PREPARACION DEL MORTERO ASFALTICO.-SLURRY SEAL
INTRODUCCION.Primeramente se estudiara los materiales que componen el mortero asfaltico para luego poder, poder, dosificar:
Materiales.Este mortero está compuesto de agregado bien gradado, emulsión asfáltica, filler mineral y agua. La selección y la dosificación adecuada de estos materiales deberá hacerse en laboratorio calificado calificado antes de la puesta en obra.
Agregado. Cualqu Cualquier ier agreg agregado ado que que pasa pasa la malla malla de 3/8 “usad “usado o para para mezcla mezcla en calien caliente, te, es apropiado para el mortero asfáltico. Por peso, el agregado conforma del 87 al 94% de la mezcla. Los ensayos de calidad al material pétreo que se realizarán son: Muestreo Granulometría Granulometría por vía húmeda Equivalente de arena Abrasión Durabilidad (Na2SO4) Gravedad específica y absorción Peso unitario
AASHTO T 2
ASTM D 75
AASHTO T 27 AASHTO T 176 AASHTO T 96
ASTM C 136 ASTM D 2419 ASTM C 131
50 Min. 45% Max.
AASHTO T 104
ASTM C 88
15% Max.
AASHTO T 84 AASHTO T 19
ASTM C 128 ASTM C 29
Especificaciones técnicas para el slurry seal.Tipo de slurry seal
I
II
III
Uso General
Sello fino y relleno de grietas
Sello general, superficies de textura media
Superficies de textura muy pronunciada o alta (1º o 2da capa)
Tamiz 3/8” #4 #8 #16 #30 #50 #100 #200 %R.A. en peso del árido seco
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Porcentaje que pasa 100 100 90 – 100 65 – 90 40 – 60 25 – 42 15 – 30 10 -20 10 - 15
100 90 – 100 65 – 90 45 – 70 30 – 50 18 – 30 10 – 21 5 -15 7.5 – 13.5
100 70 – 90 45 – 70 28 – 50 19 – 34 12 – 25 7 – 18 5 – 15 6.5 - 12
PREPARACION DEL MORTERO ASFALTICO.-SLURRY SEAL tasa Kg/m2 en peso del árido seco
3 – 5.5
5.5 - 8
8 o mas
Espesor mínimo
4 [mm]
6 [mm]
8 [mm]
Emulsión Asfáltica.Las emulsiones catiónicas, que por su naturaleza de fraguar químicamente, tienen la ventaja de un curado rápido. Gran parte de los agregados están cargados negativamente, las emulsiones catiónicas, por tener carga positiva en las partículas de asfalto, asegura una gran afinidad árido-ligante. Los proveedores de las emulsiones asfálticas, deberán tener un laboratorio bien equipado, y el personal capacitado para el diseño de la emulsión y el control de calidad completo de cada carga conducida a obra. Las especificaciones técnicas están dadas en el AASHTO T 59 y ASTM D 2344. Ver tabla No 1. La emulsión asfáltica catiónica de rotura lenta (CSS), es la indicada para este tipo de trabajo, siendo la súper lenta o súper estable como lo llaman algunos proveedores, la que permite mayor trabajabilidad para el acabado.
Agua.Es el insumo que controla la consistencia de la mezcla. Por peso compone del 4 al 12% del agregado seco. El agua debe humedecer previamente al agregado para que funcione como lubricante ante la emulsión, reduce la tensión superficial de las partículas de agregado facilitando a la emulsión el cubrimiento. La mayoría de los abastecedores de agua locales suministran un producto adecuado para el uso del mortero. Debe estar libre de sales solubles, suciedad, y sedimentos. No debe ser dura. En caso de dudas, se realizará el ensayo de Control de Calidad al Agua (NTP 339.088).
Filler Mineral.El relleno mineral es usado en el mortero para mejorar la gradación del agregado, y principalmente para proporcionar a la superficie de rodadura la alta resistencia al desgaste. Deben cumplir con las especificaciones ASTM D-242. Se usan entre 0.5 al 2 % en peso respecto al agregado seco. La dosificación será diseñada en laboratorio, mediante el ensayo de abrasión por inmersión bajo tráfico simulado para morteros asfálticos. Los filler más usados son el cemento portland tipo I y la cal hidratada.
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TIPO
Rotura Rapida CRS-1
GRADO
MIN
CRS-2
MAX
MIN
Rotura Lenta
Rotura Media CMS-2
MAX
MIN
CMS-2h
MAX
MIN
CSS-1 MAX
MIN
CSS-1h
MAX
MIN
MAX
PRUEBAS A LA EMULSION: Viscosidad Saybolt Furol a 25ºC, seg. Viscosidad Saybolt Furol a 50ºC, seg. Sedimentación*, 5 días, % Estabilidad almacenamiento**, 24 h, %
40
20
Tamizado, %
40
20
40
40
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
2.0
2.0
Mezcla con cemento, % Destilación: Aceite destilado, por volumen de emulsión, % Residuo, %
60
3
65
3
65
12
65
12
57
57
Penetración, 25ºC, 100 gr, 5 seg
100
250
100
250
100
250
40
90
100
Ductilidad, 5ªC, 5 cm/min, cm
10
10
10
10
10
10
Recuperación elástica por torsión, %
12
12
12
12
12
12
PRUEBAS SOBRE EL RESIDUO DE LA EVAPORACION:
APLICACIONES TIPICAS****
Tratamiento superficial, macadam penetración, sello arena, riego liga.
Tratamiento superficial, macadam penetración, sello agregado grueso, (simple y múltiple).
Afinidad Árido Ligante.-
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Mezcla fría en planta, sello agregado grueso (simple y múltiple), mezcla en vía, sello de arena, tratamiento grietas.
Mezcla fría en planta, mezcla caliente en planta, sello agregado grueso (simple y múltiple), mezcla en vía, riego de liga, tratamiento grietas.
250
40
90
Mezcla fría en planta, mezcla en vía, slurry seal, riego de liga, riego pulverizado, riego antipolvo. Microaglomerados.
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La emulsión se diseñará en el laboratorio del proveedor, considerando diferentes factores, tales como:
Composición mineralógica del árido (tipo de poliamina a usar en la emulsificación). Clima, uso del pavimento y tipo de tráfico (característica del cemento asfáltico base a emulsionar). Pendientes de los tramos a rehabilitar (viscosidad de la emulsión).
Es de gran importancia entender que la emulsión debe diseñarse debido a que las características de los áridos, climas y geografías son diferentes y dependerán de la zona de trabajo.
Dosificación y Proyecto.Consiste en determinar una fórmula de trabajo que establezca las proporciones adecuadas de árido, filler, ligante y aditivos opcionales. Esta fórmula debe asegurar una buena respuesta a las solicitaciones de tráfico, carga, agentes atmosféricos y conservarla ante el tiempo. Los diseños se realizan con los equipos propuestos por la International Slurry Surfacing Association (I.S.S.A.), estos son los ensayos de abrasión en inmersión (Wheel Track Abrasión Testing. W.T.A.T) y los de control de exudación mediante la rueda cargada (Loaded Wheel Tester. L.W.T.). El cliente deberá proporcionar 50 [Kg.] En el caso del mortero asfáltico Slurry Seal, también es necesario indicar la cantidad de agua que facilite la puesta en obra, y proporcione la consistencia adecuada para una buena trabajabilidad. Esto es posible mediante los ensayos de consistencia del cono de Kansas.
USO DEL PAVIMENTO AUTOPISTAS TRAFICO PESADO A MUY PESADO TRAFICO MEDIO A LIVIANO CALLES TRAFICO PESADO A MUY PESADO TRAFICO MEDIO A LIVIANO VIAS DE ACCESO INDUSTRIAL ESTACIONAMEINTOS RESIDENCIAL INDUSTRIAL COMERCIAL CAMPOS AEREOS VIAS RAPIDAS VIAS DE TAXI ZONA DE PARQUEOS
Nota.- Que es el clima en el departamento de Oruro EGR.SALAZAR GAMARRA MARCELO F
FRIO 85-100 120-150
85-100 85-100
85-100 85-100 85-100 85-100 85-100 120-150 85-100 85-100
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Las modernas técnicas de diseño del mortero asfáltico, han hecho posible, la elaboración de morteros de apertura al tráfico casi inmediato, se podrá dar tránsito a menos de media hora de colocado el mortero (Quick set), esto se logra mediante los ensayos del Cohesiómetro (Modified cohesión tester). Una formulación aproximada del mortero sería el siguiente: Arena gruesa Agua potable Filler (cemento portland tipo I o cal hidratada) Emulsión Asfáltica Rotura lenta (CSS).
1 [m3] 50 [gal] 17 [Kg] 60 [gal]
Para esta tecnología solo es necesario proporcionar un espesor pequeño, por lo que se debe establecer un cuadro de condiciones de trabajo en el que se reflejen factores tales como los siguientes: 1. Textura superficial, permeabilidad, contenido de ligante, regularidad superficial, del tramo a trabajar. 2. Clima, temperatura del pavimento, riesgo de precipitaciones.
Equipo para Fabricación y Puesta en Obra.La fabricación del mortero puede hacerse en forma manual, en bateas o carretillas, también se podrá usar trompitos o cualquier mezclador usado en construcción que consiga una dispersión homogénea. Para obras de gran envergadura, Las plantas móviles extendedoras “TEREX CIFALI” están equipadas para transportar los materiales necesarios, mientras dosifica, mezcla y extiende el mortero asfáltico. Esta planta móvil deberá calibrarse previamente al extendido. Se requiere un pequeño equipo de apoyo como complemento al trabajo que realiza la máquina, tales como: Barredora mecánica o compresora de aire, cargador frontal, cisterna de agua y de emulsión y herramientas manuales. Ocasionalmente, para casos especiales se requiere un rodillo neumático, que en zonas de maniobras, se logrará en menor tiempo la cohesión inicial. El Cemento Asfáltico (C.A.), es de consistencia sólida a temperatura ambiente y para poder utilizarlo en pavimentación deberá encontrarse en estado líquido. Existen tres formas de licuificar el cemento asfáltico: a) Derritiéndolo b) Fluidificándolo c) Emulsionándolo a)Para derretir el C.A. y mezclarlo con los agregados se necesitan plantas asfálticas sofisticadas cuya utilización se justifica únicamente para grandes volúmenes . Mezcla Asfáltica en Caliente = EGR.SALAZAR GAMARRA MARCELO F
C.A. +
Agregados
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(140°C)
(140°C)
(140°C)
Las temperaturas de producción deberán ser de 140°C en promedio. El gasto y servidumbre del calentamiento del C.A. es un despilfarro desde el punto de vista económico y energético. b) Para fluidificar el C.A. se le deberá adicionar un solvente de petróleo como la gasolina o el kerosene, obteniendo un asfalto rebajado (Cut Back) cuya consistencia es semi-líquida a temperatura ambiente. En la producción de mezcla asfáltica en frío es necesario calentar el asfalto rebajado (RC250) a 60°C como mínimo y los agregados a utilizarse deberán encontrarse completamente secos. Mezcla Asfáltica en FríoSolventes de PetróleoAgregados Agregados Secos = + +
El destino final de los solventes del rebajado (hasta 25% de su volumen) es la evaporación, perdiéndose energía, dinero y lo que es peor aún, contaminando enormemente el medio ambiente y afectando directamente la capa de ozono de nuestra atmósfera. c)La Emulsión Asfáltica es producida rompiendo el C.A. en minúsculas partículas y dispersándolo en agua por medio de un emulsificante. La emulsión asfáltica es líquida a temperatura ambiente. La producción de mezcla asfáltica con emulsión se realiza a temperatura ambiente y los agregados pueden encontrarse húmedos. Emulsión AsfálticaC.A. = +
Emulsificante Agua +
El destino final del agua es la evaporación, la cual continuará con su ciclo hidrológico natural sin ningún tipo de contaminación. El emulsificante es unos compuestos químicos orgánicos fabricados en base a aminas grasas animales o vegetales que se comporta además como mejorador de adherencia, favoreciendo las propiedades del C.A. Mezcla Asfáltica =
(Emulsión Asfáltica) + (C.A. + Emulsificante + Con Emulsión = H2O) + Emulsificante Mezcla Final => C.A. + +
Agregados H2O + Agregados H2O + Agregados
(Mejorador de Adherencia)
Sea cual fuera la forma de licuificar el C.A. para la producción de mezcla con agregados, siempre quedará finalmente sobre la superficie el C.A. y el agregado y solamente en el caso de mezclas con emulsión asfáltica quedará además el mejorador de adherencia, el cual aumentará el tiempo de vida del pavimento asfáltico. Para el diseño del tipo y espesor de una superficie de Slurry Seal, se deben considerar los diferentes factores:
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El tipo y condición del antiguo o nueva superficie donde será aplicada el Slurry. Sobre base granular, pavimento asfáltico o concreto, textura superficial, cantidad y tamaño de grietas. Tipo y volumen de tráfico. Condiciones climatológicas. Las áreas a rehabilitarse con relación al dinero disponible, es a veces precepto al tipo de Slurry Seal a ser usado.
La expectativa de vida para el Slurry Seal depende sobre todo de los factores mencionados en los párrafos previos. Cualquier tipo de Slurry, se puede esperar que dé mas años de servicio en comparación a muchos tratamientos superficiales. La guía de uso y dosificación continuación:
de los diferentes tipos de Slurry Seal, se describe a
Tipo I (superficie fina).- Esta gradación fina dará una aplicación a razón de 3.6 a 5.4 Kg. de agregado seco por metro cuadrado, en un espesor de 1/8” o menos. El contenido normal de residuo asfáltico estará entre 10 y 16% en peso del agregado seco. La fineza de este tipo de Slurry dará una máxima capacidad de penetración en las grietas. Este diseño es usado como capa inicial sobre pavimentos agrietados, que por el alto contenido de asfalto permite una máxima adhesión, la expansión y contracción de las grietas. Este tipo de superficie recomienda espesores muy delgados y en el caso que se requiera mejorar el desgaste superficial, servirá como primera capa en un tratamiento multicapa.
Tipo II (superficie general).- Esta gradación dará una aplicación a razón de 5.4 a 9.1 Kg. por metro cuadrado de agregado seco, en un espesor de ¼” o menos. El contenido normal de residuo asfáltico estará entre 7.5 y 13.5% en peso respecto al agregado seco. Este tipo de Slurry es el mas usado porque es lo bastante fino que penetra dentro de las grietas, y también provee de una superficie de rodadura. Puede usarse en todas las aplicaciones previamente mencionadas cuando la resistencia al desgaste superficial es lo deseado.
Tipo III (superficie áspera).- Esta gradación dará una aplicación a razón de 8.2 a 13.6 Kg. por metro cuadrado, en espesores de 3/8” o menos. El contenido de residuo asfáltico normal estará en el rango de 6.5 a 12% en peso respecto al agregado seco. Este tipo de Slurry es usado en superficies de asfalto que estén sujetas a cambios de temperaturas y para tráfico altamente pesado.
Multi-Capa.- Los tres tipos de Slurry mencionados anteriormente, pueden ser usados en combinaciones formando una multicapa. Para superficies agrietadas, se aplicará una Slurry fino y luego un tipo grueso.
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