8 - Capas de Rodadura

Ing. Ignacio Cremades Ibañez SURFAX S.A. de C.V.

SEMINARIO INTERNACIONAL

Capas de rodadura: Carpetas de granulometría discontinua


Mezcla Abierta

• Son mezclas asfálticas uniformes, homogéneas y que se elaboran en caliente. • Este tipo de mezclas se caracterizan por su elevado contenido de huecos (20 % mínimo). • En la norma mexicana se definen dos granulometrías en función del espesor de la capa donde se vayan a aplicar.


Concepto

• Las mezclas de granulometría abierta se suelen emplear para formar capas de rodadura, no tienen una función estructural y generalmente se construyen encima de carpetas de mezcla densa para lograr las siguientes propiedades: – Permitir que el agua de lluvia sea desplazada fácilmente por las llantas de los vehículos – Minimizar el acuaplaneo – Mejorar la visibilidad del señalamiento horizontal – Evitar la proyección de “spray” de agua hacia los vehículos adyacentes – Disminuye el ruido de circulación de los vehículos


Usos

• Las mezclas abiertas no deben de ser colocadas en: – Zonas donde exista susceptibilidad al congelamiento – Donde la precipitación pluvial sea menor de 600 milímetros por año

• Pueden ser usadas como capas retardantes de la reflexión de grietas para sistemas antifisuras


Recomendaciones

• Las especificaciones para los materiales pétreos se muestran a continuación:


Materiales

• Las especificaciones para los materiales pétreos se muestran a continuación:


Materiales

 En cuanto al asfalto la norma mexicana recomienda lo ilustrado.  Para estas mezclas es indispensable utilizar asfalto modificado


Materiales

• De acuerdo a lo establecido en la norma mexicana, para el diseño de mezclas abiertas se debe de utilizar el método Cántabro (M·MMP·4·05·036). • En este método de ensayo se miden 2 parámetros: – Desgaste de las probetas: 30% máx. – Vacíos: 20% mín. – En España • Cántabro en seco: 20% máx. • Cántabro en húmedo: 35% máx. (24 hr a 60º C)


Diseño

• Existen algunos ensayos complementarios para el diseño de mezclas abiertas, en los cuales se verifican algunas propiedades importantes: – Escurrimiento (AASHTO T305 y Schellenberg) – Susceptibilidad al agua (AASHTO T-283)


Diseño


Escurrimiento (AASHTO T 305)



AB Drenaje  100 C A  Peso final del plato (con escurrimie nto) B  Peso inicial del plato (limpio) C  Peso inicial de la muestra




Escurrimiento (Shellenberg)

AB Drenaje  100 C A  Peso final del vaso (con escurrimie nto) B  Peso inicial del vaso (limpio) C  Peso inicial de la muestra


Escurrimiento (Shellenberg)

• Planta – – – –

Verificar calidad y almacenamiento de agregados Verificar calidad del asfalto Adecuadas condiciones físicas y de operación de la planta Cumplimiento de la dosificación de los materiales

• Transporte – Descarga adecuada desde en la planta al camión – Cubrir los camiones – Descarga adecuada a la pavimentadora


Equipo y procedimiento de construcción

• Tendido – El riego de liga puede tirarse con petrolizadora. – La pavimentadora no requiere ser de un tipo especial. – Se deben utilizar rodillos lisos para la compactación, funcionando de modo estático

• Aspectos constructivos – Es muy importante verificar la temperatura de compactación de la mezcla, ya que, se está utilizando asfalto modificado. – Las juntas deben hacerse verticales, de preferencia con un ligero riego de liga en la cara de la junta cuando esta se haga fría.


Tendido de la mezcla

• Al igual que las mezclas convencionales, las abiertas deben cumplir con lo siguiente: – Índice de perfil (uniformidad en el tiro, planicidad) – Rugosidad (textura superficial)


Requisitos de calidad y acabado


Sistema CASAA

• El sistema fue desarrollado en Francia, país donde se conoce con el nombre comercial de Novachip®, aquí en México se denomina CASAA (Carpeta ASfáltica Altamente Adherida). • Es un sistema que se compone de una mezcla asfáltica semiabierta (gap graded) ligada con un riego generoso de emulsión asfáltica modificada. • El sistema CASAA busca aprovechar la permeabilidad de la mezcla asfáltica para drenar agua a través de su estructura, pero sin permitir su paso a las capas inferiores.


Concepto del sistema CASAA


Esquema del sistema CASAA

• • • • • • •

Capa drenante que reduce el acuaplaneo Antiderrapante Retarda el agrietamiento Reduce el nivel de ruido Mejora la visibilidad Apariencia agradable Apertura rápida al tráfico


Ventajas del sistema CASAA

• Es un tratamiento diseñado para el mantenimiento preventivo • Es resistente a la formación de roderas (trabazón mecánica) • No es susceptible a las delaminaciones (membrana asfáltica de alta adherencia) • Aplicable sobre concretos asfálticos e hidráulicos


Desempeño del sistema CASAA

• Las características especificadas en México Tabla 6a – Especificaciones de la Mezcla. para los agregados son las siguientes: Límites Granulométricos (Composición en Peso) Tamaño Máximo Nominal Abertura o No. de Malla (ASTM ) 190 mm (3/4”) 158 mm (5/8”) 127 mm (1/2”) 95 mm (3/8”) No. 4 No. 8 No. 16 No. 30 No. 50 No. 100 No. 200

Tipo A Malla No. 4

Tipo B 95 mm (3/8”)

Tipo C 127 mm (1/2”)

% que Pasa

% que Pasa

% que Pasa

100 85 – 100 28 – 36 20 – 32 15 – 23 10 – 18 8 – 13 6 – 10 4–7

100 85 - 100 60 - 80 28 –36 20- 32 15 – 23 10 – 18 8 – 13 6 – 10 4–7

100 40 – 55 22 – 32 15 – 25 10 – 18 8 – 13 6 – 10 4–7

Todas las pruebas deberán ser desarrolladas por un laboratorio aprobado por la Dependencia.


Materiales para el sistema CASAA

• Las características especificadas en México para los agregados son las siguientes: Tabla 1 – Propiedades del Agregado Grueso*

PRUEBAS Pérdida por Abrasión “ Los Angeles” Intemperismo Acelerado Sulfato de Magnesio o Sulfato de Sodio Indice de partículas planas y alargadas, @ 3:1 Partículas trituradas, una sola cara. Partículas trituradas, dos o más caras. Pérdida por Abrasión “ Micro-Deval ”

Método AASHTO T 96-94 AASHTO T 104-94 ASTM D 4791 ASTM D 5821 ASTM D 5821 AASHTO TP58-99

Especificación 30 % max 18 % max 12 % max 25 % max 95 % min 85 % min 18 % max



• Las características especificadas en México para los agregados son las siguientes: Tabla 2 – Propiedades del Agregado Fino* PRUEBAS

Método

Especificación

Equivalente de Arena Azul de Metileno (en materiales que pasan la malla 200)** Angularidad (en muestra sin compactar).

AASHTO T 176-86

55 min

AASHTO TP 57-99

10 max

AASHTO T 304-96

45 min

Tabla 3b – Propiedades del Filler Mineral * PRUEBA

Método

Especificación

Azul de Metileno (en materiales que pasan la malla 200)

AASHTO TP 57-99

5 max



• Las especificaciones en México para el asfalto de la mezcla son las siguientes: Tabla 4 – Especificaciones del Cemento Asfáltico. Pruebas Método Min. AASHTO PP-5 Estabilidad de la Red de Polímero Anillo – Bola Separación de Polímero ASTM D6084 65 % Recuperación Elástica a 10C.

Max. 10 % 2.0 C.



• Las especificaciones en México para la emulsión polimerizada son las siguientes:



• De acuerdo con la especificación particular que se tiene en México en el diseño se deben hacer las siguientes verificaciones: – Espesor de la película asfáltica: > 11 micrones (Manual MS2) – Drene de asfalto: < 0.3% (AASHTO T 305) – Resistencia retenida: > 85% (AASHTO T283) – Vacíos: 13 al 25% – Compactación: Equipo giratorio a 100 revoluciones – Vacíos en agregado mineral: > 20% – Proporción de polvo: 0.6 a 1.2


Diseño de mezcla CASAA

• La producción de la mezcla se hace en una planta convencional, no se requiere de ningún elemento adicional. • El control de producción debe ser especialmente cuidadoso en la calidad de los materiales (sobretodo del cemento asfáltico y de la emulsión modificada) y en la dosificación de materiales en la mezcla asfáltica.


Procedimiento de construcción del sistema CASAA

• Después del transporte, que debe ejecutarse con los mayores cuidados, para evitar que la mezcla pierda temperatura y su compactación se dificulte, se debe utilizar un equipo especializado que sea capaz de dosificar la emulsión del riego de liga y tender la mezcla en una sola pasada.


Procedimiento de construcción del CASAA


Máquina utilizada para el tiro del CASAA



Mezcla asfáltica

Emulsión polimerizada



• La capa que recibirá el sistema deberá estar libre de polvo y de sustancias potencialmente dañinas para la mezcla • La emulsión modificada para el riego de liga deberá ser aplicada sin diluir con la barra rociadora del equipo a una temperatura entre 49 y 75º C, dejando una dosificación de 0.70 a 1.5 lt/m2. • La mezcla asfáltica se aplicará a una temperatura entre 140 y 165º C.


Parámetros de tendido de la mezcla

• Se debe utilizar compactadores de rodillo de tambor metálico liso. • El peso mínimo de los compactadores será de 10 ton. • El equipo debe operarse en modo estático. • El proceso de compactación deberá terminar antes de que la temperatura de la mezcla esté por debajo de los 85º C.


Equipos de compactación (CASAA)

• La uniformidad de la dosificación del riego de liga se verificará dividiendo el volumen de emulsión aplicada entre el área. • Existen algunas tolerancias para la producción con respecto al diseño. En granulometría van desde 5 hasta 1% para mallas de mayor abertura a malla No. 200, respectivamente. Para el asfalto la tolerancia en la producción es de 0.3% respecto a lo indicado en el diseño.


Requisitos de calidad y acabado del CASAA

• El sistema CASAA debe tener una macrotextura, medida con la prueba de mancha de arena de mínimo 13 cm. y máximo 16 cm. • Obviamente deberá cumplir los espesores establecidos en el proyecto. • Al tratarse de una capa de rodadura deberá cumplir con una regularidad superficial (perfil longitudinal) mínimo, el cual se establece que el Índice de perfil máximo será de 14 cm./km. (N·CTR·CAR·1·04·006)


Requisitos de calidad y acabado del CASAA


Ejemplo de mezcla CASAA


Mezclas asfálticas tipo SMA

• Sistema desarrollado en Alemania hace casi 40 años. • Este tipo de mezclas están normalizadas en México (Normas SCT) • Es una mezcla asfáltica en caliente que se caracteriza por ser impermeable, estable, durable y resistente a la formación de roderas. • Sus características se logran a través de la formación de una estructura granular con contacto entre partículas gruesas, rellena con un mástico rico en ligante y estabilizado con fibras. • Estas mezclas pueden ser utilizadas tanto como capas de rodadura, así como capas estructurales.


Concepto de mezclas tipo SMA


Materiales para mezclas SMA


Materiales para mezclas SMA

Diseño de mezclas SMA –

Agregados

–

Asfalto

2.- Diseño de granulometría 

Contenido de asfalto fijo



Evaluación de al menos 3 granulometrías

3.- Obtención del contenido óptimo de asfalto –

1.

Evaluación de al menos 3 contenidos

Verificación de la fórmula de trabajo


1.- Evaluación de los materiales

• Compactación SGC

• Compactación Marshall • Contenido de Asfalto, %

100 giros

75 golpes c/cara 6.5 mín.

• Fibras de celulosa , %

0.3 mín.

 Vacíos en la mezcla, %

2a4

 VMA, %

17 mín.

 VFA, %

75 a 82

 VCADRC > VCAMIX • Escurrimiento, % • Resistencia conservada

<0.3 80% mín.


Parámetros de diseño volumétrico para mezclas SMA

• La producción de las mezclas SMA es el punto crítico en el proceso por los siguientes factores: – Elevado contenido de asfalto – Elevado contenido de polvo mineral – Granulometría discontinua – Incorporación de las fibras de celulosa – Condiciones de las plantas (se regularmente plantas continuas)

utilizan


Procedimiento de construcción para mezclas tipo SMA

• En general las mezclas SMA no requieren de equipos especializados para su transportación y tendido, solo se requiere que el proceso se haga lo más automatizado posible, evitando la segregación de la mezcla. • El tendido si requiere de que las juntas se hagan verticales. • Para la compactación se requieren rodillos lisos, trabajando de modo estático y bien humectados.


Equipo para el transporte y tendido

• • • • • • • •

León, Gto. (2002) Celaya, Gto. (2004) Aguascalientes, Ags. (2005) México, D.F. (2005) Aeropuerto San Luis Potosí (2005) Veracruz -Tabasco, Ver. (2006) Autopista del Sol, Gro. (2006) Mexicali - San Felipe, B.C. (2007)


Obras en México

• • • • • • • •

Aeropuerto de Tijuana, B.C. (2007) Silao, Gto. (2007) Guadalajara - Colima (2007) Tehuacan - Oaxaca (2007) Autódromo de Querétaro (2008) Culiacán, Sin. (2008) Mazatlán, Sin. (2008) Tepic - Mazatlán. (2008)


Obras en México

• • • • • •

Guadalajara Cd. Guzmán. (2009) Cd. Guzmán- Colima. (2009) Aeropuerto de Guadalajara 2005, 2011. México-Querétaro. Tepozotlan (2011) México-Querétaro. Palmillas (2011) Ampliación Cd. Guzmán.Colima (2012)


Obras en México


Ejemplo SMA

Comparativo entre capas de rodadura utilizadas en México Autodromo de Querétaro


Ejemplo SMA


Comparativo entre capas de rodadura utilizadas en México

• En México se utilizan como capas superficiales las siguientes: – Mezclas de granulometría densa precisamente capas de rodadura) – Mezclas abiertas – Mezclas tipo SMA – Mezclas semiabiertas (CASAA)

(no

son


Comparativo entre las mezclas utilizadas como capa de rodadura


Características de los agregados


Granulometría de las mezclas


Granulometría de las mezclas


Vacíos de las diferentes opciones


Contenido de asfalto de las opciones






Durabilidad

• Las mezclas densas son las menos funcionales, debido a que tienen una menor macrotextura, por lo que no son adecuadas para ser usadas como capa de rodadura. • El resto de opciones presentan prácticamente las mismas propiedades funcionales, salvo que las mezclas abiertas son las más silenciosas.


Funcionalidad de las opciones

[email protected]


Gracias por su atención!

8 - Capas de Rodadura

Recommend Documents