FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
ASFALTO MODIFICADO CON POLIMEROS AYUDARA EN LA PAVIMENTACION DEL JIRON JORGE CHAVEZ EN LA CUIDAD DE TARAPOTO PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
AUTOR:
ASESOR Lic. SANCHEZ TRIGOZO PATRICIA
TARAPOTO, DICIEMBRE 2016
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INDICE CAPITULO I: INTRODUCCION 1.1 El problema ………………………………………………………………………...3 1.1.1 Descripción del problema……………………………………………….... .....3 1.1.2 Formulación del problema…………………………………………………….4 1.2 Objetivos de la investigación…………………………………………………….4 1.3 Justificación………………………………………………………………………..5
CAPITULO II: MARCO TEORICO CONCEPTUAL 2.1 Antecedentes………………………………………………………………………6
2.2. Marco teórico……………………………………………………………………...7 2.2.1 Asfalto…………………………………………………………………………….7 2.2.2 Pavimentación…………………………………………………………………12 2.3 Marco conceptual………………………………………………………………..17 2.3.1 Material…………………………………………………………………………17 2.3.2 Resistencia……………………………………………………………………..19 2.3.3 Durabilidad……………………………………………………………………..20
CAPITULO III: METODO 3.1 Hipótesis………………………………………………………………………….22 3.1.1 Hipótesis General……………………………………………………………...22 3.1.2 Hipótesis Especifica…………………………………………………………...22
3.1.3 Variables, ind icadores e índices…………………………………………......22 3.2 Tipo de investigación……………………………………………………………22 3.3 Población y muestra……………………………………………………………..23 3.4 Técnicas…………………………………………………………………………..23 3.5 Instrumentos de recolección de datos…………………………………………24
3.6 Ética…………………………………………………………………………….....24
CAPITULO IV: ADMINISTRACION DEL PROYECTO: 4.1 Presupuesto………………………………………………………………………25 4.2 Cronograma……………………………………………………………………...25 Bibliografía…………………………………………………………………………….26 Anexos……………………… Anexos…………………………………… …………………………… …………………………… …………………………...27 ……………...27
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CAPITULO I: INTRODUCCION 1.1 El problema 1.1.1 Descripción del problema Las calles en la región de San Martin están en mal estado hace muchos años, el deterioro de las pistas resulta catastrófico y viene causando el comprendido malestar de los transportistas y dueños de autos particulares que a diario tienen que sortear los huecos y baches que representan un inminente peligro en sus unidos. Tarapoto, una de las principales ciudades de la región de San Martin, no se queda atrás con este malestar. Las 19 cuadras del jirón Jorge Chávez que se encuentran en mal estado. A este incoveniente se le suma la falta de sistema de alcantarillado, que por sus más de 18 años de antigüedad provoca filtraciones en los pavimentos, logrando debilitarlos, ocasionando hundimientos de los vehículos que circulaban por la zona afectada. No dejando de lado también el mal control durante su construcción, las irregularidades en los manejos de fondos, los cambios climáticos y los materiales que se está utilizando en la ejecución de las obras de pavimentos. Por ejemplo, El asfalto del jirón Jorge Chávez del barrio Huayco cada vez se deteriora más, el hundimiento que se produjo el lunes en la cuadra once, puso en manifiesto que esta obra ejecutada el año 1998 podría colapsar en cualquier momento, cuyo proyecto es considerado por los vecinos como una gran estafa. En opinión del periodista César Herrera Luna, esta obra de asfaltado fue ejecutada de manera anti técnica, es por ello que no hicieron cunetas y veredas, lo que está generando varios hundimientos en todas las 19 cuadras de este jirón. Hasta el momento no se colocó una adecuada señalización para evitar accidentes de tránsitos, para Herrera Luna el hundimiento es una clara muestra que la obra se ejecutó de manera improvisada, es por ello que esperan la 3
intervención de las autoridades. Durante la noche no es muy visible esta parte afectada, situación que podría ocasionar un accidente de tránsito. (VIA NOTICIAS) televisión local.
1.1.2. Formulación del problema El problema general identificado es el siguiente: ¿Cómo el asfalto modificado con polímeros ayudara en la pavimentación del jirón Jorge Chávez de la cuidad de Tarapoto a combatir el caos vehicular?
Los problemas específicos son los siguientes: ¿Cuál es la durabilidad del asfalto modificado con polímeros del jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto? ¿Cuál es la resistencia del pavimento del jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto?
1.2. Objetivos de la investigación Objetivo general Evaluar la aplicación del asfalto modificado con polímeros en la pavimentación del jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto.
Objetivos específicos a) Medir la durabilidad del asfalto modificado con polímeros en el jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto.
b) Medir la resistencia del pavimento en el jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto.
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1.3. Justificación
Las carreteras ocupan un lugar muy importante dentro de la infraestructura debido a que contribuyen al desarrollo del país, por ello es necesario darles el mantenimiento adecuado para alargar su vida útil, utilizando como muestra el jirón Jorge Chávez de la cuidad de Tarapoto. Cada polímero añadirá una propiedad diferente al asfalto de acuerdo a la finalidad del pavimento ya que la elección del polímero depende de las circunstancia tales como el tráfico, temperatura, tipo de terreno, etc. El uso de estos polímeros en el asfalto tiene como fin mejorar las características mecánicas de esto, es decir, su resistencia a las deformaciones por factores climatológicos y del tránsito. Estas mezclas aumentan la resistencia a la deformación, a los esfuerzos de tensión repetida y por lo tanto a la fatiga, reducen el agrietamiento, así como la
susceptibilidad de las capas asfálticas a las variaciones de
temperatura.
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CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO – CONCEPTUAL 2.1 Antecedentes Vargas Maldonado, José. (2005) con la tesis titulada: “Utilización de asfaltos modificados en una vía para mejorar su rendimiento y resistencia Asfaltos”, para obtener el título de Ingeniero Civil, Universidad Cesar Vallejo, en
la ciudad de Trujillo – Perú, concluye lo siguiente: “Los asfaltos modificados con polímeros tipo SBS o SB, tienden a ser más resistentes en cuando a volver a su posición original una vez que se retira el esfuerzo de tensión a que habían sido sujetos y se considera que la elasticidad es una energía almacenada al disiparse. Objetivo: Analizar el comportamiento de la carpeta asfáltica con el uso de polímeros para evaluar su comportamiento en comparación a una carpeta asfáltica convencional. Metodología: Para el presente estudio se empleara el método inductivo analítico, es decir, describir y analizar sistemáticamente lo que existe con respecto a las variaciones o las condiciones de la situación. Bazán Serrano, Milagritos de Jesús y Vargas Hernández, Johan César (2009) en la tesis titulada: Estudio de mejoramiento de la carretera Panamericana Norte (Km. 609), Cartavio – Santiago de Cao para obtener el título de Ingeniero Civil, Universidad César Va llejo, concluye lo siguiente: “El Distrito de Santiago de Cao y sus aledaños, cuenta con una buena producción agroindustrial, la misma que podrá ser bien aprovechada con la construcción de ésta carretera; mejorando los niveles de vida de la población, impulsando el comercio y el turismo, y generando empleo temporal a los pobladores de la zona. El terreno de fundación de la carretera está constituido en su mayoría por suelos de arcilla inorgánica de baja plasticidad, arcilla con grava, arcilla arenosa, de regular a mala calidad para carreteras con un CBR de 5.49 %. Se ha diseñado el pavimento, obteniendo una estructura de 0.30 m de espesor 6
de afirmado usando el método de USACE (U.S. ARMY CORPS OD ENGINEERS) y el método del ROAD RESEARCH LABORATOEY.” Nacional: Marín Hernández, Alberto. (2008) con la tesis titulada: “Asfaltos modificados y pruebas de laboratorio para caracterizarlos”, para obtener el título de
Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Ingeniería, en la ciudad de Lima – Perú, concluye lo siguiente : “Aquí, se dieron a conocer los materiales que se pueden usar, para modificar los asfaltos convencionales. Como se hizo notar, estos materiales nombrados, logran un cambio significativo en el comportamiento mecánico de las mezclas asfálticas. El uso de cualquiera de estos depende en gran medida del juicio del proyectista, el cual debe basarse en un criterio objetivo, desde la perspectiva técnica. Internacional: Rodríguez Valdivia, Fernando Andrés. (2010) con la tesis titulada: “Análisis de pavimento asfaltico modificado con polímero”, para
obtener el título de Ingeniero Civil, Universidad Austral de Chile, en la ciudad de Valdivia – Chile, concluye lo siguiente: “Al analizar los resultados obtenidos de estabilidad y fluencia queda demostrado que las mezclas asfálticas elaboradas con asfaltos modificados posee un mejor comportamiento que las mezclas elaboradas con asfalto convencional, tal como se esperaba, ya que la finalidad de modificar los asfalto es mejorar sus propiedades.”
2.2 Marco teórico 2.2.1 Asfalto: Definición: Reyes Lizcano, Fredy Alberto (2003),“Diseño Racional de Pavimentos”: El asfalto es un material bituminoso de color negro, constituido
principalmente por asfaltemos, resinas y aceites, elementos que proporcionan características de consistencia, aglutinación y ductilidad; es sólido o semisólido y tiene propiedades cementantes a temperaturas ambientales normales. Al calentarse se ablanda gradualmente hasta alcanzar una consistencia líquida. Los materiales asfálticos se emplean en la elaboración de carpetas, morteros, riegos y estabilizaciones, ya sea para aglutinar los materiales pétreos utilizados, para ligar o unir diferentes capas del pavimento; o bien para estabilizar bases o sub bases. También se pueden usar para construir, fabricar
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o
impermeabilizar
otras
estructuras,
tales
como
algunas
obras
complementarias de drenaje, entre otras.
Composición: Reyes Lizcano, Fredy Alberto (2003), “Diseño Racional de Pavimentos”: El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de
hidrocarburos. El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina modelo micelar, el cual provee de una razonable explicación de dicha estructura, en el cual existen dos fases; una discontinua (aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada máltenos. Las resinas contenidas en los máltenos son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogeneizar y compatibilizar a los de otras maneras insolubles asfáltenos. Los máltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los aceites.
Características: Reyes Lizcano, Fredy Alberto (2003), “Diseño Racional de Pavimentos”: El asfalto es u n líquido viscoso constituido esencialmente por
hidrocarburos o sus derivados, a continuación enlistamos algunas de sus características: Consistencia: Se refiere a la dureza del material, la cual depende de la
temperatura. A altas temperaturas se considera el concepto de viscosidad para definirla. Durabilidad: Capacidad para mantener sus propiedades con el paso del
tiempo y la acción de agentes envejecedores. Susceptibilidad Térmica: Variación de sus propiedades con la
temperatura. Pureza: Definición de su composición química y el contenido de
impurezas que posee. Seguridad: Capacidad de manejar el asfalto a altas temperaturas sin
peligros de inflamación.
Función: Texto Guía (2004)“Carreteras II”:Entre muchas otras, dos son las funciones más importantes ejercidas por el asfalto en un pavimento. Aglomerante.
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Impermeabilizante.
Como aglomerante proporciona una íntima ligazón entre los agregados, capaz de resistir la acción mecánica producidas por las cargas de los vehículos. Como impermeabilizante garantiza al pavimento una acción eficaz contra la penetración del agua proveniente, tanto de las precipitaciones como del subsuelo por acción capilar. Ningún otro material garantiza mejor que el asfalto una ejecución económica y simultanea de estas funciones, al mismo tiempo que proporciona al pavimento características de flexibilidad que permite su acomodo sin fisuramiento, antes eventuales consolidación de las capas subyacentes, , naturalmente, para que el asfalto desempeñe satisfactoriamente estas funciones que le son inherentes, es necesario que sea de buena calidad, y por sobre todo, que en la ejecución del pavimento se respeten todas las especificaciones establecidas en el diseño.
Polímero: Salgado Torres Mauricio (2002), “Tecnología del Asfalto:Los polímeros son sustancias de alto peso molecular formada por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros (compuestos químicos con moléculas simples). Se forman así moléculas gigantes que toman formas diversas: cadenas en forma de escalera, cadenas unidas o termo fijas que no pueden ablandarse al ser calentadas, cadenas largas y sueltas. Algunos modificadores poliméricos que han dado buenos resultados, se enlistan a continuación:
Homopolímeros: que tienen una sola unidad estructural (monómero).
Copolímeros: Tienen varias unidades estructurales distintas (EVA, SBS).
Elastómeros: Al estirarlos se sobrepasa la tensión de fluencia, no volviendo a su longitud original al cesar la solicitación. Tiene deformaciones seudoplásticas con poca elasticidad.
Reyes Lizcano, Fredy Alberto (2003), “Diseño Racional de Pavimentos”: Son
sustancias macromoleculares naturales o sintéticas, obtenidas a partir de moléculas más sencillas por reacciones poliméricas. Por consiguiente, un polímero es un compuesto con un elevado peso molecular, cuya estructura se representa por la repetición de pequeñas unidades. Los polímeros, una vez dispersos en el asfalto, llegan a formar verdaderas redes tridimensionales, 9
creando un reticulado que le confiere propiedades relevantes de elasticidad al asfalto modificado.
Asfalto modificado con polímero: Salgado Torres Mauricio (2002), “Tecnología del Asfalto: Los materiales asfálticos modificados son el producto
de la disolución o incorporación en el asfalto, de un polímero o de hule molido de neumáticos, que son sustancias estables en el tiempo y a cambios de temperatura, que se les añaden al material asfáltico para modificar sus propiedades físicas y mecánicas, y disminuir su susceptibilidad a la temperatura y a la humedad, así como a la oxidación. Los modificadores producen una actividad superficial iónica, que incrementa la adherencia en la interface entre el material pétreo y el material asfáltico, conservándola aun en presencia del agua. También aumentan la resistencia de las mezclas asfálticas a la deformación y a los esfuerzos de tensión repetidos y por lo tanto a la fatiga y reducen el agrietamiento, así como la susceptibilidad de las capas asfálticas a las variaciones de temperatura. Estos modificadores por lo general se aplican directamente al material asfáltico, antes de mezclarlo con el material pétreo.
Ventajas del Uso de Polímeros en el Asfalto: Ficha Técnica (2004), “Asfalto Modificado con Polímeros”: Ya que se conocen las diferencias más
destacadas entre los asfaltos convencionales y los modificados con polímeros; se pueden deducir las ventajas y desventajas de añadir polímeros en los asfaltos. A continuación se clasifican las ventajas de los asfaltos modificados: MÉCANICAS
Disminuyen la susceptibilidad a los tiempos de aplicación de carga.
Aumentan la resistencia a la deformación permanente y a la rotura en un
rango más amplio de temperaturas, tensiones y tiempo de carga. Tienen una elevada resistencia mecánica, gran resistencia a la tracción,
buen poder humectante y adhesión los agregados. Los asfaltos modificados con látex, hule natural, SBS y SBR son más
duros pero siguen siendo elásticos lo que evita la formación de r oderas y agrietamiento de los mismos.
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El polímero elastómero se comprime al aplicar un esfuerzo, pero recobran su forma original al ser retirado. Se obtienen mezclas más flexibles a bajas temperaturas de servicio reduciendo el fisuramiento.
Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla,
su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad. TÉRMICAS
Disminuyen la susceptibilidad térmica.
Disminuyen la fragilidad en climas y aumentan la cohesión en tiempos de
calor.
Varía su comportamiento de acuerdo a la temperatura en que se encuentren. Los elastómeros son deformables a temperatura ambiente.
ECONÓMICAS El costo, depende básicamente de su proceso de polimerización y la
disponibilidad de los monómeros.
Fácilmente disponible en el mercado.
TIEMPO DE VIDA Los asfaltos modificados con elastómeros se deteriora por la trituración o
abrasión del agregado antes que por la falla del ligante (asfalto).
El polímero elastómero proporciona una excelente resistencia al envejecimiento.
Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación.
La rigidez de los asfaltos compuestos de látex, hule natural, SBS y SBR
ayudan a soportar los largos tiempos de carga sin deformaciones.
Desventajas del Uso de Polímeros en el Asfalto: Alto costo del polímero.
Dificultades del mezclado: no todos los polímeros son compatibles con el
asfalto base (existen aditivos correctores). Deben extremarse los cuidados en el momento de la elaboración de la
mezcla.
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Los agregados no deben estar húmedos ni sucios. La temperatura mínima de distribución es de 145ºC por su rápido endurecimiento.
En la siguiente grafica se muestra la diferencia económica entre los asfaltos convencional y modificado con polímeros. Gráfico:
Otras propiedades que el asfalto modificado mejora respecto del asfalto convencional son: Mayor intervalo de plasticidad (diferencia entre el punto de ablandamiento
y el Fraass).
Mayor cohesión.
Mejora de la respuesta elástica.
Mayor resistencia a la acción del agua.
Mayor resistencia al envejecimiento.
Las propiedades que estos imparten dependen de los siguientes factores:
Tipo y composición del polímero incorporado.
Característica y estructura coloidal del asfalto base.
Proporción relativa de asfalto y polímero.
2.2.2 Pavimentación: Definición: Un pavimento de concreto o pavimento rígido consiste básicamente en una losa de concreto simple o armado, apoyada directamente sobre una base o subbase. La losa, debido a su rigidez y alto módulo de 12
elasticidad, absorbe gran parte de los esfuerzos que se ejercen sobre el pavimento lo que produce una buena distribución de las cargas de rueda, dando como resultado tensiones muy bajas en la subrasante. Todo lo contrario sucede en los pavimentos flexibles, que al tener menor rigidez, transmiten los esfuerzos hacia las capas inferiores lo cual trae como consecuencia mayores tensiones en la subrasante, como se pude apreciar en la figura.
Los elementos que conforman un pavimento rígido son: subrasante, subbase y la losa de concreto. A continuación se hará una breve descripción de cada uno de los elementos que conforman el pavimento rígido.
a) Subrasante La subrasante es el soporte natural, preparado y compactado, en la cual se puede construir un pavimento. La función de la subrasante es dar un apoyo razonablemente uniforme, sin cambios bruscos en el valor soporte, es decir, mucho más importante es que la subrasante brinde un apoyo estable a que tenga una alta capacidad de soporte. Por lo tanto, se debe tener mucho cuidado con la expansión de suelos.
b) Subbase La capa de subbase es la porción de la estructura del pavimento rígido, que se encuentra entre la subrasante y la losa rígida. Consiste de una o más capas compactas de material granular o estabilizado; la función principal de la subbase es prevenir el bombeo de los suelos de granos finos. La subbase es obligatoria cuando la combinación de suelos, agua, y tráfico pueden generar el bombeo. Tales condiciones se presentan con frecuencia en el diseño de pavimentos para vías principales y de tránsito pesado. Entre otras funciones que debe cumplir son:
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• Proporcionar uniformidad, estabilidad y soporte uniforme. • Incrementar el módulo (K) de reacción de la subrasante. • Minimizar los efectos dañinos de la acción de las heladas. • Proveer drenaje cuando sea necesario. • Proporcionar una plataforma de trabajo para los equipos de construcción.
c) Losa La losa es de concreto de cemento portland. El factor mínimo de cemento debe determinarse en base a ensayos de laboratorio y por experiencia previas de resistencia y durabilidad. Se deberá usar concreto con aire incorporado donde sea necesario proporcionar resistencia al deterioro superficial debido al hielodeshielo, a las sales o para mejorar la trabajabilidad de la mezcla.
TIPOS DE PAVIMENTO DE CONCRETO: Los diversos tipos de pavimentos de concreto pueden ser clasificados, en orden de menor a mayor costo inicial, de la siguiente manera: • Pavimentos de concreto simple.
- Sin pasadores. - Con pasadores. • Pavimentos de concreto reforzado con juntas • Pavimentos de concreto con refuerzo continuo.
a) Pavimentos de concreto simple a.1) Sin pasadores: Son pavimentos que no presentan refuerzo de acero ni elementos para transferencia de cargas, ésta se logra a través de la trabazón (interlock) de los agregados entre las caras agrietadas debajo de las juntas aserradas o formadas. Para que esta transferencia sea efectiva, es necesario que se use un espaciamiento corto entre juntas. Están constituidos por losas de dimensiones relativamente pequeñas, en general menores de 6 m de largo y 3.5 m de ancho. Los espesores varían de acuerdo al uso previsto. Por ejemplo para calles de urbanizaciones 14
residenciales, éstos varían entre 10 y 15 cm, en las denominadas colectoras entre 15 y 17 cm. En carreteras se obtienen espesores de 16 cm. En aeropistas y autopistas 20 cm o más. Este tipo de pavimento es aplicable en caso de tráfico ligero y clima templado y generalmente se apoyan directamente sobre la subrasante.
a.2) Con pasadores: Los pasadores (dowels) son pequeñas barras de acero liso, que se colocan en la sección transversal del pavimento, en las juntas de contracción. Su función estructural es transmitir las cargas de una losa a la losa contigua, mejorando así las condiciones de deformación en las juntas. De esta manera, se evitan los dislocamientos verticales diferenciales (escalonamientos). Según la Asociación de Cemento Portland (PCA, por sus siglas en ingles), este tipo de pavimento es recomendable para tráfico diario que exceda los 500 ESALs (ejes simples equivalentes), con espesores de 15 cm o m ás.
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b) Pavimentos de concreto reforzado con juntas: Los pavimentos reforzados con juntas contienen además del refuerzo, pasadores para la transferencia de carga en las juntas de contracción. Este refuerzo puede ser en forma de mallas de barras de acero o acero electrosoldado. El objetivo de la armadura es mantener las grietas que pueden llegar a formarse bien unidas, con el fin de permitir una buena transferencia de cargas y de esta manera conseguir que el pavimento se comporte como una unidad estructural.
c) Pavimentos de concreto con refuerzo continuo: A diferencia de los pavimentos de concreto reforzado con juntas, éstos se construyen sin juntas de contracción, debido a que el refuerzo asume todas las deformaciones, específicamente las de temperatura. El refuerzo principal es el acero longitudinal, el cual se coloca a lo largo de toda la longitud del pavimento. El refuerzo transversal puede no ser requerido para este t ipo de pavimentos.
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2.3 Marco Conceptual: 2.3.1 Material a)
Asfaltos Oxidados o Soplados: Estos son asfaltos que han sido
sometidos a un proceso de deshidrogenación y posteriormente a un proceso de polimeración. Este asfalto es expuesto a una eleveda temperatura pasándole una
corriente de aire con el objetivo de mejorar sus características y ser empleado en aplicaciones más especializadas.
El proceso de oxidación en los asfaltos presenta las siguientes modificaciones físicas:
Aumento del peso específico.
Aumento de la viscosidad.
Disminución de la suceptibilidad térmica.
b)
Asfaltos Sólidos o Duros: Asfaltos con una penetración a
temperatura ambiente menor que 10. Además de ser aglutinante e impermeabilizante, se caracteriza por su flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes.
c)
Fluxante o Aceite Fluxante: Fracción de petróleo relativamente
poco volátil empleada en ocasiones para ablandar el asfalto hasta la consistencia deseada; frecuentemente se emplea como producto básico para la fabricación de materiales asfálticos para revestimientos de cubiertas.
d)
Asfaltos Fillerizados: Asfaltos en cuya composición hay materias
minerales finamente molidas que pasan por el tamiz # 200.
e)
Asfaltos Líquidos: Son materiales asfálticos de consistencia
blanda o fluida, por ello no se incluyen en el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. También se los denomina asfaltos rebajados o cutbacks. Se componen por una fase asfáltica y un fluidificante volátil, que puede ser bencina, queroseno o aceite. Los fuidificantes se evaporan (proceso de curado), quedando el residuo asfáltico el cual envuelve y cohesiona las partículas del agregado. Dentro de los asfaltos líquidos encontramos los siguientes productos:
Asfalto de curado rápido: Es aquel cuyo disolvente es del tipo de la nafta o gasolina, se obtienen los asfaltos rebajados de curado 17
rápido y se designan con las letras RC (Rapid Curing), seguidos por un número que indica el grado de viscosidad cinemática en centiestokes.
Asfalto de curado medio: El disolvente de este asfalto es queroseno, y se designa con las letras MC(Medium Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.
Asfalto de curado lento: El disolvente o fluidificante es aceite liviano, relativamente poco volátil, y se designa por las letras SC (Slow Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.
f)
Road oil: Es la fracción pesada del petróleo, usualmente uno de
los grados de asfalto líquido de curado lento (SC, Slow Curing).
g)
Asfaltos Emulsificados: a)
Emulsiones Asfálticas: Son parte de los asfaltos líquidos.
Es un sistema heterogéneo de dos fases normalmente inmiscibles (no se mezclan), como son el asfalto y el agua, al que se le incorpora una pequeña cantidad de un agente activador de superficie, tenso activo o emulsificante de base jabonosa o solución alcalina, que mantiene en dispersión el sistema, siendo la fase continua el agua y la discontinua los glóbulos del asfalto, en tamaño, entre uno a diez micrones. El asfalto es emulsificado en un molino coloidal con 40 - 50% por peso de agua que contiene entre 0.5 y 1.5% por peso de emulsificante. Permite la aplicación del asfalto donde no es posible calentar el material. Cuando la emulsión se pone en contacto con el agregado se produce un desequilibrio que la rompe, llevando a las partículas del asfalto a unirse a las superficies del agregado. El agua fluye o se evapora, separándose de las partículas pétreas recubiertas por el asfalto. Existen emulsificantes que permiten que esta rotura sea instantánea y otros que retardan éste fenómeno. De acuerdo con la velocidad de rotura, las emulsiones asfálticas pueden ser: -
De rompimiento rápido: RS (Rapid Setting)
Forman una capa relativamente dura y principalmente se usan para aplicaciones en spray sobre agregados y arenas de sello, así como penetración
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sobre piedra quebrada; que por ser de alta viscosidad sirve de impermeabilizante. -
De rompimiento medio. MS (Medium Setting).
-
De rompimiento lento. SS (Slow Seting).
Sirven especialmente para una máxima estabilidad de mezclado. Se las emplea para dar un buen acabado con agregados compactos y asegurar una buena mezcla estabilizada. El tipo de emulsión a utilizar depende de varios factores, tales como las condiciones climáticas durante la construcción, tipos de agregados, etc. Las emulsiones asfálticas deben tener una buena adherencia. Esta cualidad la confiere el emulsificante, que puede darle polaridad negativa o positiva, tomando el nombre de aniónicas, las primeras, afines a los áridos de cargas positivas y catiónica, las segundas, afines a áridos de cargas negativas; como son las de origen cuarzoso o silíceo. En Costa Rica se producen las siguientes: catiónica rápida y lenta, aniónica rápida y lenta.
b. Emulsión Asfáltica Inversa:Emulsión asfáltica en la que la fase continua es asfalto de tipo líquido, y la fase discontinua está constituida por diminutos glóbulos de agua en porción relativamente pequeña. Este tipo de emulsión puede ser también aniónica o catiónica.
2.3.2 Resistencia Por sus propiedades de resistencia al agua y su durabilidad, el asfalto se utiliza en muchas aplicaciones en la construcción. Para proteger contra humedad y para impermeabilización contra agua (con una o varias capas), se utilizan tres tipos de asfalto: Tipo A, un material blando, adhesivo, que fluye facil, para aplicaciones subterráneas o en otras aplicaciones a temperaturas moderadas; Tipo B, un asfalto menos susceptible, para usarlo en aplicaciones sobre el nivel del suelo, pero donde las temperaturas no excedan 125ºF; Tipo C, para aplicaciones sobre el nivel del suelo; puede ser en superficies verticales expuestas a la luz solar directa u otras áreas en que las temperaturas excedan los 125ºF.
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Los asfaltos y productos d asfalto tienen un amplio uso para impermeabilizar techos. El asfalto se utiliza como aglutinante entre capas en los techados y para impregnación de los fieltros, rollos y tejas. Debe tenerse cuidado en no mezclar el asfalto y alquitrán, o sea, colocar capas de asfalto sobre fieltro saturado de alquitrán o viceversa, a menos que se revise su compatibilidad. Por sus cualidades impermeables y su durabilidad el asfalto se emplea en construcción para impedir el paso del agua, amortiguar vibraciones y expansiones y servir como pavimento.
2.3.3 Durabilidad: El pavimento es una estructura cuya función es mantener una buena calidad de servicio durante el tiempo que ha sido concebido. Existen dos tipos de estructura claramente diferenciadas: 1. El pavimento de Concreto. 2. El pavimento de Asfalto. La diferencia entre ambos tipos de estructura es la forma en que transmiten las cargas de los vehículos que transitan sobre ellas. El pavimento de Concreto: Transmite mejor la carga generada por el tránsito a comparación del asfalto que tiende a concentrarla.
Se deteriora menos que uno de asfalto, es más seguro, más duradero y más económico.
Por su naturaleza rígida, absorbe más las cargas, por lo que el paquete
estructural (bases granulares, carpeta de rodadura) es menor que la de los pavimentos de Asfalto, que reciben el nombre de pavimentos flexibles.
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CAPITULO III: METODO 3.1 Hipótesis: 3.1.1 Hipótesis General. Se observaría un adecuado asfalto modificado con polímero en la pavimentación del jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto.
3.1.2 Hipótesis Específicas. Se observaría una favorable durabilidad del asfalto modificado con polímeros del jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto. Se observaría una adecuada resistencia de la pavimentación del jirón Jorge Chávez en la cuidad de Tarapoto.
3.1.3 Variables, indicadores e índices. Variable
Indicadores
Índices 1.1 Tipos de asfaltos.
El asfalto 1. Materiales modificado con 2. Durabilidad polímeros
2.1 Durabilidad de los asfaltos.
3. Resistencia
3.1 Tipos de pavimentación. 3.2 Resistencia de la pavimentación
4. Durabilidad
4.1 Durabilidad y pavimentación.
Pavimentación
consistencia
de
la
3.2 Tipo de investigación: a) De acuerdo al FIN que se persigue:
APLICADA
b) De acuerdo al DISEÑO DE CONTRASTACION de la Hipótesis: DESCRIPTIVA
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c) De acuerdo con el PERIODO en que se capta la Información.
PROSPECTIVO
d) De acuerdo con la EVOLUCIÓN del fenómeno estudiado.
TRANSVERSAL
e) De acuerdo con la COMPARACION de las poblaciones.
COMPARATIVO
f) De acuerdo con la INTERFERENCIA del investigador en el fenómeno que se analiza.
DE OBSERVACIÓN
3.3 Población y Muestra: A) Población: La población considerada para nuestra investigación son los pavimentos en
la ciudad de Tarapoto.
B) Muestra: La muestra está conformada por los pavimentos del jirón Jorge Chávez.
3.4 Técnicas: -
Entrevistas
Se entrevistó a ingenieros y técnicos civiles, para recolectar información sobre polímeros en el asfalto.
3.5. Instrumento de recolección de datos: 23
El instrumento de recolección de datos se señala en el Anexo 1, cuestionario de opinión a técnicos e ingenieros civiles sobre el uso de polímeros en el asfalto y su influencia en la variación de un pavimento.
3.6 Ética La aplicación del instrumento de recolección de datos será de modo anónimo para lograr mayor independencia de información del encuestado
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CAPITULO IV: ADMINISTRACIÓN DEL PROYECTO 4.1.
Presupuesto:
CODIGOS
DETALLE
5101.01.01
RECURSOS HUMANOS
1 1
MONTOS s/.1,100.00 s/.800.00 s/.300.00
Asesor. Digitador.
5301.05.01
MATERIAL
5102.01.01
BIENES
2 millares
s/.510.00
Papel y útiles de escritorio. Cuaderno de registro
s/.500.00 s/.10.00
SERVICIOS
s/.770.00
5102.01.02
s/.1,000.00
s/.250.00 s/.120.00 s/.50.00 s/.50.00 s/.100.00 s/.200.00
Movilidad local Internet Teléfono Fotocopias Servicios de impresión Viáticos
4.2 CRONOGRAMA
TIEMPO
TIEMPO/ETAPAS Agosto
Setiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
a. Planificación. b. Implementación. c. Recolección de datos. d. Análisis e interpretación de datos. e. Elaboración del informe.
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Enero
BIBLIOGRAFÍA:
Bazán Serrano, M. J. y Vargas Hernández, J. C. (2009). “Estudio de mejoramiento de la carretera Panamericana Norte (K m. 609), Cartavio – Santiago de Cao” , Tesis para obtener el título de Ingeniero
Civil,Universidad César Vallejo, Perú. Cárdenas Grisales, J. (2002), “Diseño Geométrico de Carreteras” ,
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ANEXOS ANEXO Nº 1: RECOLECCION DE INFORMACION. CUESTIONARIO: 1) ¿Crees que la zona, clima y temperatura influyen en comportamiento de un pavimento ante cargas vehiculares? a) SI b) NO 2) ¿La respuesta de un pavimento será igual cuando hay mucho o poco tráfico vehicular? a) SI b) NO 3) Si disminuimos el espesor de la carpeta asfáltica determinando el tipo de pavimento de una vía ¿La resistencia del pavimento será la misma? a) SI b) NO 4) ¿Crees que los polímeros modifiquen las características físico-mecánicas de los asfaltos? a) SI b) NO 5) ¿Cada tipo de polímero adiciona una característica diferente al pavimento? a) SI b) NO 6) Uno de los factores principales que se debe tener en cuenta es el tránsito vehicular ¿Sería conveniente utilizar asfaltos modificados para la construcción de una vía con poco tránsito vehicular? a) SI b) NO
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7) Si una de las desventajas de usar polímeros en los asfaltos es que para poder mezclarlos se necesita altas temperaturas ¿Crees que esta desventaja se refiere al aumento de costo de fabricación? a) SI b) NO 8) ¿El diseño de la mezcla asfáltica se realizará eligiendo el polímero correcto para la aplicación deseada? a) SI b) NO 9) Al hacer un diseño de pavimento modificado, ¿Crees que se podría disminuir el espesor de la carpeta asfáltica y así compensar el costo de fabricación? a) SI b) NO 10) Con la adición de polímeros ¿Mejoramos la resistencia del pavimento ante deformaciones? a) SI b) NO 11) Al usar asfaltos modificados con polímeros ¿Aumentamos el tiempo de vida del pavimento y a la vez alargaremos el tiempo de mantenimiento? a) SI b) NO 12) Para los asfaltos modificados con polímeros consigan las prestaciones optimas ¿Es necesario que los polímeros sean compatibles con el material asfaltico? a) SI b) NO 13) ¿El objetivo principal de la utilización de asfaltos modificados es mejorar las características del pavimento? a) SI b) NO 28
14) ¿Para lograr la mezcla entre polímero y asfalto, es necesario utilizar mezcladores o agitadores de elevada temperatura? a) SI b) NO 15) ¿El medio ambiente influye en el resultado al utilizar dicha mezcla (polímeros en asfalto)? a) SI b) NO 16) ¿Al utilizar polímeros en mezclas asfálticas, lograremos prolongar el tiempo de vida de una estructura? a) SI b) NO 17) ¿Es recomendable utilizar polímeros en sitios donde existen bajas temperaturas? a) SI b) NO 18) ¿Con la implementación de polímeros evitamos fallas estructurales? a) SI b) NO 19) ¿Las mezclas asfálticas deben presentar propiedades funcionales para su utilización? a) SI b) NO 20) Si usáramos asfaltos modificados con polímeros en las vías de Trujillo ¿Evitaríamos las fallas en el pavimento? a) SI b) NO
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