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INDICE
1.- CONTROL DE CALIDAD DE SLURRY – SEAL SEAL (LECHADA DE ASFALTO), PROPIEDADES Y APLICACIONES 1.1.- definición 1.2.-materiales 1.3.- control de calidad 1.4.- aplicaciones y propiedades
2.-GRADUACION DE MATERIALES DE FILTRO 2.1.-Introducción: 2.2.-Requisitos de un buen filtro 2.3. Diseño del filtro
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SERIE 6:CONTROL DE CALIDAD DE UN SLURRY-SEAL (Lechadas Asfálticas) LECHADA ASFALTICA 1.1.-DEFINICION: Es una mezcla de agregado fino bien graduado, relleno mineral, emulsión asfáltica (de rompimiento lento “SS” o acelerado “QS”) y agua, que adquiere un aspecto “cremoso”. Es un proceso de sellado utilizado generalmente en pistas, calles y carreteras, para extender su vida útil. El “slurry seal” es fabricado por el equipo de aplicación, al mismo tiempo que se coloca. Los slurry seals se clasifican en Tipo I, II, ó III según el tamaño de los agregados utilizados, Tipo III (pasando 9.5 mm, tamiz Nº ⅜), Tipo II (pasando 6.4 mm, tamiz Nº ¼) y Tipo I (pasando 3.2 mm, tamiz Nº ⅛) (Ver Figura 1). Estos, al igual que los ligantes (emulsión asfáltica generalmente), tienen que cumplir con especificaciones de calidad estrictas. Figura 2. Esquema de la fabricación del sello de lechada asfáltica
Fuente:Figuraadaptadade http://www.a1chipseal.com/imgUpload/slurrySealApplied.gif
1.2.-MATERIALES: a) Agregados pétreos y llenante mineral Los agregados pétreos y el llenante mineral para la construcción de la lechada asfáltica deberán cumplir los requisitos de calidad exigidos La mezcla de agregados y llenante se deberá ajustar a alguna de las gradaciones que se indican en la Tabla 433.1. La gradación por utilizar estará indicada en los estudios técnicos del proyecto y dependerá del estado de la superficie y de la función que vaya a cumplir la lechada.
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PAVIMENTOS Tabla 433.1 Gradaciones del agregado para lechadas asfálticas
TAMIZ Normal 12.5 mm 9.5 mm 4.75 mm 2.36 mm 1.18 mm 600 nm 300 nm 180 nm 75 nm
Alterno 1/2” 3/8” No.4 No.8 No.16 No.30 No.50 No.80 No.200
PORCENTAJE QUE PASA LA-1 LA-2 LA-3 | 100 85-100 100 100 60-85 70-90 85-100 40-60 45-70 65-90 28-45 28-50 45-70 19-34 19-34 30-50 12-25 12-25 18-30 7-18 7-18 10-20 4-8 5-11 5-15
LA-4 100 95-100 65-90 40-60 24-42 15-30 10-20
b) Material bituminoso Será una emulsión catiónica convencional, de rotura lenta y superestable del tipo CRL1-h, que cumpla los requisitos indicados en el numeral 400.2.4 del Artículo 400, o una emulsión modificada con polímeros, catiónica de rotura lenta y superestable del tipo CRL1-hm, que cumpla los requisitos indicados en el numeral 400.2.5 del Artículo 400. Los documentos técnicos del proyecto indicarán el tipo de emulsión por emplear. c) Agua El agua para la preenvuelta deberá ser limpia y libre de materia orgánica. Su calidad deberá ser tal, que no afecte el proceso normal de elaboración, rotura y curado de la lechada. Su pH, medido de acuerdo con la norma ASTM D-1293, deberá estar entre cinco y medio y ocho (5.5 - 8.0) y el contenido de sulfatos, expresado como SO4= y determinado según la norma de ensayo ASTM D-516 no podrá ser mayor de un gramo por litro (1 g/l). Si se emplea agua potable, no se requiere efectuar ensayos de control. d) Aditivos para control de rotura Cuando las características del proyecto exijan un control especial de los tiempos de rotura y apertura al tránsito, se emplearán aditivos cuyas características se definirán en las especificaciones particulares de construcción. Su dosificación y modo de dispersión deberán contar con el visto bueno del Interventor. e) Aditivos para modificar la reología En caso de incorporar productos modificadores de la reología de una lechada asfáltica elaborada con emulsión asfáltica convencional, fibras por ejemplo, los estudios técnicos del proyecto determinarán su dosificación, así como la del ligante utilizado, de manera que el comportamiento de la lechada sea semejante al que se obtendría al emplear una emulsión modificada con polímeros. ING. CIVIL UNSAAC
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1.3.-CONTROL DE CALIDAD Los ensayos de laboratorio se realizan para medir ya sea el desempeño u otras características de composición, consistencia y estabilidad de los materiales y las mezclas. El propósito de los ensayos es proveer información para establecer los requisitos de especificación, también para controlar la calidad y uniformidad del producto durante la fabricación, construcción y uso, finalmente para predecir y controlar el manejo, el almacenamiento y las propiedades de desempeño en campo. En las Tablas 3 y 4 se presentan los ensayos con su respectiva designación para las emulsiones y para los agregados. Tabla 3. Ensayos de calidad que se realizan en emulsiones Tabla 3. Ensayos de calidad que se realizan en emulsiones TIPO DE ENSAYO
DESIGNACION AASHTO
DESIGNACION ASTM
En la emulsion selección y uso
R5
O 3625
muestras
T 40
D 140
viscosidad Saybo lt Furol a 25°c y 50°c
T 50(34-38)
D 244(34-38)
porcentaje de e stabilidad de almacenamiento en 24 h
T 50(82-88)
D 244(42-68)
porcentaje de demusibilidad e 35ml de asetil al 8% recubrimie nto y resiste ncia al agua en agregado seco
T 69(38-44)
D 244(39-44)
M 280
O 2397
T 69(74-81)
D 244(74-81)
M 280
O 2397
porcentaje de mezclado de cementante asfaltico
T 69(51-67)
D 244(51-67)
porcentaje retenido en el tamiz N° 20
T 69(58-83)
D 244(58-83)
tipo de carga electrica de la emusion
T 69(20-33)
D 244(20-33)
desseccion
D 244(11-15)
porcentaje de aceite dessado
T 69(11-15)
porcentaje de residuo
T 69(21-27)
D 244(21-27)
en el residuo de l a destilacion pene tracion a 25°c
T 49
O5
ductilidad a 25°c
T 61
O 113
porcentaje de solubilidad
T44
O 2012
Fuente: Las autoras, 2008 Tabla 4. Ensayos de calidad que se realizan en agregados TIPO DE ENSAYO
DESIGNACION AASHTO
DESIGNACION ASTM
Agregado
muestras
T2
O75
T248
O702
T27
O138
T11
O117
particulas plenas y ecogadas
-------
O4791
caras fracturadas
cuarteo a tamaño de ensayo granulometria
-------
O6821
equivalente de arena
T176
O2419
abracion de l os angeles
T86
O131
sondeos
T104
O88
Fuente. Las autoras, 2008 Con el propósito de establecer el diseño de mezcla antes de la aplicación del material y poder seleccionar los materiales apropiados y obtener una mezcla donde los agregados y la emulsión sean compatibles, se realizan directamente ING. CIVIL UNSAAC
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a los sellos de lechada asfáltica, los métodos de la Asociación Internacional de Slurry Seals (ISSA según sus siglas en inglés), que se presentan en la Tabla 5. Tabla 5. Ensayos de calidad para el diseño de mezcla de los sellos de lechada asfáltica TIPO DE ENSAYO
DESIGNACION ISSA
DESIGNACION ASTM
muestras
TB101
O3910 seccion 6.1
concordancia del slarry-seal cohesion a 30min y 60min
TB106 TB139
---------
desnudamiento por humedad
TB114
-----
perdidas por abrasion ´´pieza humeda´´ mezclas de prueba para establecer ti empos de rompimiento curado y aparienca
TB100 TB113
---------
compatibil idad Schulse Bresle r y Ruck guia para el diseño de mezcla diseño,ensayos y construccion de sl urry seal
TB144 TB111 -----
--------O3910
Fuente: Las autoras, 2008 Especificaciones para los componentes y para los sellos de lechada asfáltica Las normativas internacionales consultadas, nos brindan una primera aproximación de lo que podrían ser las especificaciones de calidad para las emulsiones (Tabla 6), agregado (Tabla 7), las granulometrías (Tabla 8 y Figura 5), para el relleno mineral (Tabla 9) y para los sellos (Tabla 10). Tabla 6. Especificaciones para emulsiones utilizadas en la construcción de Slurry Seal Emulsiones anionicas en la emulsion viscosidad Saybolt Furol a 25°c
SS-1 min
SS-1h
max 20
min 100
porcentaje de estabilidad de almacenamiento en 24 h porcentaje de mezclado de cementante asfaltico(%) porcentaje retenido en el tamiz (%)
20
min 100
1
1
20
20
0.10
destilacion porcentaje de residuo(%)
QS-1h
max
max 20
100 1 N.A
0.10
57
0.10
57
57
en el residuo de la destilacion penetracion a 25°c
100
ductilidad a 25°c porcentaje de solubilidad en triclorosilenio(%) Emulsiones cationicas en la emulsion viscosidad Saybolt Furol a 25°c
200
97.5
97.5
97.5
SS-1 min
ductilidad a 25°c porcentaje de solubilidad en triclorosilenio(%)
SS-1h
max 20
min 100
20
POSITIVA
100
min 100
POSITIVA 0.10
0.10 57 40
100 N.A
POSITIVA 20
250
max 20
1
20 57
90
QS-1h
max
1
porcentaje retenido en el tamiz (%) en el residuo de la destilacion penetracion a 25°c
40 40
porcentaje de mezclado de cementante asfaltico(%) destilacion porcentaje de residuo(%)
90
40
porcentaje de estabilidad de almacenamiento en 24 h ensayos de la carga de la particula
40
40
N.A 0.10 57
90
40
40
40
40
97.5
97.5
97.5
90
NA: No aplica Fuente: Adaptada de AASHTO M 140 ("Table 1: Requirements for emulsified asphalt") Adaptada de AASHTO M 208 ("Table 1: Requirements and typical applications for cationic emulsified asphalt") Tabla 7. Especificaciones para agregados finos, utilizados en la construcción de Slurry Seal
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1 En el estado de California el equivalente de arena está especificado dependiendo del tipo de lechada. Tipo I: 45%, Tipo II: 55% y Tipo III: 60% Fuente: Las autoras, 2008. Tabla 8. Especificaciones granulométricas para agregados según tipo de lechada asfáltica
Fuente: Recommended performance guidelines for emulsified asphalt slurry seal. 2005 Figura 5. Curvas granulométricas para los tres tipos de slurry seals
Fuente: Las autoras Tabla 9. Especificaciones granulométricas para el relleno mineral
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Fuente: Manual de la SIECA Tabla 10. Especificaciones de calidad para las mezclas de lechada asfáltica
Fuente: Recommended performance guidelines for emulsified asphalt slurry seal
1.4.-APLICACIONES: Metodología de Aplicacion Una vez preparada y antes de iniciar la extensión de la lechada, la superficie por tratar deberá ser humedecida con agua de manera uniforme en una cantidad que se fijará en acuerdo con el Interventor, a la vista del estado de la superficie y las condiciones climatológicas prevalecientes. Las proporciones de los componentes de la lechada deberán corresponder a la fórmula de trabajo aprobada. La incorporación de los ingredientes se hará de manera que la envuelta de los agregados por parte del ligante sea completa y homogénea mientras la lechada permanezca en el cajón mezclador.La lechada preparada en el cajón mezclador de la máquina pasará a través de una compuerta vertedero a la caja repartidora, la cual se encargará de distribuirla de manera uniforme sobre la superficie. El avance del equipo se hará paralelamente al eje de la carretera y su velocidad se ajustará para garantizar una aplicación correcta de la lechada y una textura uniforme. El espesor de puesta en obra de la lechada no deberá exceder el correspondiente al tamaño máximo nominal del agregado pétreo empleado en su elaboración. Estos sellos son una solución que permite alargar la vida útil de un pavimento, con una mayor eficiencia en la inversión de fondos de conservación vial. Esta alternativa, se utiliza en superficies de ruedo que no tienen un nivel avanzado de deterioro. La fatiga o deformación permanente se consideran como deterioros avanzados.
Usos:
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El uso adecuado de los “slurry seal”, permite brindar soluciones para sellar los pavimentos que presentan un estado de oxidación muy avanzado. Además, permite restaurar la textura superficial y proveerla de mayor resistencia al deslizamiento; otro uso que se le da, tiene que ver con la impermeabilización de las capas de rodadura y también se puede utilizar para corregir el desprendimiento de partículas (“raveling”)
Los sellos de lechada son aplicados para: •Sellar grietas menores. •Sellar pavimentos que se encuentran en buen estado, pero presentan cierto grado de oxidación (Figura 3.a).
•Corregir el desprendimiento de partículas (Figura 3.b).
•Restaurar la textura superficial y la resistencia al deslizamiento (Figura 3.c).
•Reducir el ruido e impermeabilizar (Figura 3.d).
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•Mejorar la superficie de ruedo cuando, por restricciones de peso, no es posible colocar capas de mayor espesor. •Mejorar el confort del usuario y la regularidad superficial de la carretera.
Casos en los que no es recomendable aplicar sellos de lechada asfáltica A nivel internacional, se ha observado que no es conveniente utilizar sellos de lechada asfáltica en vías que presenten deterioros muy avanzados, como por ejemplo: •Agrietamiento por fatiga: cuero de lagarto y rupturas en bloque (Figura 4.a).
•Descascaramiento de la superficie de ruedo (Figura 4.b)
.•Grietas transversales con desprendimiento severo en el borde(Figura 4.c).
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•Ahuellamiento severo (Figura 4.d).
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