CONTROL DE CALIDAD DE LA MEZCLA ASFALTICA EN LA CONSTRUCCIN DE LA SEGUNDA CALZADA DE LA AUTOPISTA DEL SOL.

TRAMOIII: PIURA - SULLANA

La carretera Piura Sullana tiene 27.9 km de longitud y se ha dividido en 2 partes:

Sector I: Desvo a Paita Peaje(km 1004+300 km 1018+400)Sector II: Peaje Sullana(km 1017+900 km 1032+200)

UBICACIN DEL PROYECTO DE LA AUTOPISTA DEL SOL

TRAMO PIURA SULLANA(TC9) EVITAMIENTO PIURA(EV-9)

UBICACIN DEL TRAMO PIURA - SULLANA

Seccin transversal tpicaEstructura del pavimento

FASES DE LA CONSTRUCCIN DE LA SEGUNDA CALZADATRAZO Y REPLANTEODESBROCE Y LIMPIEZACONFORMACIN DEL TERRENO NATURALCORTES Y RELLENOS HASTA NIVEL DE SUBRASANTESUB BASE GRANULARBASE GRANULARCARPETA ASFLTICASEALIZACIN

CONSTRUCCIN DE LA CARPETA ASFLTICA Por qu preocuparse por la carpeta asfltica?

Representa el 25% de presupuesto de obra.Los costos de mantenimiento dependen mucho de su calidad inicial.Afecta el confort de los usuarios y costos de operacin.Influye sobre los accidentes de trnsito.

FASES EN CONSTRUCCIN DE CARPETA ASFLTICA:

Fabricacin Colocacin

Fabricacin de la mezcla asfltica en caliente1.- DISEO DE LA MEZCLA ASFLTICA EN CALIENTE

Seleccin y validacin de los agregados ptreos.Seleccin del tipo de cemento asfltico.Definir uso de filler y aditivo mejorador de adherencia.Aplicacin del mtodo Marshall en laboratorio para encontrar las proporciones ptimas de sus componentes.

2.- PREPARACIN DE LA MEZCLA ASFLTICA EN PLANTA

Acopio y almacenamiento de los insumos.Equipos en planta.Calibracin de la planta asfltica.Control de la temperatura del cemento asfltico y de la mezcla asfltica.Control de calidad mediante ensayos de laboratorio.

Diseo de la mezcla asfltica en laboratorioControl de temperatura de la mezcla asfltica

PROBLEMAS PRESENTADOS EN LA FASE DE FABRICACINLa fraccin que pasa el tamiz N 200 de los agregados finos disponibles en la zona presentan un ndice de plasticidad superior a 4%, es decir no cumple con las especificaciones tcnicas.

Para obtener en el agregado grueso las caras fracturadas requeridas, se reduce la eficiencia de la chancadora secundaria.

El uso de la cal hidratada como filler es muy dificultoso, pues su comercializacin es restringida, su fabricacin es artesanal en la mayora de los casos.

La produccin del cemento asfltico PEN 40/50 es restringida.

Verificacin constante de la dosificacin en planta.

En Piura no existen laboratorios que realicen todos los ensayos requeridos para la mezcla asfltica y en Lima son escasos.

SOLUCIN A PROBLEMAS PRESENTADOS EN LA FASE DE FABRICACINDada la escases de agregado fino, se debe pensar en implementar plantas de lavado de agregados. Esto permitir obtener agregado fino de la calidad deseada de canteras actualmente descalificadas, adems se optimiza el uso del agua y se tratan adecuadamente los lodos.

Esquema del equipo de lavado de arenas

SOLUCIN A PROBLEMAS PRESENTADOS EN LA FASE DE FABRICACINSe debe usar chancadora terciaria y con mayor justificacin cuando el agregado natural es de tamao mediano (canto rodado). En caso de usar chancadora secundaria, su rendimiento se reduce a la mitad para obtener las caras fracturadas requeridas.

Se propone usar como filler el cemento portland, dado que su costo es del 60% de la cal. Recomendndose investigaciones adicionales y tramos de prueba para definir los rangos de uso.

Para zonas clidas donde la temperatura ambiental supera los 25C se recomienda usar el cemento asfltico PEN 40/50, pues aporta a la mezcla asfltica mejor estabilidad a altas temperaturas, reducindose el riesgo de ahuellamiento de la carpeta. Se debe planificar la implementacin del uso de los asfaltos modificados, pues ofrecen mayores ventajas que los asfaltos convencionales.

Carta Viscosidad temperatura del Cemento asfltico PEN 40/50

El objetivo principal de las plantas asflticas es producir una mezcla asfltica en caliente que cumpla con la dosificacin y calidad deseada.

Las plantas pueden ser clasificadas en:- Plantas continuas- Plantas discontinuas

La diferencia fundamental entre estas dos plantas reside en el mtodo de dosificacin; ya que en la planta discontinua se pesa los materiales cada vez que se inicia una amasada, mientras que en la planta continua es preciso mantener una dosificacin volumtrica continua de los materiales.

Esquema del planta asfltica continuaUna de las recomendaciones principales, es la calibracin y fijacin de las compuertas del alimentador en frio

Esquema del planta asfltica discontinua

Dada la gran inversin que demanda la infraestructura vial y la necesidad de optimizar los recursos, se justifica la promocin e implementacin de laboratorios implementados para realizar el diseo y control de calidad de mezclas asflticas. Uno de los ensayos mas completos para evaluar una mezcla asfltica es el ensayo Lottman (ASTM D4867)Equipo de ensayo Wheel Tracking

Equipo para medir el mdulo dinmico de una mezcla asfltica

Colocacin de la mezcla asfltica en calienteRiego de ligaTransporte de la mezcla asfltica a obra Descarga a la pavimentadoraCompactacin

RIEGO DE LIGA CON ASFALTO RC-250Camin imprimador utilizado para la aplicacin del riego de liga.

Proteccin de la mezcla durante su transporte

Colocacin de la mezcla asflticaNo hubo juntas longitudinalesLa pavimentadora aplica una compactacin inicial del 85% a travs de planchas vibratorias las mismas que son calentadas para uniformizar la temperatura de la superficie de la carpeta asfltica y mejorar el proceso de compactacin.

Proceso de compactacinRodillo liso vibratorio doble rola 11 tonRodillo neumtico 16 ton

Listas de verificacin para la colocacin de la mezcla asfltica en caliente

Camiones Seguridad en la zona de trabajoControl de calidadEquiposCondiciones ambientales y trficoSuperficie

Tratamiento de las juntas transversales de trabajo

Control de compactacin y espesor mediante extraccin de ncleos diamantinas

Factores crticos para evaluar el producto terminado

JuntasEspesorVacos (compactacin)Propiedades mecnicasLisuraTexturaUniformidad

Propiedades mecnicasSon verificadas a travs de la respuesta elstica del pavimento: Deflexin instantneaMedicin de deflexiones con viga Benkelman

Resultados de las mediciones de la deflexin en tramo Piura - Sullana

Pndulo ingles, mide el coeficiente de friccinEnsayo de lisura (regla de 3 m)

MEDICIN DE LA REGULARIDAD SUPERFICIALLa regularidad superficial se determina mediante la medicin del IRI (ndice de rugosidad internacional) y mide las ondulaciones longitudinales en las huellas de los neumticos con respecto a una lnea de referencia. Se expresa en unidades m/Km

Este sistema funciona por medio de un modelo matemtico (cuarto de carro) que interpreta el comportamiento de un vehculo segn el perfil longitudinal de un pavimento.

La medicin del IRI se puede realizar mediante medicin topogrfica, viga mvil, equipos tipo respuesta y perfilmetro lser.

Modelo del cuarto de carro

Escala de valores del IRI y las caractersticas de los pavimentos

Segn estudios reconocidos los ltimos 50 aos (Ing. Paul Lavaud):, el IRI inicial que se obtiene durante la construccin de un pavimento influye en

El IRI durante la vida til del pavimento.Los costos de mantenimiento se reducen considerablemente en pavimentos con un IRI inicial de 1.5 m/Km.Reduciendo el IRI inicial en un 50%, se incrementa la vida til del pavimento en 27%.Las vibraciones percibidas por los conductores y pasajeros afectan la percepcin del confort de los usuarios segn las condiciones del pavimento.El nivel de ruido dentro y fuera de los autos.Los accidentes de trnsito, hay un incremento de accidentes de 1.6 veces. mas cuando el IRI pasa de 1.56 m/Km a un rango de 1.6 a 3.2 m/Km.La resistencia al rodamiento de un pavimento se incrementa con respecto a la regularidad en un ratio de 3% a 6% de acuerdo al incremento por unidad de IRI.El consumo de combustible se redujo en 4.5% al reducir el IRI en 10%.

Rugosmetro electrnico Bump Integrator BI-100A

Las especificaciones tcnicas exigan medias deslizantes de IRI para tramos de 100 m mximas de 2 m/Km.

La Medicin del IRI se realiz con un equipo del tipo respuesta (Bump Integrator). Para ello se realiz la calibracin respectiva del equipo con mediciones de IRI realizadas con perfiles topogrficos en varias zonas con diferente valor de IRI.Av. Cayetano Heredia, donde se midi el IRI con nivel topogrfico obtenindose un valor de 4.68 m/KmEquipo Bump Integrator instalado en camioneta

Clculo del IRI analtico a partir de perfiles topogrficos, con mediciones de niveles cada 25 cm (programa PROVAL)

Ecuacin de calibracin del equipo Bum Integrator, luego de la correlacin con datos de IRI obtenidos con perfiles topogrficos

RECOMENDACIONES:

Para pavimentos nuevos en la red departamental, vecinal y urbanas, Resulta indispensable fijar niveles de aceptacin de la escala IRI con el objeto de contar con un parmetro adicional en el control de calidad del producto terminado.

Para tramos ya existentes es necesario contar con umbrales de alerta para identificar y priorizar objetivamente los tramos que requieren mantenimiento y los que muestran en ese momento buenas condiciones de servicio.

Se deben incorporar como parmetros de control en la construccin y mantenimiento de pavimentos en la regin, la deflexin, lisura, microtextura y macrotextura.