo la rodadura.
-La razón principal para usar una capa intermedia es fundamentalmente económica;
-En efecto, bajo la rodadura se requiere una capa de menor calidad, por lo tanto:
- se usa una mezcla con menor contenido de asfalto
- y un tamaño de agregado mayor.
155
Capa Intermedia
-Actúa como una capa estructural.
-Se fabrica con áridos de mayor tamaño que los usados en la capa de
rodado, pudiendo ser estos de granulometría abierta o cerrada,
dependiendo del tipo de proyecto.
156
Base Asfáltica
Tamaño Máximo de Agregados (Tmáx)
-Gruesas Tmáx > 10 mm.
-Finos Tmáx < 10 mm.
157