UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS HIDALGO.
FACULTAD DE ING. CIVIL
MATERIA: PAVIMENTOS FLEXIBLES.
PROF. JOSÉ ALBERTO TORRES GUZMAN.
EXPOSICION:
TIPOS DE CARPETAS ASFÁLTICAS; CLASIFICACIÓN Y SU USO.
ALUMNOS QUE PRECENTAN:
1- LUIS MIGUEL DIAZ CALVO.
SECCION: 06
7°SEMESTRE
MORELIA, MICHOACÁN 10 NOVIEMBRE DEL 2014.
INDICE GENERAL INDICE DE FIGURAS. I. II.
INTRODUCCIÓN. OBJETIVOS 2.1.OBJETIVO 2.1. OBJETIVO GENERAL. 2.2.OBJETIVOS 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
III. 3.1. 3.2. 3.3.
3.4.
2 3 3 4 4 7 10
3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4
11 12 12 12
macadam asfaltico. tratamientos superficiales. mezclas en el lugar. mezclas en planta.
TENDIDO DE LA CARPETA ASFÁLTICA.
CARACTERÍSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LA CARPETA.
3.5.1. Densidad de la mezcla asfáltica. 3.5.2. Vacíos Vacío s de aire o simplemente simplemen te vacíos. 3.5.3. Vacíos en el agregado mineral. 3.5.4. Contenido de asfalto. 3.6.
1
RESULTADOS. CARPETAS ASFÁLTICA. CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES PETREOS. DIFERENTES TIPOS DE CARPETAS ASFÁLTICAS.
3.4.1. transporte de la mezcla asfáltica. 3.4.2. preparación de la base. 3.4.3. Colocación de la carpeta asfáltica. 3.4.4. Compactación de la carpeta asfáltica. 3.5.
PAG.
15
15 16 17 18 19
19 19 19 20
PROPIEDADES CONSIDERADAS EN EL DISEÑO DE UNA MEZCLA ASFÁLTICA.
21
3.6.1. Estabilidad de un pavimento. 3.6.2. Durabilidad de un pavimento. 3.6.3. Impermeabilidad de un pavimento. 3.6.4. Trabajabilidad de un pavimento. 3.6.5. Flexibilidad de un pavimento. 3.6.6. Resistencia a la fatiga de un pavimento. 3.6.7. Resistencia al deslizamiento de un pavimento.
21 21 23 23 24 24 24
3.7. IV.
PROTOCOLO AMAAC. CONCLUSION.
25 26
ÍNDICE DE FIGURAS.
Detallado del pavimento por parte de la cuadrilla de rastrilleros.
FIGURA 1.
FIGURA 2.
FIGURAN 3.
FIGURA 4.
Pág.
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Motoconformadora mezclando el material pétreo.
13
Planta de mezclado de mezclas asfálticas de cuatro tolvas.
14
Llenado del camión de mezcla asfáltica por medio de una planta de
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asfaltos.
Riego de cemento asfaltico para adherir la carpeta c on la base.
FIGURA 5.
16
FIGURA 6.
Colocación de la carpeta asfáltica mediante la maquina pavimentadora. 17
FIGURA 7.
Compactación de la carpeta asfáltica.
18
FIGURA 8.
Pavimento con una buena estabilidad.
21
FIGURA 9.
Durabilidad de un pavimento asfaltico.
22
FIGURA 10.
Deslizamiento en un pavimento.
1
24
I.
INTRODUCCION.
Un factor que debe ser tomado en cuenta al considerar el comportamiento de la mezcla asfáltica, es el de las proporciones volumétricas del asfalto y de los componentes del agregado, o más simplemente, parámetros volumétricos de la mezcla asfáltica. Al respecto, las propiedades volumétricas de la mezcla asfáltica compactada son los vacíos de aire (Va); vacíos en el agregado mineral (VMA); vacíos llenados con asfalto (VFA); y contenido de asfalto efectivo (Pbe). Son los que proporcionan una indicación del probable funcionamiento de la mezcla asfáltica. Con el desarrollo de la metodología Superpave y la aparición del compactador giratorio, la práctica actual de diseño de mezclas asfálticas en caliente (HMA) se encuentra en una etapa de redefinición, de ahí la importancia de la comparación contra el método Marshall, que ha sido el más utilizado para el diseño de mezclas asfálticas en México.
En las mezclas asfálticas, es de gran importancia conocer la cantidad de asfalto por emplearse, debiéndose buscar un contenido óptimo; ya que en una mezcla este elemento forma una membrana alrededor de las partículas de un espesor tal que sea suficiente para resistir los efectos del tránsito y de la intemperie, pero no debe resultar muy gruesa ya que además de resultar antieconómica puede provocar una pérdida de la estabilidad en la carpeta, además este exceso de asfalto puede hacer resbalosa la superficie, para calcular este óptimo se tienen las pruebas de compresión simple para mezclas en frío, la prueba Marshall para muestras en caliente y la prueba de Hveem.
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II.
OBJETIVOS.
2.1. OBJETIVO GENERAL .
Es conocer todas las partes que conforman un pavimento asfaltico, y sus pasos que se emplean desde, que se transporta de la planta hasta su colocación en el lugar. Ver cada uno de los procedimientos que se necesitan hacer antes de colocar la muestra como ver su compactado que sea uniforme.
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
-
Ver cuáles son los procedimientos que se deben de realizar antes de colocar la carpeta asfáltica.
-
Observar la como avanza el procedimiento del colocado de la carpeta asfáltica.
-
Observar en los diferentes procesos que se llevan a cabo para colocar una buena carpeta con un acabado bueno.
-
Observar cada una de las partes que la conforman la carpeta, ver el proceso del compactado y ver que se aplique todas las normas adecuadas para la colocación de dicha carpeta
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III.
RESULTADOS
3.1.
CARPETAS ASFÁLTICAS.
La carpeta asfáltica es la parte superior del pavimento flexible que proporciona la superficie de rodamiento, es elaborada con material pétreo seleccionado y un producto asfáltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir, las principales características que debe cumplir el pétreo son las siguientes:
1.- un diámetro menor de una pulgada y tener una granulometría adecuada.
2. _ deberá tener cierta dureza para la cual se le efectuaran los de desgastes de los ángeles, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad.
3. _ la forma de la partícula deberá ser lo más cubica posible, recomendamos no usar material en forma de laja o aguja pues se rompen con facilidad alterando la granulometría y pudiendo provocar fallas en la carpeta, se efectuaran pruebas de equivalente de arena ya que los materiales es fino en determinados porcentajes no resultan adecuados. En las mezclas asfálticas, es de gran importancia conocer la cantidad de asfalto por emplearse, debiéndose buscar un contenido óptimo; ya que en una mezcla este elemento forma una membrana alrededor de las partículas de un espesor tal que sea suficiente para resistir los efectos del tránsito y de la intemperie, pero no debe resultar muy gruesa ya que además de resultar antieconómica puede provocar una pérdida de la estabilidad en la carpeta, además este exceso de asfalto puede hacer resbalosa la superficie, para calcula reste óptimo se tienen las pruebas de compresión simple para mezclas en frío, la prueba Marshall para muestras en caliente y la prueba de Hveem. Para conocer la adherencia entre el pétreo y el asfalto se pueden utilizar pruebas de desprendimiento por fricción, pérdida de estabilidad o bien, cubrimiento por el método inglés; en caso de que las características del pétreo no sean aceptables, se pueden lavar o bien usar un estabilizante para cambiar la tensión superficial de los poros.
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El tipo y espesor de una carpeta asfáltica se elige de acuerdo con el tránsito que va a transitar por ese camino, tomando en cuenta el siguiente criterio.
Intensidad del tránsito pesado Tipo de carpeta en un solo sentido. Mayor de 2000 vehículos/día 1000 a 2000 500 a 1000 Menos de 500
Mezcla en planta de 7.5cm de espesor mínimo. Mezcla en planta con un espesor mínimo de 5cm. Mezcla en el lugar o planta de 5cm como mínimo. Tratamiento superficial simple o múltiple.
E.P.12 CARPETA ASFÁLTICA EN CALIENTE EN BACHEO DE CALZADA EN PIV, P.U.O.T EJECUCIÓN.- Esta Especificación contiene los aspectos por considerar para el reencarpetamiento, considerando un fresado de 6 cm y colocación de carpeta asfáltica del mismo espesor. Se efectuara conforme a lo establecido al respecto en la norma N.CSV.CAR.3.02.006/03. Y N.CTR.CAR.1.04.006/06. Para el fresado y la colocación de las carpetas asfálticas con mezcla en caliente en tramos en operación, se efectuará en los horarios dentro de los cuales la afectación al tránsito sea mínima. Los horarios de trabajo serán los establecidos en las bases de licitación o los aprobados por la Dependencia. MEDICION.- Se hará conforme a lo establecido al respecto en la norma N.CSV.CAR.3.02.006/03. Y N.CTR.CAR.1.04.006/06. Para el fresado y la colocación de las carpetas asfálticas con mezcla en caliente con unidad el metro cubico m3, se considerará lo señalado en la Cláusula D. de la Norma N•LEG•3, Ejecución de Obras.
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E.P.15 RENIVELACIÓN CON CARPETA ASFÁLTICA EN CAL IENTE EN ACCESOS. P.U.O.T. EJECUCIÓN.- Esta Especificación contiene los aspectos por considerar para la Re nivelación, con carpeta asfáltica. Se efectuara conforme a lo establecido al respecto en la norma N•CTR•CAR•1•04•005Se efectuara conforme a lo establecido al respecto en la norma N.CTR.CAR.1.04.006/06.
Para el fresado y la colocación de las carpetas asfálticas con mezcla en caliente se considerará lo señalado en la Cláusula D. de la Norma N•LEG•3, Ejecución de Obras. En tramos en operación, se efectuará en los horarios dentro de los cuales la afectación al tránsito sea mínima. Los horarios de trabajo serán los establecidos en las bases de licitación o los aprobados por la Dependencia. EP 04.- CEMENTO ASFALTICO AC-20 EN CARPETAS ASFALTICAS DE MEZCLA EN CALIENTE, PARA CARPETA ASFÁL TICA DE 4 CM DE ESPESOR, P.U.O.T.
EJECUCIÓN.- Se empleará cemento asfáltico AC-20 en mezcla asfáltica que se elaboren, debiendo cumplir con las especificaciones siguientes:
Características
Especificación
Penetración, 100 gr. 5 seg. 25°C grados
60-80
Viscosidad Saybolt Furol a 135°C, 5 seg.
120 min.
Punto de inflamación, Copa abierta Cleveland, °C.
232 min.
Punto de reblandecimiento, °C
48-56
Solubilidad en tricloroetileno por ciento
99.0 min.
Prueba de la película delgada, 50 cm2 ·
Penetración retenida, por ciento
54 min.
·
Pérdida por calentamiento, por ciento
0.5 máx.
·
Ductilidad, 25°C, 5 cm/min, cm
50 min.
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Centro proveedor de productos asfálticos.- El suministro de los productos asfálticos, podrá hacerse de manera indistinta de cualquiera de las refinerías que produzcan ese tipo de cemento asfáltico, siempre y cuando cumplan con las especificaciones marcadas.
En cuanto a las emulsiones de rompimiento rápido, éstas provendrán de alguna planta cuya calidad sea reconocida. EP 05.- CARPETA ASFALTICA DE 3.5 CM DE ESPESOR SEGÚN SU TIPO, DEL BANCO QUE ELIJA EL CONTRATISTA INCLUYENDO ACARREOS, ELABORADA EN CALIENTE, CON MATERIAL PETREO DE TAMAÑO MAXIMO DE 19 MILIMETROS, COMPACTADA AL 95 % DEL PVSM MARSHALL, SIN INCLUIR EL CEMENTO ASFÁLTICO, P.U.O.T.
EJECUCIÓN.- En la construcción de la carpeta se empleará mezcla asfáltica elaborada en planta y colocada en caliente, a fin de lograr una superficie y bombeo uniforme. Para la construcción de la carpeta, los materiales deberán cumplir con las siguientes normas de calidad:
El material pétreo deberá ser una mezcla de grava y arena con un máximo de nueve (9) por ciento pasado la malla Núm. 200 y con un tamaño máximo nominal de partículas de diecinueve (19) milímetros, debiendo separarse en fracciones de diecinueve (19) milímetros a la malla Núm. 4 a finos.
3.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES PÉTREOS. El material pétreo deberá cumplir con las normas de la normatividad S.C.T. En cuanto a calidad de los materiales se deberá cumplir con:
Desgaste los Ángeles
35% Máximo
Equivalente de arena
55 Mínimo
Partículas lajeadas o alargadas
40% Máximo
Densidad
2.4 Min.
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La curva granulométrica de la mezcla de agregados deberá quedar comprendida dentro de los Límites que se indican en la Norma N-CMT-4-04/06:
Denominación pasa
% que la malla
¾”
100
½”
90-100
3/8”
72-92
¼”
66-81
Núm. 4
59-74
Núm. 10
41-55
Núm. 20
28-42
Núm. 40
20-32
Núm. 60
15-25
Núm. 100
11-18
Núm. 200
6-9
La forma de las partículas, el equivalente de arena y el desgaste de los agregados pétreos deberán cumplir con los siguientes requisitos:
TIPO DE ENSAYE
NORMA
-Índice de Lajeo máximo
40%,
-Equivalente de arena mínimo
55%,
-Desgaste “Los Ángeles” máximo
35%,
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Cuando la muestra sea heterogénea y se tengan dudas de su calidad, la SECRETARÍA podrá ordenar que se efectúen pruebas de desgaste de Los Ángeles, separando el material sano del material alterado o de diferente origen, así como pruebas en la muestra constituida por ambos materiales, en la que estén representada en la misma proporción en que se encuentren en el banco o en la que vayan a ser utilizadas. En ninguno de los casos mencionados se deberán tener desgastes mayores de treinta y cinco (35) por ciento.
En el caso de que se tengan dudas acerca de la calidad de los materiales pétreos, a juicio de la SECRETARÍA, se llevará a cabo la determinación de la pérdida por intemperismo acelerado de los agregados, la cual no deberá ser mayor de doce (12) por ciento, en el entendido que esta característica no excluye las mencionadas anteriores.
La afinidad del material pétreo con el asfalto deberán satisfacer al menos dos (2) de los siguientes requisitos:
TIPO DE ENSAYE
NORMA
-Desprendimiento por fricción
25%, máximo
-Cubrimiento con asfalto por el método inglés:
90%, máximo
-Pérdida de estabilidad por inmersión en agua:
15%, máximo
CARACTER STICA
NORMA
Estabilidad, kilogramos
817 mínimo
Flujo, milímetros
2 a 3.5
Vacíos en la mezcla
3 a 5%
Vacíos en el agregado Mineral (VAM)
14% mínimo
Grado de compactación Respecto al DTVM Marshall
95% mínimo
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3.3.
DIFERENTES TIPOS DE CARPETAS ASFÁLTICAS.
Básicamente se pueden distinguir los siguientes tipos de pavimentos · · ·
Pavimentos flexibles Pavimentos rígidos Pavimentos semirrígidos
Dentro de los pavimentos flexibles se pueden distinguir los siguientes sub-tipos:
· · · ·
Convencionales de base granular. Deep-Strength de base asphaltic. Pavimentos full-depth. Pavimentos con tratamiento superficial (pueden ser semirrígidos también).
Figura 1. Detallado del pavimento por parte de la cuadrilla de rastrilleros.
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La capa de rodadura siguientes funciones:
o revestimiento asfáltico tiene las
Impermeabilizar el pavimento, para que las capas subyacentes puedan mantener su capacidad de soporte. Proveer una superficie resistente al deslizamiento, incluso en una pista húmeda. Reducir las tensiones verticales que la carga por eje ejerce sobre la capa base, para poder controlar la acumulación de deformaciones plásticas en dicha capa. La capa base tiene las siguientes funciones: Reducir las tensiones verticales que las cargas por eje ejercen sobre las capas sub-base y suelo natural. Reducir las deformaciones de tracción que las cargas por eje ejercen a la capa de revestimiento asfáltico. Permitir el drenaje del agua que se infiltra en el pavimento, a través de drenajes laterales longitudinales. La capa sub-base está constituida por un material de capacidad de soporte superior a la del suelo compactado y se utiliza para permitir la reducción del espesor de la capa base. La capa de suelo reforzado, puede estar presente en una estructura de pavimento, para poder reducir el espesor de la capa sub-base. El suelo compactado, es el mismo suelo del terraplén, que esta escarificado y compactado una cierta profundidad dependiendo de su naturaleza o de las especificaciones del proyecto.
3.3.1.
Macadam asfaltico:
carpeta asfáltica que consiste de capas sucesivas de piedras progresivamente pequeñas de abajo hacia arriba, limpias y angulosas. Cada capa se extiende y se acuña mediante la compactación por vibración de lo cual después se baña con producto asfaltico.
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3.3.2.
Tratamientos superficiales simples.
Sobre la base de pavimento ya conformada, compactada, impregnada y seca se da un riego de producto asfaltico del tipo FR-3 a razón de 1.5 a dos litros por metro cuadrado e inmediatamente se cubre con material pétreo número 3-A (clasificado entre las mallas 3/8” ).
Tratamientos superficial doble. Sobre la capa de pavimento ya conformada, compactada, impregnada y seca se da un riego de producto asfaltico del tipo FR-3 a razón de dos litros por metro cuadrado e inmediatamente se cubre con material pétreo numero dos (clasificado entre las mallas de 1/2” y ¼”).
Tratamiento superficial triple. La carpeta asfáltica formada por tres riegos se construye de la siguiente manera: Sobre la base de pavimento conformada, compactada, impregnada se seca y se le da un riego de producto asfaltico del tipo FR-3 a razón de 2.5 litros por metro cuadrado e inmediatamente se cubre con material pétreo número 1 (clasificados entre las mallas número 1” y 2/2”).
3.3.3.
Mezcla en el lugar.
La mezcla asfáltica en el lugar o en el camino se lleva acabo revolviendo los agregados pétreos con el producto asfaltico mediante el uso de moto conformadoras o empleando mezcladoras ambulantes el procedimiento a seguir es el siguiente: Estando la base conformada, compactada, impregnada y seca, se acordonara el material pétreo (que con anterioridad haya sido aprobado por un laboratorio por cumplir con las especificaciones de desgaste, granulometría, adherencia). Y después se extenderá en una capa uniforme a lo largo del camino y se darán riegos sucesivos de productos asfalticos a razón de 3 a 4 litros.
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Hasta completar la cantidad como óptima por medio de pruebas de laboratorio. Se puede agregar al asfalto un aditivo a razón de 0.5 al millar para darle trabajabilidad a una temperatura baja de mezcla (10ºc). Después de cada riego sobre el producto asfaltico sobre el material pétreo, se procederá a voltear este con la motoconformadora con el objeto de que se mezcle bien el producto asfaltico con el material pétreo.
Figura 2. Motoconformadora mezclando el material pétreo.
Terminada la carpeta asfáltica, si su índice de permeabilidad es mayor de 10, debe de dársele un riego de sello. El riego de sello consiste en darle a la carpeta asfáltica un riego de RF-3 a razón de 1 litro por metro cuadrado y cubrirlo inmediatamente con material pétreo 3B (clasificado entre las mallas de ¼” y 8) el cual se plancha con una plancha liviana.
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3.3.4.
Mezclado en planta.
Los procedimientos específicos que se describen aquí tienen el propósito principal de ser aplicables a la construcción de carpetas. Los pasos fundamentales en la construcción de una carpeta asfáltica de alta calidad, se pueden ligar como sigue: 12345-
preparación de la mezcla. Preparación de la base o de la capa niveladora. Transporte y tendido de la mezcla para carpeta. Juntas. Compactación y acabado final.
Las plantas dosificadoras que son típicas en la preparación de mezclas para carpetas asfálticas de alta calidad, pueden ser de tipo continuo o de mezclas por peso.
Figura 3. Planta de mezclado de mezclas asfálticas de cuatro tolvas.
La unidad de graduación mostrada es un elemento de cuatro tolvas, dispuestas para cuatro tamaños de agregado. Este es un tipo más viejo de una planta continua que utiliza un molino mezclador como el paso final en el proceso de mezclado.
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TENDIDO DE LA CARPETA ASFÁLTICA. Transporte de la carpeta asfáltica. 3.4.1. 3.4.
La mezcla asfáltica se descarga de la planta hacia los camiones (volteos). Para que la planta pueda vaciar la mezcla hacia los camiones primero hay que asegurarse que el camión este limpio. El cual se le debe de dar una limpiada en la plataforma para que no contenga ningún materia que pueda dañar el asfalto, como polvo fino o pedazos de madera y después de eso se le debe rociar una pequeña película de agua de cal o de jabón esta con la finalidad para que la mezcla no se pegue a la hora del vaciado.
Figura 4. Llenado del camión de mezcla asfáltica por medio de una planta de asfaltos .
Una vez realizado la limpia del camión se procede a su llenado de mezcla asfáltica, luego para su trasporte se le debe colocar una lona por encima de la mezcla para que esta no se en fríe con la presencia de aire del tiempo. La lona le sirve como un aislamiento térmico para que llegue a la obra con la temperatura recomendada para tirar la carpeta asfáltica.
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3.4.2.
Preparación de la base.
Es muy frecuente que la colocación de la carpeta asfáltica se realice sobre una base nueva o una ya existente, donde se requiere muy poca preparación, antes de iniciar el tendido de la carpeta, bueno cuando tenemos una base nueva antes de colocar la carpeta asfáltica se debe realizar una barrida para eliminar el polvo suelto que se encuentre por en sima de la base, así como hojas las cuales son arrastradas por el aire. Y cuando tenemos una carpeta ya existente de vemos ver si esa se puede arreglar por medio de la colocación de parches, esto es para tener una capa plana y lo podamos utilizar como base. Una vez hecho todo esto procedemos a tirar un riego con cemento asfaltico esto es con la finalidad de que la carpeta tenga adherencia con la base.
Figura 5. Riego de cemento asfaltico para adherir la carpeta con la base.
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3.4.3.
Colocación de la carpeta asfáltica.
Para la colocación de la carpeta asfáltica solo se permite si la base esta seca y bajo condiciones de tiempo favorable. Por lo regular, la colocación de mezclas en calientes se suspenden cuando la temperatura del aire llega a menos 5ºc. Las capas de la base, las niveladoras y la carpeta se colocan y se compactan en operaciones separadas. El tendido de la carpeta se realiza con máquinas pavimentadoras (finisher). En general estas máquinas procesan un carril a la vez y deben ser capaces de producir una superficie lisa que tenga la elevación, rasante y corte transversal deseados, también hay que tener un control con el tiempo en que deben llegar los camiones a la obra con mezcla asfáltica esto se hace para no tenerlos parados donde la mezcla se pueda enfriar más debajo de su temperatura que se debe colocar.
Figura 6. Colocación de la carpeta asfáltica mediante la maquina pavimentadora.
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3.4.4.
Compactación de la carpeta asfáltica.
Una vez que ya se realizó el tendido de la carpeta asfáltica y acabado, y mientras la mezcla se encuentre caliente se procede a iniciar la compactación de la carpeta. La compactación se puede llevar acabo con aplanadoras de rodillo de acero o de compactadores de neumáticos o una combinación de ambas. Las aplanadoras de rodillo de acero pueden ser de tres tipos que son: De tres rodillos con un peso de 10 a 12 toneladas, de dos ejes en tándem de un peso de 8 a 12 toneladas, y de tres ejes en tándem de un peso de 12 a 18 toneladas. Hoy en día las aplanadoras de neumáticos son las más populares para realizar el compactado de una carpeta asfáltica, esto porque dan una carpeta mejor unida por el “amasado” de las partículas de agregado logrando una densidad más uniforme.
Figura 7. Compactación de la carpeta asfáltica.
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3.5. CARACTERÍSTICAS CARPETA.
3.5.1.
Y
COMPORTAMIENTO
DE
LA
Densidad de la mezcla.
La densidad de compactación de la muestra individual, de la superficie y Binder(capa intermedia), deberá ser mayor o igual a 97% de la densidad Marshall. En caso de incumplimiento de la condición, se aplicará la siguiente tabla de multas, lo que será sobre el valor de la carpeta asfáltica afectada.
3.5.2.
Vacíos de aire o simplemente vacíos.
Los vacíos en el agregado mineral, VMA, se definen como el vacío intergranular entre las partículas del agregado en una mezcla asfáltica compactada, que incluye los vacíos de aire y el contenido de asfalto efectivo, expresado como un porcentaje del volumen total. El VMA puede calcularse sobre la base de la gravedad específica neta del agregado y expresado como un porcentaje del
3.5.3.
Vacíos en el agregado mineral.
Los vacíos pueden incrementarse en diferentes formas. Como un acercamiento general para lograr vacíos altos en el agregado mineral (en consecuencia proveer de suficientes espacios, para una adecuada cantidad de asfalto y vacíos de aire), la graduación del agregado debe ajustarse mediante la adición de más agregado grueso o fino. Si el contenido de asfalto es más alto de lo normal y el exceso no es necesario para remplazar el absorbido por el agregado, entonces el contenido de asfalto deberá reducirse a fin de incrementar el porcentaje de vacíos, proveyendo un adecuado VMA. Se deberá recordar que disminuir el porcentaje de asfalto podrá tender a bajar la durabilidad del pavimento. Demasiada reducción en el contenido de asfalto puede ocasionar fracturación, oxidación acelerada e incremento de la permeabilidad. Si los ajustes anteriores no producen una mezcla estable, el agregado tendrá que cambiarse.
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Es también posible mejorar la estabilidad e incrementar el contenido de vacíos en el agregado de la mezcla, mediante el incremento del agregado grueso o reducción de la cantidad de material que pasa la malla No. 200. Con la incorporación de arena procesada, el contenido de vacíos puede mejorarse sin sacrificar la estabilidad de la mezcla.
Vacíos en el agregado mineral, VMA.– Volumen de espacio vacío intergranular entre las partículas del agregado de una mezcla asfáltica compactada, que incluye los vacíos de aire y el contenido de asfalto efectivo, expresado como un porcentaje del volumen total de la muestra Figura 3.2. Contenido de asfalto efectivo, P be. – Contenido de asfalto total de una mezcla asfáltica menos la proporción de asfalto absorbido en las partículas del agregado.
3.5.4.
Contenido de asfalto.
El contenido de asfalto efectivo, Pbe, de una mezcla de pavimento es el volumen total de asfalto, menos la cantidad de asfalto perdido por absorción dentro de las partículas del agregado. Es la porción del contenido total de asfalto que se queda como una capa en el exterior de la partícula del agregado y es el contenido de asfalto que gobierna el desempeño de una mezcla asfáltica. La fórmula es:
Dónde: P be = contenido de asfalto efectivo, porcentaje de la masa total de la mezcla P b = contenido de asfalto, porcentaje de la masa total de la mezcla P
ba
= asfalto absorbido, porcentaje de la masa del agregado
P s = contendido de agregado, porcentaje total de la masa de la mezcla
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3.6. P R O P I ED A D ES
CO N S I D E RA D A S
EN
EL
D I S EÑ O
DE
M EZ C L A S A S F Á L T I CA S .
3.6.1.
Estabilidad en una carpeta asfáltica.
La estabilidad de un asfalto es su capacidad para resistir desplazamientos y deformación bajo las cargas de tránsito. Un pavimento estable es capaz de mantener su forma y lisura baja cargas repetidas; un pavimento inestable desarrolla ahuellamientos y ondulaciones y otras señas que indican cambios en la mezcla.
Figura 8. Pavimento con una buena estabilidad.
3.6.2.
Durabilidad de un pavimento.
La durabilidad de un pavimento asfaltico es su habilidad para resistir factores tales como la desintegración del agregado, cambios en las propiedades del asfalto (polimerización y oxidación), y separación de las películas de asfalto. Estos factores pueden ser el resultado de la acción del clima, transito o una combinación de ambos.
Generalmente la durabilidad de una mezcla puede ser mejorada de tres formas estas son: usando la mayor cantidad de asfalto, usando una graduación densa de los agregados resistentes a la separación y
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diseñando y compactando la mezcla para obtener la máxima impermeabilidad.
La mayor cantidad de asfalto aumenta la durabilidad porque las películas gruesas de asfalto no se envejecen o endurecen tan rápido como lo hacen las películas delgadas. En consecuencia el asfalto retiene, por más tiempo, sus características originales. Además, el máximo contenido de asfalto posible sella eficazmente un gran porcentaje de vacíos interconectados en el pavimento, haciendo difícil la penetración del aire y el agua. Una graduación densa de agregado firme, duro, y resistente a la separación, contribuye, de tres maneras, a la durabilidad del pavimento. Una graduación densa proporciona un contacto más cercano entre las partículas del agregado.
Figura 9. Durabilidad de un pavimento asfaltico.
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3.6.3.
Impermeabilidad.
La impermeabilidad de un pavimento asfaltico es la resistencia que tiene de no dejar pasar el agua y el aire su interior. Esta característica esta vasado con el contenido de vacíos de la mezcla compactada.
3.6.4.
Trabajabilidad.
Esta estas descrita por la facilidad con que una mezcla de pavimentación puede ser colocada y compactada. Las mezclas que poseen mala trabajabilidad son muy difíciles de colocar y compactar. La trabajabilidad puede ser mejorada modificando los parámetros de diseño de la mezcla, el tamaño del agregado y la granulometría.
3.6.5.
Flexibilidad.
Es la capacidad de un pavimento asfaltico para acomodarse, sin que se agriete a movimientos graduales de la subrasante. La flexibilidad es una característica deseable en todo pavimento asfaltico debido a que virtualmente todas las subrasantes se asientan bajo cargas o se expanden por expansión del suelo.
3.6.6.
Resistencia a la fatiga.
Es la resistencia a flexión repetida bajo las cargas de tránsito. Se ha demostrado, por medio de la investigación que los vacíos y la viscosidad del asfalto tiene un efecto considerable sobre el efecto de la fatiga. A medida que el porcentaje de vacíos aumenta, ya sea por diseño o por mala compactación la fatiga del pavimento disminuye.
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3.6.7.
Resistencia al deslizamiento.
Es la habilidad de una superficie de pavimento de minimizar el deslizamiento o resbalamiento de las ruedas de los vehículos.
Figura 9. Deslizamiento en un pavimento.
3.7.
RIEGO DE LIGA
EJECUCIÓN.- La ejecución del Riego de Liga se ajustará, en lo que no contradiga a la presente especificación particular, a la Norma SCT: N.CTR.CAR.1.04.005/00.
El riego de liga se aplicará con emulsión asfáltica de rompimiento rápido SR-60 a razón de cero punto siete litros por metro cuadrado (0.7 lt/m2). El contratista deberá proporcionar datos sobre la planta de emulsiones que le suministre el producto y garantizará su calidad cumpliendo con las siguientes especificaciones: EMULSION CATIONICA DE ROMPIMIENTO RAPIDO SR-60 CEMENTO ASFALTICO (% PESO) 60.0 MINIMO
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VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL A CADA 50 °C (SEG) 40.0 MINIMO ASENTAMIENTO A 5 DIAS (% PESO) 5.0 MAXIMO RETENIDO EN MALLA No. 20 (% PESO) 0.10 MAXIMO
3.8. NORMAS PARA CARPETAS ASFÁLTICAS.
NORMAS
DESIGNACIÓN
Carpetas asfálticas con mezcla en caliente
N·CTR·CAR·1·04·006 N·CTR·CAR·1·04·005
Riegos de liga N·CTR·CAR·1·04·004 Riegos de impregnación N·CTR·CAR·1·04·002 Subbases y bases N·CSV·CAR·5·02·001 Prácticas Ambientales durante la Conservación Periódica de las Obras Materiales Pétreos para
NCMT404
Carpetas y Mezclas Asfálticas Calidad de Materiales Asfálticos Calidad de Mezclas Asfálticas para Carreteras Bancos
N·CMT·4·05·001 N·CMT·4·05·003 N-CTR-CAR-1-01-008 N-CTR-CAR-1-01-010
Rellenos Vialetas y botones
N-CTR-CAR-1-07-004 N-CTR-CAR-1-07-016
Señalamiento y dispositivo para protección en obra N-CSV-CAR-2-02-001 Limpieza de la superficie de rodamiento N-CSV-CAR-2-02-003
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Bacheo Superficial aislado N-CSV-CAR-2-02-004 Bacheo profundo aislado N-CAL-1-01 Ejecución de control de calidad durante la construcción Aprobación de laboratorios
N-CAL.2.05.001/
3.9. PROTOCOLO AMAAC. En las páginas subsecuentes, se presentan los principales aspectos que se deben cuidar durante los procesos de diseño y construcción de mezclas asfálticas en frío, para que los proyectos se apeguen a los criterios de las prácticas recomendadas en el protocolo AMAAC y las mezclas presenten el desempeño esperado, cuando son diseñadas y construidas bajo este protocolo. Así mismo, para obtener un correcto funcionamiento de la capa estructural de la mezcla en frío de granulometría densa, se debe considerar lo siguiente: Contar con un diseño estructural adecuado, de acuerdo a la calidad delos materiales y en base al tránsito y tasa de crecimiento esperado durante su vida útil.
Se requiere realizar el diseño de la mezcla previo al inicio de los trabajos. En esta etapa se define el tipo y cantidad de emulsión asfáltica y sí se requiere del filler como cemento o cal, humedad requerida durante el mezclado y compactación y RAP (mezcla asfáltica reciclada) si es el caso.
Las diferentes capas de la estructura deben cumplir con los requerimientos estructurales particulares del proyecto. Asegurar una adecuado procedimiento constructivo, incluyendo una correcta compactación de las capas, es crítico para obtener un buen desempeño y prevenir asentamientos y otro tipo de fallas posteriores.
El protocolo AMAAC establece que la mezcla asfáltica deberá cumplir los requisitos de calidad indicados en la tabla 8, El contenido de asfalto óptimo será el necesario para obtener un porcentaje de vacíos de aire (Va) en la mezcla de 4 a 10 %, cumpliéndose además los requerimientos en pruebas de desempeño
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