INFLUENCIA DE LOS ASPECTOS CLIMATICOS EN EL COMPORTAMIENTO DE LA MEZCLA AFALTICA.
JOHN ALEXANDER AGUDELO MORALES ALEXANDER BELEÑO RAMIREZ
UNIVERSIDAD DE MEDELLIN FACULTAD DE INGENIERIA ESPECIALIZACION EN VIAS Y TRANSPORTE 1
MEDELLIN 2014 INFLUENCIA DE LOS ASPECTOS CLIMATICOS EN EL COMPORTAMIENTO DE LA MEZCLA AFALTICA.
JOHN ALEXANDER AGUDELO MORALES ALEXANDER BELEÑO RAMIREZ
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE ESPECIALISTA ESPECIALISTA EN VIAS Y TRANSPORTES
ASESOR DE TESIS: CESAR AUGUSTO HIDALGO MONTOYA TITULO: INGENIERO CILVIL MG EN GEOTECNIA
UNIVERSIDAD DE MEDELLIN 2
FACULTAD DE INGENIERIA ESPECIALIZACION EN VIAS Y TRANSPORTE MEDELLIN 2014
CONTENIDO
1. 1. MARCO CONCEPTUAL ................................................ ......................................................................... ......................................... ................ 10 1.1 Asfalto ................................................ ......................................................................... ................................................... ......................................... ............... 10 1.2 Mezcla Asfáltica.................................................. ............................................................................ .................................................. ........................ 10 1.3 Deformación ..................................................................... .............................................................................................. .................................... ........... 11 1.4 Fisura ................................................. .......................................................................... .................................................. ......................................... ................ 11 1.5 Ahuellamiento ..................................... .............................................................. .................................................. ......................................... ................ 11 2. MARCO TEORICO................................................ .......................................................................... .................................................. ........................ 19 2.1 MEZCLAS ASFALTICAS......................................... ......................................... Error! Bookmark not defined. 2.1.2 Por el Tamaño Máximo del Agregado Pétreo.... Error! Bookmark not defined. 2.1.3 Por la Estructura del de l Agregado Pétreo Pé treo .............. Error! Bookmark not defined. 2.1.4 Por Granulometría ............................................. ............................................. Error! Bookmark not defined. 2.2
ALFALTOS MODIFICADOS CON POLIMEROS .............................................. .............................................. 32
2.3
MEZCLAS ASFALTICAS MICROAGLOMERADAS ......................................... ......................................... 34 3
3. DEFORMACIONES PERMANENTES EN MEZCLAS ASFALTICAS ...................... 30 3.1
FISURACION.................................................................................................... 30
3.2
DEFORMACIONES PERMANENTES .............................................................. 31
4. DISEÑO METODOLOGICO ....................................... Error! Bookmark not defined. 4.1 Datos recolectados en DEVIMED............................ Error! Bookmark not defined. 4.2
Datos recolectados en IDEAM Y CORNARE ...... Error! Bookmark not defined.
4.3
Procesamiento de información recolectada .........Error! Bookmark not defined.
4.4
Desarrollo objetivo numero 3 ............................... Error! Bookmark not defined.
5. DESARROLLO METODOLOGICO ............................ Error! Bookmark not defined. 5.1 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN ...................... Error! Bookmark not defined. 5.1.1 DEFINICIÓN DEL TRÁNSITO........................... Error! Bookmark not defined. 5.2
CONDICIÓN DEL PAVIMENTO .......................... Error! Bookmark not defined.
5.2.1 INVENTARIO DE FALLOS ................................ Error! Bookmark not defined. 5.3
ZONIFICACION CLIMATICA ............................... Error! Bookmark not defined.
5.3.1
GUARNE ....................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.2
RIONEGRO................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.3
MARINILLA ................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.4
EL SANTUARIO ............................................ Error! Bookmark not defined.
5.3.5
COCORNA .................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.6
SAN LUIS ...................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3.7
PUERTO TRIUNFO ...................................... Error! Bookmark not defined.
5.4
DIAGNOSTICO FINAL ....................................... Error! Bookmark not defined.
5.4.1 RECOPILACION DE DATOS MANTENIMIENTOS CON MEZCLA ASFALTICA ................................................................................... Error! Bookmark not defined. 5.4.2 RECOPILACION DE DATOS ZONIFICACION CLIMATICA Error! not defined.
Bookmark
5.4.3 PROPUESTA TIPO DE MEZCLA A APLICAR. . Error! Bookmark not defined. 4
ANEXO A: INVENTARIO DE FALLOS ............................. Error! Bookmark not defined. ANEXO B: REGISTRO FOTOGRAFICO GEOREFERENCIACION VIA Y FALLOS Error! Bookmark not defined. ANEXO C: PLANOS CORREDOR VIAL Y ZONAS REHABILITADAS EN GOOGLE EARTH.............................................................................. Error! Bookmark not defined.
LISTA DE TABLAS
Pag
TABLA 1. APLICACIÓN DE MEZCLA ASFÁLTICA EN EL TRAMO ZAMORA – PUERTO TRIUNFO AUTOPISTA MEDELLIN - BOGOTA ERROR!
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NOT DEFINED. TABLA 2. TPD CONTABILIZADOS EN EL PEAJE DE SANTUARIO
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TABLA 4. TPD CONTABILIZADOS EN EL PEAJE PALMAS ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED. TABLA 5. TPD CONTABILIZADOS EN EL PEAJE DE PUERTO TRIUNFO
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AÑO 2001 A 2012.
TABLA 7 TPDS AÑO 2008 ESTACIONES DE CONTEO SOBRE LA AUTOPISTA MEDELLIN – BOGOTA SECTOR LAS PALMAS ERROR!
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DEFINED. TABLA 8 TPDS AÑO 2008 ESTACIONES DE CONTEO SOBRE LA AUTOPISTA MEDELLIN – BOGOTA SECTOR MARINILLA, SANTUARIO, GUARNE Y
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RIONEGRO
TABLA 9. RESULTADOS DE N PARA LOS DIFERENTES TRAMOS DE ESTUDIO
ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. TABLA 10. TABLA CLIMATICA MUNICIPIO DE GUARNE ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED. TABLA 11- TABLA CLIMATICA MUNICIPIO DE RIONEGRO ERROR!
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NOT DEFINED. TABLA 12. TABLA CLIMATICA MUNICIPIO DE MARINILLA ERROR!
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NOT DEFINED. TABLA 13. TABLA CLIMATICA MUNICIPIO DE EL SANTUARIO ERROR! BOOKMARK
NOT DEFINED. TABLA 14. TABLA CLIMATICA MUNICIPIO DE COCORNA ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED. TABLA 15. TABLA CLIMTICA MUNICIPIO DE SAN LUIS ERROR! BOOKMARK NOT
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TABLA 16. TABLA CLIMATICA MUNICIPIO DE PUERTO TRIUNFO
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BOOKMARK NOT DEFINED. TABLA 17. CARACTERISTICAS DE FALLOS, TEMPERATURA, PRECIPITACION Y DIAGNOSTICO DE FALLO EN LA AUTOPISTA MEDELLIN BOGOTA
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BOOKMARK NOT DEFINED. TABLA 18. MEDIDAS DE MITIGACION Y PROPUESTA PARA ZONAS A INTERVENIR
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LISTA DE FIGURAS
Pag
FIGURA 1 ............................................................................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
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GLOSARIO
Ahuellamiento: Deformación o depresión longitudinal que sigue la trayectoria de los vehículos, generalmente por donde pasan las llantas de estos.
Asfalto: Material derivado del petróleo, compuesto por los elementos más pesados resultantes de la refinación. Se utiliza como cementante en las mezclas asfálticas.
Mezcla Asfáltica: Es una combinación de asfalto y agregados minerales pétreos en proporciones exactas que se utiliza para construir firmes. Las proporciones relativas de estos minerales determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el rendimiento de la misma como mezcla terminada para un determinado uso
Deformación: Cambio de las condiciones iniciales de la capa de pavimento, quedando la superficie de rodadura con depresiones
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Fisura: Grietas que se dan en sentido longitudinal o transversal en la capa de pavimento
Capa de rodadura: Es la capa superior del pavimento y sobre ella circulan los vehículos durante la vida útil de ésta. Debe ser resistente a la abrasión generada por el tráfico y a la agresión del medio ambiente. Tiene la función de proteger la estructura, impermeabilizandola superficie del pavimento, debe ser suave y de superficie continua para que sea cómoda la circulación de vehículos sobre ella, y debe ser rugosa para asegurar la adherencia de los vehículos.
Pavimento de concreto asfáltico: Es aquel cuya capa de rodadura está conformada por una carpeta de concreto asfáltico. Si su espesor es considerable, esta capa se divide en dos: la base asfáltica y la rodadura, las cuales se diferencian básicamente en el tamaño del agregado con que se produce el concreto asfáltico siendo mayor el de la base que el de la rodadura.
Agregados: Material de origen pétreo compuesto por partículas menores de 3” de diámetro, de origen aluvial o por trituración de rocas, que sirve como llenante de las mezclas asfálticas. 12
INTRODUCCION
La autopista Medellín – Bogotá es una de las principales troncales viales de la nación, que conecta las dos ciudades capitales con el mayor número de habitantes del país, en donde se concentra casi el 25% de la población colombiana, siendo la ruta más corta y con mejores especificaciones para el transporte de pasajeros y el intercambio por carretera de materias primas y mercancías entre Bogotá y el interior del país, incluyendo Los Llanos, con el área metropolitana de Medellín, el oriente Antioqueño y parte del Magdalena Medio. El corredor vial de la autopista Medellín – Bogotá se viene convirtiendo adicionalmente en uno de los principales ejes del desarrollo energético y turístico del departamento y de la nación al ser la vía de acceso a sitios tan importantes, como la zona de embalses del oriente antioqueño, en donde se genera el 33 % de la energía que consume el país, las nuevas centrales y micro centrales eléctricas que se construyen en jurisdicción de los
municipios de Cocorná y San Luis y paraísos
turísticos como el parque Arvi, el cañón de Rio Claro, la Hacienda Nápoles entre otros. En este tramo específico de 50,8 km comprendido entre Zamora - santuario y 135 kilómetros comprendido entre El Santuario - Caño Alegre (puerto Triunfo) corredor 13
concesionado a Devimed S.A se presentan variedad de problemas En los Pavimentos como lo son: Ahuellamientos, Dilataciones, Piel de cocodrilo, fallos Puntuales. El concesionario Devimed S.A no brinda el interés necesario a la incidencia que tiene la temperatura sobre el comportamiento de las mezclas asfálticas. Y si a esto se agrega que la elección del asfalto para el diseño de una mezcla se basa en procedimientos de clasificación de asfaltos a partir de ensayos físicos y quimicos determinados en laboratorio y otros procesos experimentales que pretenden garantizar que la carpeta asfáltica soporte la carga de diseño; a pesar de lo anterior se genera el problema de no poder garantizar un buen desempeño de la carpeta asfáltica ante condiciones de altas temperaturas, elevadas cargas vehiculares y bajas velocidades de circulación, que son las principales causas de deterioros en los pavimentos. Lo que conlleva un deterioro prematuro de las superficies de rodadura de los pavimentos y la incursión anticipada de labores de mantenimiento, lo que genera aumentos no previstos en el presupuesto destinado al área de pavimentos; reflejados en la inversión de mantenimiento durante la vida útil de la obra. Por lo que es de gran importancia, el desarrollo de un estudio que ayude a comprender y facilitar la tarea de seleccionar un asfalto adecuado, no desde el punto de vista de sus características de clasificación, si no, en función del buen desempeño que este le otorgue a la mezcla, para resistir eficientemente las solicitaciones reales de servicio incluida la temperatura de la zona de colocacion.
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DEFINICION DEL PROBLEMA
El deterioro de la carpeta asfáltica en el corredor vial se puede dar por fallos estructurales, exceso de Emulsión, mezclas deficientes, problemas de humedad de la zona, altas temperaturas; pero en especial la variación en el clima puede ser un factor importante en el deterioro de la mezcla asfáltica. En la Autopista Medellin-Bogota se Observaron daños atribuibles al factor climático, en zonas de temperaturas altas se forman ahuellamientos y deformaciones de la carpeta, en los sectores de temperaturas bajas se presentan fisuras y grietas y en zonas húmedas se presentan piel de cocodrilo.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Evaluar el desempeño de la mezcla asfáltica ante efectos de temperatura
OBJETIVO ESPECIFICO
Evaluar los efectos de la temperatura sobre las diferentes mezclas (Punto de vista Teorico)
Caracterizar la mezcla MDC-2 en cuanto al efecto de la temperatura
Proponer especificaciones por el efecto de la temperatura sobre mezclas modificadas.
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JUSTIFICACION
Siendo la Autopista Medellín - Bogotá una de la Principales troncales del país, es prioridad del concesionario mejorar cada vez más el servicio que esta presta al usuario, basado en seguridad y comodidad del corredor vial. El tema de la seguridad en el transporte ha adquirido gran importancia en todas partes del mundo y ha despertado el 18
interés de los expertos y la preocupación de las autoridades correspondientes, por lo que Devimed S.A. apoya el desarrollo de investigaciones en el tema.
Una carpeta asfáltica en buen estado es directamente proporcinal a la seguridad vial, por lo tanto la presencia de ahuellamientos, hundimientos, piel de cocodrilo y fallos puntuales son factores o causas de accidentes. El presente documento se desarrollo, dadas las necesidades del concesionario respecto al tema y a la premisa de que en la mayoría de los casos aunque se tenga un buen diseño de estructura de pavimento, un buen diseño de mezcla asfáltica y una adecuada ejecución del proceso constructivo, se sigue teniendo un deterioro prematuro de la carpeta asfáltica; producto de la poca importancia que se le da al efecto de la temperatura sobre la mezcla asfáltica, disminuyendo el buen desempeño de esta. Esto ocasiona que en repetidas ocasiones sea necesaria la intervención, para reparar o reconstruir partes de la carpeta asfáltica ya instalada; debido a los daños que se van presentando antes del tiempo previsto. Lo que conlleva a efectos negativos para los usuarios y reducción en el índice de servicio de la via, sin mencionar el costo que representa para la concesión Devimed S.A la ejecución de las labores de reparación.
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1. MARCO TEORICO
A continuación se dan a conocer los aspectos generales de fundamentación teórica de este proyecto.
1.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO La ruta nacional 60 (transversal 60), conocida mas comúnmente como “La autopista
medellin - Bogota” inicia desde el municipio de medellin a la altura del sector de Zamora, coordenadas geográficas 6°18'34.58"N; 75°33'18.25"O y se prolonga hasta el municipio de puerto triunfo en el sector conocido como “glorieta de Caño Alegre” coordenadas geográficas 5°50'29.53"N; 74°34'29.61"O. Con una longitud aproximada de 195 kms, longitud de recorrido durante la cual presenta varaciones considerables en cuanto a climatología y topografía; pasando de una altura de 1480 msnm y temperatura de 23ºC (medellin), a una altura de 150 msnm y temperatura de 28ºC, a continuación se muestra la ubicación geográfica de la autopista Medellin – Bogota (figura 1).
Figura 1: Ubicación geográfica Autopista Medellin Bogota departamento de Antioquia
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Fuente: www.invias.gov.co; google maps
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1.2 PAVIMENTOS 1.2.1 Generalidades Sobre Pavimentos.
“Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente
horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales adecuados y apropiadamente compactados” .
Los pavimentos se dividen en rígidos y flexibles, esta es la más conocida y generalizada clasificación.
Pavimentos flexibles: Son aquellos que tienen una base flexible o semirrígida, sobre
la cual se coloca una capa de rodamiento formada por una mezcla bituminosa.
Pavimentos Rígidos: son aquellos en los cuales la capa de rodamiento está formada
por concreto hidráulico con o sin refuerzo. Llevan básicamente la misma estructura de un pavimento flexible. Además de los pavimentos anteriormente mencionados, existe un gran número de pavimentos de tipo especial como aquellos formados por adoquines, ladrillos, bloques de madera, empedrados, entre otros.
22
1.2.2 Características de las diferentes capas del pavimento. A continuación se darán a conocer las características de las capas que tiene el pavimento, teniendo en cuenta las definiciones tomadas del documento fuente; Ingeniería de Pavimentos para Carreteras. Capas que están diseñadas para aportar sus respectivas características a la estructura de pavimento:
Subbase: capa de material seleccionado que se pone encima de la sub-rasante Impide
la penetración de los materiales que constituyen la base con los de la subrasante y actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante la contaminen menoscabando su calidad. Su principal función es la económica; dado que su menor costo puede contrarrestar el costo final de la estructura porque su uso disminuye el espesor de las capas superiores las cuales deben ser de mayor calidad. Otra gran característica de la Subbase es su capacidad de drenaje y la interrupción de la ascensión capilar del agua.
Base: la principal función es la de dar resistencia a la estructura, a su vez, que
transmite los esfuerzos producidos por el tránsito a las capas inferiores. Se puede describir como una capa de material pétreo, mezcla de suelo-cemento, mezcla bituminosa, o piedra triturada que se coloca encima de la sub-base.
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1.3 El tránsito. Esta es una de las variables importantes para el diseño de pavimentos, dados los efectos que producen las cargas móviles sobre la estructura del pavimento. Son varios los factores a tener en cuenta, para el diseño, entre los cuales tenemos: características de los tipos de vehículos, la cantidad y peso de los mismos. Además este es un factor importante para determinar el daño que sufrirá el pavimento en un determinado periodo de años, lo que hace importante la buena obtención de esta variable, para así determinar el tipo de vehículo que transitará por la vía en diseño y los daños que este generará.
1.3.1 Generalidades sobre tránsito. Eje sencillo: eje en cuyos extremos lleva una o dos ruedas sencillas. Eje tándem: eje constituido por dos ejes sencillos con rueda doble en los extremos. Eje tridem: eje constituido por tres ejes sencillos con rueda doble. Volumen de tránsito: cantidad de vehículos que circulan en ambas direcciones, por
una sección de vía, durante un periodo específico de tiempo. Tránsito promedio diario: volumen de tránsito durante un periodo de tiempo, dividido por el número de días del periodo. Se denota como TPD, según el periodo utilizado para
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medir el volumen de tránsito, el TPD puede ser anual (TPDA), mensual (TPDM) o semanal (TPDS).
1.3.2 Clasificación de los vehículos. El instituto nacional de vías ha clasificado los vehículos según el número de ejes que lo componen. En la figura 2 se observa la clasificación actual utilizada por el INVIAS.
Figura 2: Clasificación de vehículos
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26
Fuente. Gevial. Estudios Técnicos para la atención de emergencias en La carretera Taraza – Caucasia. Página 23.
27
1.3.3 Determinación del tránsito promedio diario. Para obtener la información del tránsito promedio diario (TPD) en una vía, se debe realizar un aforo durante una semana, aplicando el método manual. La información obtenida se divide en 7, que son los días de la semana, obteniendo el tránsito promedio diario semanal, el cual debe discriminarse según la clasificación de los vehículos (figura 2).
1.3.4 Proyección del tránsito. Cuando se va a diseñar un pavimento no es suficiente solo conocer el tránsito inicial, si no que hacerse un estimativo del tránsito total al que estará sometida la estructura durante el lapso que se fije como periodo de diseño. El incremento se determina a partir de datos existentes y luego hacer un análisis estadístico de esta información para obtener la tasa de crecimiento. El tránsito inicial de vehículos comerciales utilizado para el diseño de un pavimento será la suma de: el normalmente existente, el atraído y el generado. Para efectos del dimensionamiento del pavimento interesa solamente el tránsito que pasa por un carril, al que se denomina carril de diseño, que es aquel por el cual se espera que circule el mayor volumen de vehículos pesados.
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1.4 El clima. Las condiciones ambientales tienen un efecto significativo en el desempeño de los pavimentos. Factores externos tales como la precipitación y temperatura juegan un rol importante en la definición del grado de impacto que el medio ambiente puede tener en el comportamiento de las estructuras de pavimento. Factores internos tales como la susceptibilidad de los materiales a la humedad, el drenaje de las capas asfálticas, la infiltración de la estructura, definen la manera en la cual el pavimento reaccionará a la aplicación de las condiciones ambientales externas. Los factores que en nuestro medio más afectan un pavimento son las lluvias y los cambios de temperatura. Las lluvias por su acción directa en la elevación del nivel freático influyen en la resistencia, la compresibilidad y los cambios volumétricos de los suelos de subrasante especialmente; y la temperatura en el caso de los pavimentos asfálticos, puede ocasionar un modificación sustancial en el módulo de elasticidad de las capas asfálticas, ocasionando en ellas y bajo condiciones especiales, deformaciones o agrietamientos, influirán el nivel de servicio de la vía.
Influencia de la temperatura. En el caso de las mezclas asfálticas la influencia es
mucho más pronunciada, el módulo de elasticidad del concreto asfáltico se incrementa a medida que la temperatura decrece. Lo que indica que a menor temperatura, se produce un incremento en la rigidez de la estructura. 29
La temperatura es considerada uno de los agentes ambientales que influyen de manera directa en el comportamiento de los pavimentos, modificando su rigidez, debido a las características termoplásticas del material que constituye las capas asfálticas de los pavimentos flexibles. A medida que aumenta la temperatura, las capas del pavimento asfáltico se vuelven menos rígidas y cuando disminuye se incrementa la rigidez de estas capas. Este efecto se aprecia en mayor grado en las capas de rodadura, generando estados tensionales de origen térmico que se superponen a los generados por la acción del tráfico, lo que trae consigo un efecto en la durabilidad de la estructura. Sin embargo, a medida que la capa de mezcla se encuentra más profunda, como es el caso de las capas de base de mezcla asfáltica, las tensiones térmicas tienen un efecto despreciable en los estados tensionales del pavimento, influyendo la temperatura prácticamente solo en la rigidez de la mezcla 1. Influencia del agua. La acción del agua tiene un especial significado por las modificaciones que produce en la humedad de las capas que componen el pavimento, lo cual se refleja en su estabilidad. El agua que ingresa a un pavimento puede provenir del nivel freático, la acción capilar, infiltración lateral,
1
Influencia de la temperatura y tipo de mezcla asfáltica en el comportamiento a fatiga de los pavimentos
flexibles, Revista de la Construcción vol.11 no.1 Santiago abr. 2012
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movimientos de vapor de agua a través de los suelos, percolación por juntas y grietas.
El control de humedad en un pavimento es sumamente difícil, lo mejor que se puede hacer es mantener el agua alejada de la estructura de pavimento en la medida de lo posible.
DEFORMACIONES PERMANENTES EN MEZCLAS ASFALTICAS
Varios factores afectan el desempeño de un pavimento incluyendo la temperatura, la tensión de carga, el envejecimiento y la humedad. La valoración del desempeño de una mezcla asfáltica d ebe ser parte primordial del diseño de manera de obtener un pavimento resistente y durable a lo largo de su vida útil. Actualmente los p avimentos son sometidos a mayores volúmenes de tránsito, mayores cargas y condiciones climáticas extremas. El diseño, caracterización y evaluación del pavimento en laboratorio se hace estudiando su comportamiento teniendo en cuenta los diferentes modos de falla. Las fallas que presenta un pavimento pueden dividirse en fisuraciones (térmica o por fatiga) y deformaciones permanentes [2].
FISURACION
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La fisuración es un fenómeno complejo que puede ser causado por varios factores. Se asocia con tensiones inducidas en el pavimento producto de las cargas de tránsito, variaciones de temperatura o una combinación de ambas. Una mezcla asfáltica, a partir de contener un ligante asfáltico, tiene un comportamiento visco elástico. Si una mezcla asfáltica es sometida a una deformación que se mantiene constante en el tiempo una tensión se induce en la misma. Dependiendo de la temperatura, esa tensión se disipará más o menos rápido. Esto se conoce como relajación. A altas temperaturas la relajación se produce en pocos minutos mientras que puede llevar horas, o incluso días, a bajas temperaturas del pavimento. La fisuración ocurre cuando la tensión inducida por las cargas de tránsito y/o variaciones térmicas excede la resistencia a tracción de la mezcla. Es te punto no se alcanza inmediatamente sino que se produce en sucesivos ciclos de carga y descarga que van consumiendo la capacidad de la mezcla de resistir las tensiones inducidas [2].
DEFORMACIONES PERMANENTES
Las deformaciones permanentes o ahuellamientos son el deterioro caracterizado por la existencia de una sección transversal de la superficie que ya no ocupa su posición original. Se llama deformación "permanente" p ues representa la acumulación de pequeñas de formaciones producidas con cada aplicación de carga que son 32
irrecuperables. En las mezclas asfálticas son uno de los modos de falla más frecuentes que se producen sobre los pavimentos y consisten en una depresión canalizada en la huella de circulación de los vehículos. Este proceso se ve favorecido por la acción combinada de elevados niveles de tránsito, tránsito pesado y /o lento y alta temperaturas. Los pavimentos asfálticos ahuellados tienen una seguridad deficiente porque los surcos que se forman retienen suficiente agua para provocar hidroplaneo o acumulación de hielo [2].
ALFALTOS MODIFICADOS CON POLIMEROS
La modificación de asfalto es una nueva técnica utilizada para el aprovechamiento efectivo de asfaltos en la pavimentación de vías. Esta técnica consiste en la adición de polímeros a los asfaltos convencionales con el fin de mejorar sus características mecánicas, es decir, su resistencia a las deformaciones por factores climatológicos y del tránsito (peso vehicular). Los objetivos que se persiguen con la modificación de los asfaltos con polímeros, es contar con ligantes más viscosos a temperaturas elevadas para reducir las deformaciones permanentes (ahuellamiento), de las mezclas que componen las capas de rodamiento, aumentando la rigidez. Por otro lado disminuir el fisura miento por efecto 33
térmico a bajas temperaturas y por fatiga, aumentando su elasticidad. Finalmente contar con un ligante de mejores características adhesivas. Propiedades de los ligantes y mezclas asfálticas Aunque en una mezcla asfáltica, el asfalto sea minoritario en proporción, sus propiedades pueden influir de manera significativa en su comportamiento. El tipo de mezcla será el que, en gran medida, determine la contribución hecha por el ligante sobre todo el conjunto. Generalmente, las propiedades de las mezclas con granulometría continua dependen del enclavamiento o trabazón de los áridos, mientras que las preparadas con altos contenidos de mortero asfáltico dependen más de la rigidez de la proporción de ligante, polvo mineral y arena. A altas temperaturas de servicio, puede que el ligante llegue a reblandecerse, facilitando la deformación de la mezcla (ahuellamiento). El riesgo de aparición de estas deformaciones es aún mayor en pavimentos sometidos a la circulación de vehículos pesados. De manera generalizada y sin tener en cuenta otros factores que pueden influir, se puede disminuir la probabilidad de aparición de estas deformaciones aumentando la rigidez del ligante mediante el empleo de un asfalto más duro.
Por otro lado a temperaturas de servicios bajas, el ligante se vuelve relativamente rígido y va perdiendo poder de resistencia a las tensiones, volviéndose frágil y siendo susceptible de figuraciones. El grado de susceptibilidad a la figuración está relacionado con la dureza del asfalto y su capacidad para absorber las solicitaciones inducidas por 34
el tráfico. Disminuyendo la dureza del asfalto, se minimizará el riesgo de fallo por fragilidad. Entonces, debido a lo dicho precedentemente a la hora de buscar comportamientos globales satisfactorios de las mezclas bituminosas, la elección del asfalto adecuado para cada tipo de mezclas se vuelve un compromiso entre ambos extremos; ahuellamiento a altas temperaturas y fisura miento por fragilidad térmica a bajas temperaturas. Donde mejorando el comportamiento a altas temperaturas, se influye negativamente en el comportamiento a bajas temperaturas [4].
MEZCLAS ASFALTICAS MICROAGLOMERADAS
La técnica de micro pavimentos (también micro aglomerados o micro surfacing) consiste, en la aplicación superficial de mezclas fluidas de pequeños espesores (3 a 20 mm) compuestas de material pétreo seleccionado, emulsiones asfálticas catiónicas de rompimiento controlado, polímeros y aditivos modificadores, mediante máquinas aplicadoras
especialmente
diseñadas
para
este
trabajo.
Todo el proceso es diseñado en el laboratorio, en forma previa y específica para cada trabajo y luego es ensayado con posterioridad a la ejecución de la obra con el fin de mantener un estricto control de calidad [1], la recuperación de pavimentos deteriorados mediante la técnica de micro pavimentos se caracteriza por tener las siguientes ventajas:
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