IMPRIMACION ASFALTICA Y RIEGO DE LIGA.docx

‘‘AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO’’

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA

DOCENTE

TEMA

ESTUDIANTES

“UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES”

Carrera Profesional de Ingeniería civil

INDICE

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II

MECANICA DE SUELOS II

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INTRODUCCIÓN

El presente documento es el resultado de una investigación con objetivos académicos, el cual expone un compilado de información acerca de la imprimación asfáltica y la maquinaria de colocación en carpeta asfáltica involucrada en el proceso constructivo de estas estructuras. Esta investigación tiene como objetivo introducir al lector, en términos generales, en la construcción de pavimentos asfálticos, los materiales involucrados en su confección y la maquinaria empleada; esto con el fin de otorgar una base de conocimiento del campo de la construcción y en menor medida, del diseño de pavimentos.

Las obras viales tienen como finalidad establecer un sistema de transporte y de comunicación entre distintas localidades para el tránsito seguro y estable. Para la construcción de estas obras viales, se utilizan diversos métodos y materiales de pavimentación, los cuales se seleccionan y diseñan según el tipo de tránsito que éstas tendrán, sus futuros usos y las características que deben cumplir para dicho uso.

Al diseñar un pavimento, éste debe ser capaz de resistir las cargas de tránsito a las que será sometido, debe ser durable, económico y de superficie regular para la comodidad de utilización del mismo, debe ser resistente al desgaste producido por la abrasión de las llantas de los vehículos y a los daños producidos por la intemperie, entre otras características. Para ello, los pavimentos están compuestos por capas, las cuales se conocen como sub base granular, base granular y la carpeta de rodadura.

Es posible clasificar los tipos de pavimentos en cuatro categorías principales: Pavimentos flexibles, semi rígidos, rígidos y articulados.



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En términos de esta clasificación, los pavimentos asfálticos están considerados como pavimentos flexibles y/o semi-rígidos.

Esta investigación se basa fundamentalmente en bibliografía asociada al diseño de pavimentos para carreteras y manuales de asfalto. Las referencias bibliográficas utilizadas no son en su totalidad de autores nacionales, por lo que ciertos términos y nomenclaturas utilizadas en nuestro país han debido ser consultadas en catálogos comerciales de materiales y maquinaria pesada asociada a la construcción.

El estudio realizado excluye lo relacionado en profundidad al diseño de pavimentos y sólo expone una visión simplificada de los conceptos básicos de funcionamiento y construcción de pavimentación asfáltica. Por otro parte, ante el limitado conocimiento previo sobre el objeto de investigación, ésta se ve reducida y abarca principalmente aquello concerniente a la pavimentación de caminos y carreteras. Como es posible deducir, la pavimentación y el diseño de pavimentos mantienen directa relación con la mecánica de suelos, debido a que las cargas de tránsito a las que se verá sometido el pavimento se traspasan al suelo, para que sea el encargado de soportarlas.



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RESUMEN

Un pavimento es una estructura compuesta por capas relativamente horizontales de materiales adecuados y propiamente compactados, sobrepuestas entre sí, las cuales se diseñan para resistir óptimamente los esfuerzos a los cuales se ven solicitadas por cargas repetidas de tránsito. Por consiguiente, un pavimento asfáltico es aquel constituido por materiales asfálticos, cuya composición de capas puede estar dada por la sub-base granular, base granular, carpeta asfáltica y los distintos tipos de riegos. Los materiales asfálticos se obtienen de la destilación del petróleo crudo, siendo ésta de forma natural o mediante un proceso industrial. Entre estos materiales se encuentran: el cemento asfáltico (AC), el asfalto líquido y las emulsiones asfálticas. La construcción de estas estructuras conlleva al uso de variada maquinaria pesada, competente a cada una de las capas y etapas constructivas que conforman un pavimento: movimientos de tierra, compactación de capas granulares, distribución y colocación del material asfáltico, entre otros.



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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

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El objetivo de este trabajo es el estudio de las características importantes para producción de las emulsiones asfálticas que presenten una fácil aplicación y una mejor adhesión con el material pétreo que sirve de substrato. Impermeabilizar la superficie de la capa de base.

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Lograr una buena adherencia entre la capa base y la capa de rodadura asfáltica. Conocer los equipos a utilizar en la imprimación asfáltica.



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IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA EN CARRETERAS

1.- Definición El riego de imprimación consiste en la aplicación de un material asfáltico, en forma de película, sobre la superficie de la subrasante o de un material granular no tratado (sub-base o grava de río), o sobre una base granular no tratada (piedra chancada, grava triturada o escoria de acería). Es decir que consiste en la aplicación de un riego asfáltico sobre la superficie de una base debidamente preparada, con la finalidad de recibir una capa de pavimento asfáltico o de impermeabilizar y evitar la disgregación de la base construida, de acuerdo con estas especificaciones y de conformidad con el Proyecto. Incluye la aplicación de arena cuando sea requerido.

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Carpeta Asfáltica Es la capa superior del pavimento asfáltico, situada sobre la base granular. Es una capa uniforme, estable y (en lo posible) impermeable, que permite el tránsito vehicular y evita al mismo tiempo, los efectos abrasivos que estas cargas repetitivas puedan provocar. Posee una resistencia suficiente para que en conjunto con las capas subyacentes logren la capacidad estructural necesaria del pavimento.

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Funciones Esta aplicación puede perseguir uno o más de los propósitos siguientes:

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Impermeabilizar la superficie Cerrar los espacios capilares

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Revertir y pegar sobre la superficie las partículas sueltas

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Endurecer la superficie

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Facilitar el mantenimiento

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Promover la adherencia entre la superficie sobre la cual se coloca y la primera capa de mezcla asfáltica sobre ella colocada

De todas estas funciones, en una operación continua de pavimentación, la más importante es la de promover la adherencia entre las capas.

2.- Equipos y materiales utilizados 

Equipos Para ejecutar una imprimación se requiere básicamente de los siguientes equipos:

Barredora mecánica Limpia la superficie de la base antes del riego.

Distribuidor de asfalto Aplica uniformemente el ligante sobre la superficie. Es un camión estanque provisto básicamente de:

- Barra

esparcidora

regulable:

con

boquillas

distribuidas

uniformemente para regar el asfalto. - Bomba de presión: para impulsar el asfalto almacenado en el estanque hacia la barra de riego. - Termómetro: que permite conocer la temperatura del ligante al momento de ser aplicado.



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- Sistemas de control: que permiten medir el caudal de la bomba y la velocidad del distribuidor.

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Material utilizado El tipo y cantidad de material asfáltico a aplicar depende principalmente de la textura y porosidad del material sobre el cual es aplicado. Las especificaciones indican una cantidad que varía entre 0.90 y 2.7 lt/m2. El material bituminoso a aplicar en este trabajo será el siguiente: - Emulsiones Asfálticas de curado rápido (CRS-1, CRS-2) diluido con agua, de acuerdo a la textura de la Base . - Podría ser admitido el uso de Asfalto líquido, de grados MC-30, MC70 ó MC-250 Lógicamente las superficies más densas y cerradas necesitarán menor cantidad de aplicación, pues absorberán menos cantidad que las superficies gruesas y abiertas.

3.- Control y Dosificación en tanques y pista 

Criterio para definir dosis de imprimante a usar Penetración mínima de 5mm dentro de los siguientes tiempos de absorción 6 – 12 horas en ambientes calurosos 12 – 24 horas en ambientes frescos 24 – 48 horas en ambientes fríos y húmedos

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Dosis promedio de riego



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Aproximadamente 1 lt/m2 (tanto para asfaltos cortados como para Emulsión Imprimante). 

Control de dosis de riego Una vez establecida la dosis definitiva de imprimante a aplicar e iniciado el riego, es necesario verificar que el camión distribuidor esté regando la cantidad estipulada.

Para esto el distribuidor de asfalto dispone de los sistemas de control que le permiten al personal encargado calcular la tasa de ligante aplicada para un tramo determinado.

Al margen de esta verificación, en toda faena de imprimación se realiza un control de

dosis de riego mediante el uso de

bandejas metálicas, generalmente de 25 x 25 ó 30 x 30 cm, que se disponen al paso del camión en diferentes puntos del tramo en ejecución.

Por diferencia de pesadas y conociendo la densidad del ligante, se calcula la dosis aplicada (lts/m2) para cada punto.

El control de dosis mediante

el uso de bandejas lo efectúa

personal del laboratorio de faena, tanto del Autocontrol

de

la Empresa Constructora como de la Inspección Técnica de Obras (ITO), sin perjuicio de los controles selectivos que puedan realizar los Laboratorios Regionales de Vialidad.



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Los resultados obtenidos en el control mediante bandejas tienen validez tanto para fines técnicos como contractuales. Ejemplo de cálculo de dosis de riego mediante el uso de bandejas. Se efectuó un control de dosis de riego de imprimante, utilizándose bandejas metálicas de 30 x 30 cm, obteniéndose los siguientes resultados:

Datos: Masa bandeja ( Mb) = 966,8 grs Masa bandeja con asfalto ( Mba ) = 1.072,9 grs Dimensiones de la bandeja = 30 x 30 cm Dato: Densidad del asfalto = 1,02 Kg/lt

Calcular: a) Calcular la dosis de riego obtenida (lt/m2) b) Si la dosis especificada es de 1,12 lt/m2 y se admite una tolerancia de ± 5% respecto a la especificación c) ¿Cumple la dosis obtenida con la dosis especificada?

Cálculos: - Masa de asfalto en la bandeja ( Ma) = Mba - Mb = 106,1 gr - Area de la bandeja (A)

=0,30 m x 0,30 m = 0,09 m2

- Dosis de asfalto en peso - Dosis de asfalto en volumen =

= Ma = 0,106 (kg) = 1,18 kg/m2

1,18 kg/m2 1,02 Kg/lt

= 1,16 lt/m2

- Tolerancia permitida: 1,12 ± 5% - Rango: 1,06 - 1,18 lt/m2 - Por tanto, la dosis obtenida cumple con especificaciones



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4.- Control y Verificación 

Recomendaciones para la ejecución y control Una vez determinada la dosis de imprimante a aplicar, se deberá asegurar

que

el

distribuidor

riegue

la

cantidad

de

ligante

preestablecida y lo haga uniformemente a lo ancho y largo de la faja a imprimar Para lograr un riego uniforme de ligante a lo ancho de la faja, es necesario verificar entre otros factores: - Que la presión de bombeo sea la adecuada - Antes de comenzar el riego la barra y las boquillas deberán ser calentadas a la temperatura requerida. - Que la barra de riego se encuentre a la altura correcta. - Que las boquillas de la barra distribuidora se encuentren limpias y con el ángulo adecuado. Previo a las verificaciones antes señaladas se debe comprobar que la rueda tacométrica del distribuidor se encuentre calibrada y que el tamaño de las boquillas sea el adecuado para los requerimientos.

El factor determinante para asegurar la uniformidad del riego en el sentido longitudinal (a lo largo de la faja) es la velocidad constante del camión distribuidor. 

Recomendaciones adicionales:



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Evitar la acumulación de ligante en los puntos de inicio y término del riego, colocando tiras de papel o de polietileno, las que se remueven una vez concluido éste.

En algunos distribuidores debe regularse la altura de la barra de riego a medida que se descarga el estanque del camión, de modo de asegurar un traslape uniforme de los abanicos de riego.

5.- Equipos de colocación de carpeta asfáltica (consideraciones requeridas)

6.- Clima, tiempo, extendido y compactación

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Temperatura de aplicación Temperatura usual del riego. 65 a 72º C : Para asfaltos cortados Temperatura Ambiente : Para Emulsión Imprimante

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Condiciones climáticas Son determinantes para alcanzar buenos resultados en la ejecución del riego. En el caso de los asfaltos cortados no se debe imprimar en caso de: - Lluvia - Presencia de neblina - Temperatura ambiental inferior a 10°C



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Nota 1: Las emulsiones Imprimantes no necesitan calentarse, aplicándose a la temperatura ambiente, siempre que ésta sea superior a los 10ºC. En caso que la temperatura ambiente sea inferior a los 10ºC, pero superior a los 4ºC, deberán calentarse a una temperatura del orden de 25 a 30ºC previo a su aplicación para asegurar un buen comportamiento. Nota 2: Las emulsiones Imprimantes pueden aplicarse en presencia de algún grado de neblina y sobre bases con un amplio rango de humedad de la base, recomendándose aplicar sobre bases que no excedan significativamente su humedad óptima y en ningún caso sobre bases saturadas.

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Condiciones superficiales de la base Al momento de ser imprimada la superficie de la base debe estar: - limpia y “seca” - libre de materias extrañas - sin nidos de piedra ni material fino suelto

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Humedad de la base Factor determinante para la penetración del ligante. El control de humedad debe efectuarse entre los 5 y 15 mm superiores de la capa de base. Al emplear asfaltos cortados tipo MC, se debe tener presente la humedad de la base granular Para material base - Cohesivos: humedad máxima 50%, humedad óptima



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- Inertes humedad máxima 100%, humedad óptima (bandas TM50b, TM50c ó TM25) Para emulsiones no más del 120% de la humedad óptima.

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Aplicación del asfalto En los lugares de comienzo y término de los riegos asfálticos, se deberá colocar un papel, cartón o polietileno de un ancho no inferior a 0,80 m. Una vez utilizado se debe retirar inmediatamente.

Cuando se deba mantener el tránsito, la imprimación deberá efectuarse en una pista de la calzada. La imprimación de la otra mitad, deberá iniciarse sólo cuando la superficie de la primera mitad se encuentre cubierta con la capa superior y transitable.



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RIEGO DE LIGA 1.- Definición Consiste en la aplicación de una emulsión asfáltica sobre una capa bituminosa, sobre la cual se pondrá otra capa asfáltica. Su principal función es lograr adherencia entre las capas para que éstas trabajen en conjunto y no se presenten deslizamientos que afecten al pavimento. Es importante que el riego de liga sea delgado para lograr la unión adecuada entre las capas. Un exceso de riego podría provocar la exudación del asfalto a través de la capa superior. El tiempo aproximado de espera para colocar la siguiente capa asfáltica es de 30 minutos después de distribuida la emulsión.



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