MATERIALES PARA SUB BASE, BASE Y

MEZCLAS ASFALTICAS

08PAVIMENTOS

Ing. Augusto García

MATERIALES PARA SUB BASE, BASE Y MEZCLAS ASFALTICAS

Pueden establecerse diferentes criterios de clasificación de los materiales pétreosatendiendo a distintos aspectos, como son su composición mineralógica, suprocedencia o el tamaño de sus partículas. El siguiente esquema resume dichoscriterios:

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES PÉTREOS

CARACTERIZACIÓN DE LOS AGREGADOS

Caracterización para establecer su idoneidad de uso

Esta capa conforma laparte más superficial delpavimento, por lo que estásometida a la intemperie yen contacto directo con losneumáticos; por ello, es laque está sometida a unmayor número deexigencias, debiendo serresistente, impermeable,antideslizante y duradera

Capa de rodadura – Carpeta Asfáltica

Carpeta Asfáltica

Base

SubBase

SubRasante

La Base es la capa que seencuentra bajo la capa derodadura de un pavimentoasfáltico. Debido a suproximidad con la superficie,debe poseer alta resistencia ala deformación, para soportarlas altas presiones que recibe.Se construye con materialesgranulares procesados oestabilizados y, eventualmente,con algunos materialesmarginales.

Carpeta Asfáltica

Base

SubBase

SubRasante

Capa de base

Existen diferentes tipos de bases, que emplean uno u otro tipo de material en función de la calidad exigida por las solicitaciones del tráfico:

- Bases granulares: Formadas por materiales granulares sin ningún tipo deaglomerante. En función de su granulometría, pueden ser continuas odiscontinuas.

- Bases granulares estabilizadas: Al material pétreo se le añade una sustanciaaglomerante –normalmente cal o cemento- para mejorar sus cualidadesresistentes y aumentar su rigidez. Las más empleadas son las bases degravacemento, aunque también existen otras, como el suelocemento,gravaemulsión, gravaescoria, gravaceniza, etc.

- Bases bituminosas: Compuestas a base de mezclas bituminosas en caliente o enfrío, con dosificaciones más pobres que las empleadas en las capas que conformanpavimento. Aun así, son bases de muy buena calidad.

- Bases especiales: Integradas por materiales obtenidos de procesos industriales,tales como escorias de alto horno, áridos mejorados, bauxitas calcinadas, detritusindustriales, etc.

Capa de base

Capa sub-base

Subbase es la capa que seencuentra entre la base yla subrasante en unpavimento asfáltico.Debido a que estásometida a menoresesfuerzos que la base, sucalidad puede ser inferiory generalmente estáconstituida por materialeslocales granulares noprocesados

Carpeta Asfáltica

Base

SubBase

SubRasante

El material que se coloca entrela subrasante y las losas de unpavimento rígido también sedenomina subbase. En estecaso, debe permitir el drenajelibre o ser altamente resistentea la erosión, con el fin deprevenir el ―bombeo. Enalgunas partes, a esta capa lallaman base.

Capa sub-base

FUNCION DE LA SUB–BASE

� Prevenir la intrusión de los finos del suelo de la sub-rasante en lascapas de base, para lo cual se debe de especificar materiales degradación relativamente densa (cerrada o bien graduada), para estepropósito.

� Minimizar los daños por efecto de las heladas y en estos casos se debeespecificar materiales con alto porcentaje de vacios (abierta o malgraduada).

� Ayuda a prevenir la acumulación de agua libre dentro de la estructuradel pavimento. En este caso se debe especificar material con buendrenaje y colectores para evacuar el agua.

� Proveer una plataforma de trabajo para los equipos de construcción.

� Dar soporte a las capas estructurales siguientes.

MATERIALES DE LA SUBBASE

•Se podrá usar partículas limpias, con suelos tipo grava arenosa,arenas arcillosas o suelos similares, que cumplan los siguientesrequisitos.

� Inorgánicos� libre de material vegetal.� libre de desmonte de construcción.� libre de basura.� Libre de material congelado.� Sin presencia de terrones.� sin presencia de trozos degradables.

Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG - 2000

Tabla 303-1Requerimientos Granulométricos para Sub-Base Granular

Tamiz

Porcentaje que Pasa en Peso

Gradación A (1) Gradación B Gradación C Gradación D

50 mm (2”) 100 100 --- ---

25 mm (1”) --- 75 – 95 100 100

9.5 mm (3/8”) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100

4.75 mm (Nº 4) 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85

2.0 mm (Nº 10) 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70

4.25 um (Nº 40) 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45

75 um (Nº 200) 2 – 8 5 – 15 5 – 15 8 – 15

Fuente: ASTM D 1241

(1) La curva de gradación "A" deberá emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 m.s.n.m.

•Además se debe cumplir las siguientescaracterísticas

� Limite liquido LL 25% máx.� Índice de plasticidad IP 6% máx..� Desgaste de los ángeles. 50% máx..� Finos que pasa Nº 200 15%

Caracteristicas materiales de la Subbase

Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG - 2000

Tabla 303-2Sub-Base Granular

Requerimientos de Ensayos Especiales

EnsayoNorma MTC Norma ASTM Norma AASHTO

Requerimiento

< 3000 msnm > 3000 msnm

Abrasión MTC E 207 C 131 T 96 50 % máx 50 % máx

CBR (1) MTC E 132 D 1883 T 193 40 % mín 40 % mín

Límite Líquido MTC E 110 D 4318 T 89 25% máx 25% máx

Índice de Plasticidad

MTC E 111 D 4318 T 89 6% máx 4% máx

Equivalente de Arena

MTC E 114 D 2419 T 176 25% mín 35% mín

Sales Solubles MTC E 219 1% máx. 1% máx.

Partículas Chatas y Alargadas (2)

MTC E 211 D 4791 20% máx 20% máx

(1) Referido al 100% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0.1"(2.5mm)

(2) La relación ha emplearse para la determinación es 1/3 (espesor/longitud)

CAPA DE BASE

•Capa sobre la sub base o la sub rasante destinada asustentar la estructura del pavimento. Es la capa querecibe la mayor parte de los esfuerzos producidos porlos vehículos.

•En algunas ocasiones esta capa además de lacompactación necesita otro tipo de mejoramiento(estabilización) para poder resistir las cargas deltransito sin deformarse y además transmitirlas enforma adecuada a las capas inferiores.

CAPA DE BASE

Los materiales a utilizar en la capa base deberán serlibres de:

� Material vegetal u orgánico.� Desmonte de construcción.� Basura.� Material congelado.� Terrones de suelos finos.� Partículas degradables.

MATERIAL DE BASE

El material de base debe de cumplir los siguientesrequisitos:

a) Gradación. El material llenara los requisitos dealguna de las granulometrías especificadas en la tablaTabla 305-1 de las especificaciones generales de laconstrucción.

Tabla 305-1Requerimientos Granulométricos para Base Granular

Tamiz

Porcentaje que Pasa en Peso

Gradación A Gradación B Gradación C Gradación D

50 mm (2”) 100 100 --- ---

25 mm (1”) --- 75 – 95 100 100

9.5 mm (3/8”) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100

4.75 mm (Nº 4) 25 – 55 30 – 60 35 – 65 50 – 85

2.0 mm (Nº 10) 15 – 40 20 – 45 25 – 50 40 – 70

4.25 um (Nº 40) 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45

75 um (Nº 200) 2 – 8 5 – 15 5 -15 8 – 15

Fuente: ASTM D 1241

Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG - 2000

Valor Soporte Relativo, CBR (1)

Tráfico Ligero y Medio Mín 80%

Tráfico Pesado Mín 100%

(1) La curva de gradación "A" deberá emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 m.s.n.m.

Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG - 2000

Tabla 305-3Requerimientos Agregado Fino

EnsayoNorma

Requerimientos

< 3 000 m.s.n.m. > 3 000 m.s.n.m

Indice Plástico MTC E 111 4% máx 2% máx

Equivalente de arena

MTC E 114 35% mín 45% mín

Sales solublestotales

MTC E 219 0,55% máx 0,5% máx

Indice de durabilidad

MTC E 214 35% mín 35% mín

GRADACION DEL MATERIAL DE BASE

Si se requiere mezclar 2 o mas materiales par lograr lagradación requerida, deberán especificarse los % envolumen.

La curva granulométrica del material ubicado dentrode estos limites no debe de tener cambios bruscos decurvatura. En el agregado fino, la fracción del materialque pasa, el tamiz nº 200, no excederá las 2⁄3 partesde la fracción que pasa el tamiz Nº 40, el tamañomáximo será de 3.75 cm ( 1.5 pulg).

MATERIAL DE BASE

El material de base debe de cumplir los siguientesrequisitos:

a) Físicos y mecánicos.Desgaste de los ángeles

Pavimento asfalto 40% maxPavimento hormigón 50% max.

Limite liquido 25% max.Índice de plasticidad NP.Capacidad de soporte CBR 80% min

En pavimentos bituminosos suele darse un riegode imprimación entre esta capa y el materialgranular compactado, con el fin de procurar unmayor agarre entre las capas granulares y lasbituminosas, mejorando así la transmisión decargas.

Consiste en la incorporaciónde asfalto a la superficie deuna Base, a fin deprepararla para recibir unacapa de pavimentoasfáltico.

Imprimación Asfáltica

AGREGADO PARA MEZCLA ASFALTICA

Los agregados pétreos y el llenante mineral para la elaboración de mezclasdensas en caliente ( concreto asfaltico) deberán de satisfacer los requisitosde calidad impuestos para ellos en las especificaciones generales delaconstrucción.

AGREGADO PARA MEZCLA ASFALTICA

Los agregados pétreos empleadospara la ejecución de cualquiertratamiento o mezcla bituminosadeberán poseer una naturaleza tal,que al aplicársele una capa delmaterial asfáltico por utilizar en eltrabajo, ésta no se desprenda por laacción del agua y del tránsito.

Para el objeto de estasespecificaciones, sedenominará agregadogrueso la porción delagregado retenido en eltamiz de 4.75 mm (N° 4);agregado fino la porcióncomprendida entre lostamices de 4.75 mm y 75mm (N° 4 y N° 200) y polvomineral o llenante la quepase el tamiz de 75 mm (N°200).

AGREGADO PARA MEZCLA ASFALTICA

Nº 4

Nº 200

Agregado grueso

Agregadofino

Polvo mineral

•Agregado grueso

•Agregado fino

•Polvo mineral

Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras EG - 2000

Tabla 305-2Requerimientos Agregado Grueso

EnsayoNorma MTC Norma ASTM Norma AASHTO

Requerimientos

Altitud

< Menor de 3000 msnm

> 3000 msnm

Partículas con una cara fracturada

MTC E 210 D 5821 80% min. 80% min.

Partículas con dos caras fracturadas

MTC E 210 D 5821 40% min. 50% min.

Abrasión Los Angeles

MTC E 207 C 131 T 96 40% máx 40% max

Partículas Chatas y Alargadas (1)

MTC E 221 D 4791 15% máx. 15% máx.

Sales Solubles Totales

MTC E 219 D 1888 0.5% máx. 0.5% máx.

Pérdida con Sulfato de Sodio

MTC E 209 C 88 T 104 -.- 12% máx.

Pérdida con Sulfato de Magnesio

MTC E 209 C 88 T 104 -.- 18% máx.

(1) La relación ha emplearse para la determinación es: 1/3 (espesor/longitud)

Requerimientos para los Agregados Gruesos

Ensayos Norma

RequerimientoAltitud (m.s.n.m.)

< 3000 > 3000

Durabilidad (al Sulfato de Sodio) MTC E 209 12% máx. 10% máx.

Durabilidad (al Sulfato de Magnesio) 18 máx. 15% máx.

Abrasión Los Ángeles MTC E 207 40% máx.. 35% máx.

Indice de Durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.

Partículas chatas y alargadas MTC E 221 10% máx. 10% máx.

Caras fracturadas MTC E 210 Según Tabla 410-4

Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.5% máx.

Absorción MTC E 206 1.00% Según Diseño

Adherencia MTC E 519 95

Tráfico en Ejes Equivalentes (millones)

Espesor de Capa

< 100 mm > 100 mm

< 3 65/40 50/30

> 3 – 30 85/50 60/40

> 30 100/80 90/70

Tabla N° 410-4 (Requerimientos para Caras Fracturadas)

Ensayos Norma

RequerimientoAltitud (m.s.n.m.)

< 3000 > 3000

Equivalente de Arena MTC E 209 Según Tabla 410-5

Angularidad del agregado fino MTC E 222 Según Tabla 410-6Adhesividad (Riedel Weber) MTC E 220 4% mín. 6% mín.

Índice de Plasticidad (malla N°40) MTC E 111 NP NPÍndice de Durabilidad MTC E 214 35 mín. 35 mín.

Índice de Plasticidad (malla N°200) MTC E 111 Max 4 NPSales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.5% máx.Absorción MTC E 205 0.50% Según Diseño

Requerimientos para los Agregados Finos

Tráfico en Ejes Equivalentes(millones)

Porcentaje de Equivalente Arena (mínimo)

< 3 45> 3 – 30 50

> 30 55

Tabla N° 410-5 Requerimientos del Equivalente de Arena

Tabla N° 410-6 Angularidad del Agregado Fino

Tráfico en Ejes Equivalentes (millones)Espesor de Capa

< 100 mm > 100 mm< 3 30 mín. 30mín.

> 3 – 30 40 mín. 40 mín.> 30 40 mín. 40 mín.

Malla% Retenido(en

peso)

Residuo máximo en la malla de 600 µm (N° 30) 3%

Residuo máximo en la malla de 75 µm (N° 200) 20%

El relleno mineral que sea necesario emplear como relleno de vacíos, espesante de la mezcla asfáltica o como mejorador de adherencia será de preferencia la cal hidratada que deberá cumplir los requisitos que se especifican en la norma AASHTO-M303.

Con mayor precaución y con la aprobación del Supervisor sujeto a pruebas y ensayos de la mezcla podrá utilizarse polvo calcáreo procedente de trituración de rocas. En este caso, se deberá cumplir la siguiente granulometría:

Requerimientos para Filler o Polvo Mineral

Tamiz

Porcentaje que pasa

MAC -1 MAC-2 MAC-3

25,0 mm (1”) 100 - -

19,0 mm (3/4”) 80 -100 100 -

12,5 mm (1/2”) 67- 85 80 - 100 -

9,5 mm (3/8”) 60 - 77 70 - 88 100

4,75 mm (N° 4) 43 - 54 51 - 68 65 - 87

2,00 mm (N° 10) 29 - 45 38 - 52 43 - 61

425 mm (N° 40) 14 - 25 17- 28 16 - 29

180 mm (N° 80) ago-17 ago-17 sep-19

75 mm (N° 200) 04-ago 04-ago 05-oct

La gradación de la mezcla asfáltica normal (MAC) deberá responder a alguno de los siguientes husos granulométricos

Gradación Mezcla Asfáltica Normal (MAC)

El agregado grueso deberáproceder de la trituración de rocao de grava o por una combinaciónde ambas; sus fragmentos deberánser limpios, resistentes y durables,sin exceso de partículas planas,alargadas, blandas odesintegrables.

Recomendaciones sobre el agregado

Estará exento de polvo, tierra,terrones de arcilla u otrassustancias objetables quepuedan impedir la adhesióncompleta del asfalto.

Recomendaciones sobre el agregado

El agregado fino estaráconstituido por arena detrituración o una mezcla de ellacon arena natural. Laproporción admisible de estaúltima dentro del conjunto seencuentra definida en larespectiva especificación.

Recomendaciones sobre el agregado

� El polvo mineral o llenante provendrá de los procesos detrituración de los agregados pétreos o podrá ser de aportede productos comerciales, generalmente cal hidratada ocemento portland.

� Podrá usarse una fracción del material preveniente de laclasificación, siempre que se verifique que no tengaactividad y que sea no plástico.

� Su peso unitario aparente, determinado por el ensayo desedimentación en tolueno, deberá encontrarse entre cincoy ocho décimas de gramo por centímetro cúbico (0,5 y 0,8g/cm³ ).

Recomendaciones sobre el agregado

Ensayos y FrecuenciasMaterial o Producto

Propiedades o Características

Método de Ensayo Frecuencia Lugar de muestreo

Agregado

Granulometría MTC E 204 200 m³ Tolva en frío

Plasticidad MTC E 110 200 m³ Tolva en frío

Particulas Fracturadas MTC E 210 500 m³ Tolva en frío

Equivalente arena MTC E 114 1000 m³ Tolva en frío

Indices de aplanamiento y alargamiento agregado

Grueso500 m³ Tolva en frío

Desgaste Los Angele MTC E 207 1000 m³ Tolva en frío

Angularidad del agregado fino MTC 222 1000 m³ Tolva en frío

Perdida en sulfato de sodio MTC E 209 1000 m³ Tolva en frío

Mezcla Asfáltica

Contenido de Asfalto MTC E 502 2 por día Pista/planta

Granulometría 2 por día Pista/planta

Ensayo Marshall MTC E 504 2 por día Pista/planta

Temperatura Cada volquete Pista/planta

DensidadMTC E 506,MTC E 508 yMTC E 510

1 cada 250 m² Pista compactada

Espesor MTC E 507 Cada 250 m² Pista compactada

Resistencia al deslizamiento MTC E 1004 1 por día Pista compactada

Cemento Asfáltico Según 410.18(b) Tanques Térmicos al llegar a

obra