diseño de pavimentos

TEMA:

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS

MEZCLAS ASFALTICAS

METODO DE DISEÑO DE MEZCLAS DE ASFALTO

EN FRIO Y ESPECIFICACIONES TECNICAS

DOCENTE:ING. LUIS HUMBERTO SIPIRAN GALLARDO

ALUMNOS:

LAVAN RAMOS YORDAN KALIN TORRES LEONARDO DIEGO FARRO ROQUE JOINER

CURSO:

PAVIMENTOS

CARRERA:

INGENIERIA CIVIL

CHICLAYO – PERU mayo

ZAMORA CUBAS JORGE LUISVEGA ORDOÑEZ YACORIVELA BALLADARES JIMY CHICLAYO - PERU

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS

MEZCLAS ASFALTICAS

METODO DE DOSEÑO DE MEZCLAS DE ASFALTO

EN FRIO Y ESPECIFICACIONES TECNICAS


INTRODUCCION

Los agregados constituyen alrededor del 75% en volumen, de una mezcla típica de concreto. El término agregados comprende las arenas, gravas naturales y la piedra triturada utilizada para preparar morteros y concretos.


La limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamaño de las partículas son importantes en cualquier tipo de agregado. En nuestro laboratorio nos enfocaremos en esta última, teniendo como propiedad LA

GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS

INTRODUCCIÓN

La calidad del concreto puede variar según la mineralogía de sus componentes o por las condiciones físicas de sus partículas, tales como su textura, tamaño y forma, desde tiempos remotos se creía que estas características mencionadas no afectaban en gran porcentaje el hormigón como tal, sin embargo con el avance de la ciencia y con estudios modernos se ha demostrado la gran influencia de estos en la calidad de las estructuras.

El componente principal del hormigón en si es entonces los agregados, de los cuales su calidad está determinada por el origen, distribución granulométrica, densidad, forma y superficie. La clasificación más general de estos son como grueso y finos, fijando un valor en tamaño de 4.76mm a 0.075mm para el fino o arena y de 4.76mm en adelante para el agregado grueso.


La selección del tamaño de agregado grueso para un concreto reforzado está en función del tipo de estructura y separación de la armadura.Para obtener un buen concreto es necesario que la mezcla de arena y de la piedra logre una granulometría que proporcione masa unitaria máxima, puesto que con esta condición el volumen de los espacios entre partículas es mínimo y por consiguiente la cantidad de pasta necesaria para pegarlas y para llenar los espaciosentre ellas será mínimo, lo cual dará lugar a una mezcla de mejores condiciones técnicas y además, económico.

OBJETIVOS* Conocer y aprender a realizar ensayos de los agregados, para así obtener conocimientos que nos permitan un mayor entendimiento y mejor criterio sobre el comportamiento y función un agregado en la elaboración del concreto. * Establecer los requisitos de gradación y calidad para los agregados (finos y gruesos) para uso en concreto.

* Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del agregado hormigón (fino y grueso) y con estos datos construir la respectiva curva granulométrica mediante la cual podremos visualizar mejor el comportamiento del agregado facilitando la evaluación del mismo

* Calcular si los agregados (fino, grueso) se encuentran dentro de los límites por la norma peruana y así concluir si es apta para hacer un buen diseño de mezcla. * Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una muestra de agregados (fino, grueso).

* Conocer el procedimiento para la


escogencia de un agregado grueso y fino en el diseño de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad.

* Determinar este análisis granulométrico según el método establecido por la norma técnica peruana NTP 400.012 encontrando la distribución por tamaño de partículas para el agregado fino, grueso y global según el tamizado a realizar• Analizar las características granulométricas de los agregados.• Determinar si los agregados a estudiar (finos y gruesos) cuentan con las especificaciones de tamaños requeridos.

JUSTIFICACION

Los agregados son el mayor constituyente del concreto, generalmente componen más del 70 por ciento del material en un metro cubico de concreto y son los que hacen que este sea un material económico de construcción.

Por este motivo es de suma importancia conocer el comportamiento de los agregados en un concreto común, para así controlar las condiciones de la futura estructura.Es entonces como de este modo es importante tener una idea concisa sobre las experiencias de laboratorio que buscan determinar las propiedades de los agregados, ya que un perfecto diseño de mezclas exige un conocimiento preciso de los materiales.


MARCO TEORICO

AGREGADOS

Los agregados son el mayor constituyente del concreto, generalmente componen más del 70% del material en un metro cubico de concreto y son los que hacen que este sea un material económico de construcción.

La calidad de los agregados está determinada por el origen, por su distribución granulométrica, densidad,

forma y superficie. Se han clasificado en agregado grueso y en agregado fino, fijando un valor en tamaño de 4.76mm a 0,075mm para el fino o arena y de 4.76mm en adelante para el grueso. Frecuentemente la fracción de agregado grueso es subdividida dentro de rangos, tales como, 4.76mm a 19mm para la gravilla y de 19mm a 51mm para la grava.

GRANULOMETRIA

La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto.

Para la gradación de los agregados se utilizan una serie de tamices que están especificados en la Norma Técnica Colombiana NTC 32, los cuales se seleccionarán


los tamaños y por medio de unos procedimientos hallaremos su módulo de finura, para el agregado fino y el tamaño máximo nominal y absoluto para el agregado grueso.

En cuanto a la granulometría del hormigón, Lo importante en la granulometría de un agregado es que ha de tener las mezclas de las diferentes fracciones de agregado grueso y arena (agregados totales). La Norma I también indica las granulometrías

que deben tener las mezclas totales para los diferentes tamaños máximos de piedra.La importancia de la granulometría de los agregados radica, ya que de estos dependerá las propiedades de los diferentes tipos de concretos ,mayor estabilidad volumétrica ,resistencia ,y por esto conviene que los agregados ocupen la mayor masa del hormigón, compatible con la trabajabilidad. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solo tiene un rango de tamaños.

Es la composición, en porcentaje, de los diversos tamaños de agregado en una muestra. Esa proporción suele indicar, de mayor a menor tamaño, por una cifra que representa, en peso, el porcentaje parcial de cada tamaño que paso o quedo retenido en los diferentes tamices que se usan obligatoriamente para tal medición.El tamaño de un agregado se define mediante el empleo de un tamiz de referencia. El tamaño máximo corresponde a la abertura del menor tamiz de la serie de tamices que permiten el paso del 100% del material y el tamaño máximo nominal es el de la abertura del tamiz inmediatamente superior a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del 15% o más. El tamaño máximo nominal define el tamaño de las partículas más grande de la masa de agregado en su fracción gruesa, mientras que el tamaño máximo solo indica el tamaño de la partícula mas grande que hay en la masa, la cual en algunos casos puede ser única.

CURVAS DE GRANULOMETRIA

Enel ensayo para conocerla, se toman los datos numéricos de los porcentajes en masas que pasan por cada uno de los tamices y para mayor facilidad de compresión comúnmente se presentan de manera grafica mediante la curva de granulometría. En la grafica de granulometría, sobre el eje de las ordenadas se representa el porcentaje acumulado que pasa a través de los tamices en escala aritmética. Sobre el eje de las abscisas se indican las aberturas de los tamices, generalmente en escala logarítmica y algunas veces en escala aritmética.


MODULO DE FINURA

Es un índice para determinar las características granulométricas de los agregados. Se acostumbra a usar en referencia a las arenas, aunque su principio teórico se extiende a cualquier material granular. El modulo de finura se define como el numero que se obtiene al dividir por 100 la suma de los porcentajes retenidos acumulados en los tamices de la serie normalizada. El valor de este modulo es mayor, cuando el agregado contiene granos más gruesos y decrece cuando el agregado disminuye de tamaño. Se interpreta, como la indicación del tamiz en que, supuestamente, quedaría retenido o pasaría el 50% del material.

CALCULOS

AGREGADO GRUESO

Tamiz M. Retenida (gr) % Retenido % Ret. Acumulado %Pasa

2" 0 0 0 100ZAMORA CUBAS JORGE LUISVEGA ORDOÑEZ YACORIVELA BALLADARES JIMY CHICLAYO - PERU

1½" 1310 65,5 65,5 34,51" 506 25,3 90,8 9,2¾" 144 7,2 98 2½" 14 0,7 98,7 1,33/8" 20 1 99,7 0,3N°4 4 0,2 99,9 0,1FONDO 2 0,1 100 0∑ 2000

AGREGADO

GRUESO

TAMIZ ABERTURADEL TAMIZ (mm) AGREGADO LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR2" 50,8 100 100 1001½" 38,1 34,5 100 901" 25,4 9,2 85 60¾" 19 2 70 35½" 12,7 1,3 50 203/8" 9,51 0,3 30 10N°4 4,75 0,1 5 0

AGREGADO FINOtamiz m. retenida(gr) % retenido % retenido A % pasa3/8" 4 0,8 0,8 99,2Nº 4 22 4,4 5,2 94,8Nº8 26 5,2 10,4 89,6Nº16 38 7,6 18 82Nº30 74 14,8 32,8 67,2Nº50 217 43,4 76,2 23,8Nº100 100 20 96,2 3,8Nº200 16 3,2 99,4 0,6FONDO 3 0,6 100 0∑ 500

FINOTAMIZ ABERTURADEL TAMIZ (mm) AGREGADO LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR3/8" 9,5 99,2 100 1004 4,75 94,8 100 958 2,38 89,6 100 8016 1,19 82 85 5030 0,595 67,2 60 2550 0,297 23,8 30 10


100 0,149 3,8 10 2200 0,075 0,6 0 0

GRANULOMETRÍA

La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.

Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas por la Norma Técnica Colombiana # 32.

La denominación en unidades inglesas ( tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de ? de pulgada.

La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, # 200. La serie de tamices que se emplean para clasificar agrupados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relación 1 a 2.

La operación de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma Técnica Colombiana # 77 sobre

una cantidad de material seco. El manejo de los tamices se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la máquina adecuada.

El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz; Recomendando, que los resultados del análisis en tamiz se coloquen en forma tabular. Siguiendo la respectiva recomendación, en la columna 1 se indica la serie de tamices utilizada en orden descendente. Después de tamizar la muestra como lo estipula la Norma Técnica Colombiana # 77 se toma el material retenido en cada tamiz, se pesa, y cada valor se coloca en la columna 2. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra.

Fórmula. % Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100 Peso total de la muestra

Este valor de % retenido se coloca en la columna 3.


En la columna 4 se van colocando los porcentajes retenidos acumulados. En la columna 5 se registra el porcentaje acumulado que pasa, que será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado.

Fórmula % PASANTE = 100 – % Retenido Acumulado

Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométricas.

Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal yVertical, en donde las ordenadas representa el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixta.

Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es. En consecuencia hay factores que se derivan de un análisis granulométrico como son:

* PARA AGREGADO FINO

a. Módulo de Finura ( MF )

El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices especificados que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamaño máximo presente y dividido en 100 , para este cálculo no se incluyen los tamices de 1" y ½".

MF = % Retenido Acumulado /100

Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1 o, donde un valor menor que 2,0 indica una arena fina 2,5 una arena


de finura media y más de 3,0 una arena gruesa.

* PARA AGREGADO GRUESO

a. Tamaño máximo ( TM)

Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra.

b. Tamaño Máximo Nominal (TMN)

c. El tamaño máximo nominal es otro parámetro que se deriva del análisis granulométrico y está definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor)

a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del l5% o más. La mayoría de los especificadores granulométricos se dan en función del tamaño máximo nominal y comúnmentese estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos.

* El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensión menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta.

* El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa.

* El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre máximo entre las barras de refuerzo.

a. GRANULOMETRÍA CONTINUA.

Se puede observar luego de un análisis granulométrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaños de grano, desde el mayor hasta el más pequeño, si así ocurre se tiene una curva granulométrica continua. ZAMORA CUBAS JORGE LUISVEGA ORDOÑEZ YACORIVELA BALLADARES JIMY CHICLAYO - PERU

b. GRANULOMETRÍA DISCONTINUA

Al contrario de lo anterior, se tiene una granulometría discontinua cuando hay ciertos tamaños de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados artificialmente.

HORMIGÓN.

Mezcla natural de Agregado Fino y Agregado Grueso. La granulometría del hormigón consiste en la distribución del tamaño de sus partículas .Y esta se determina haciendo pasar una muestra representativa de hormigón por una serie de tamices ordenados, de mayor a menor. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra. El porcentaje acumulado que pasa, que será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado. Fórmula % pasa = 100 – % Retenido Acumulado. Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar gráficamente lo cual a este grafico se llama curva granulométrica. Estas gráficas se representan pormedio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representan el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixtos. Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados, permitiendo conocer además que tan grueso o fino es el hormigón. En consecuencia hay factores que se derivan de un análisis granulométrico como son:

* Tamaño máximo: Es el menor tamiz por el que se pasa toda la muestra.

* Tamaño máximo nominal: El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado, la malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del agregado dependiendo del número de tamaño.

EJEMPLIFICACION DE UNA GRANULOMETRIA

En este trabajo se analiza la calidad de agregados que se están utilizando para la fabricación de concreto.Para determinar las propiedades físicas se aplica la norma ASTM C-33, que brinda los requisitos generales que debe llenar un agregado que se pretende utilizar para fabricar concreto. Las propiedades mecánicas se determinaron con la norma ASTM C-131, denominada ensayo de desgaste por abrasión (la cual se aplicó sólo a agregados gruesos).

Con los datos proporcionados por los ensayos de laboratorio se determinó que los agregados de varias canteras no cumplen con los límites y requisitos que establecen las normas antes mencionadas.

Presentamos la teoría y los procedimientos


sobre los cuales se sustenta el análisis de calidad de agregados, con base en las normas de la Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales (ASTM).

1.- Análisis de las propiedades físicas de los agregados

Los agregados para concreto deben estar formados de partículas duras y compactas (peso específico elevado) de textura y forma adecuada con una buena distribución de tamaños (buena granulometría).

Los agregados suelen estar contaminados con limo, arcilla, humus y otras materias orgánicas. Algunos tienen porcentajes altos de material liviano o de partículas de forma alargada o plana, tales sustancias o partículas defectuosas restan calidad y resistencia al concreto y las especificaciones fijan los límites permisibles de tolerancia.Se acepta como norma de calidad la especificación ASTM C-33.

2.- Análisis de las propiedades mecánicas de los agregados

En relación a los agregados, la resistencia a ser rayados y la resistencia al desgaste (abrasión) son las propiedades mecánicas que interesa determinar, sobre todo cuando el agregado se usa en pavimentos o aceras.Para determinar la resistencia al desgaste de los agregados se emplea el ensayo en la máquina de Los Ángeles, de acuerdo con la norma ASTM C-131.Este ensayo consiste básicamente en colocar el agregado dentro de un cilindro rotatorio con una carga de bolas de acero por un periodo de tiempo especificado, después de lo cual se determina el porcentaje de desgaste sufrido. El agregado grueso ensayado a desgaste no deberá mostrar una pérdida mayor del 50 por cientoen peso

EQUIPOS Y PROCEDIMIENTOMATERIALRES Y EQUIPOS

1-HORMIGON NATURAL, EXTRAIDO DE LA CANTERA DE CAYMA

1-HORMIGON NATURAL, EXTRAIDO DE LA CANTERA DE CAYMA

2.-1 BALDE

2.-1 BALDE

3.-BANDEJAS3.-BANDEJAS

4.-BALANZAS4.-BALANZAS

5.-MAQUINA TAMIZADORA5.-MAQUINA TAMIZADORA


6.-TAMICES DE SERIE FINA6.-TAMICES DE SERIE FINA

7.-RECIPIENTES7.-RECIPIENTES

8.-ESCOBILLA Y BROCHA8.-ESCOBILLA Y BROCHA


PROCEDIMIENTO

1.- Pesamos la cantidad de agregado global en la balanza .

2.- esa misma

cantidad la colocamos en un balde para facilitar el transporte hasta la maquina tamizadora.

3.- colocamos esta misma cantidad en la tamizadora mecánica (en el fondo quedara el fino)

4.-clasificamos el hormigón en bandejas según el número de tamiz en el que se encuentre el agregado global en la tamizadora mecánica. para su mejor ubicación colocamos rótulos en cada bandejaRetenido 1 1/2´

Retenido 1´


Retenido en la de ¾´

Retenido en la de ½´

Retenido en la 3/8´

5.- procedemos a pesar cada uno , tarando la balanza previamente.

6.- lo que queda en le fondo (finos); solo extraemos ½ kilo representativo para llevarlo a tamizar

7.-Procedemos a tamizar y pesar en otra balanza de menor capacidad.

8.-finalmente obtenemos los pesos del fino y grueso , para poder realizar nuestra curva granulométrica.

CONCLUSIONES

* El tamaño máximo obtenido en esta prueba es de 2 ½”. * El tamaño máximo nominal encontrado en esta experimentación es de 2”. * Cuando se trate de elaborar muestras para ser ensayados en el laboratorio estas deben ser representativas, y debemos de trabajar con las normas técnicas peruanas NTP 400 .037 en su totalidad para que en base a esta obtener un grado de seguridad mayor respecto a los resultados minimizando en error siempre presente en la experimentación.

* Los equipos deben estar correctamente calibrados debemos revisarlos continuamente y darles un mantenimiento regular además se debe tener cuidado al momento de trabajar con las muestras evitando la perdida de partículas provocado

por corrientes de viento o movimientos muy rápidos y toscos puesto que esto aumenta el error de la practica

* Se considera que una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente.

* Se observó que en el tamiz de ½" se retuvo el mayor peso para el agregado grueso y en el agregado fino se retuvo el mayor peso para el tamiz # 50.

* En el Agregado Fino se observó que hay gran variedad de tamaños * Las curvas granulométricas dadas en nuestro laboratorio tienden a semejarse a las curvas granulométricas recomendadas por la Norma Técnica Peruana NTP 400.037, la cual establece unos límites para los agregados tanto fino como grueso en las tablas 1 y 2 * Las granulometrías ideales solo existen a nivel teórico y difícilmente se pueden


reproducir en la práctica, en nuestro laboratorio hay límites que se encuentran fuera del intervalo de recomendado por la NTP. pero esto no quiere decir que nuestro agregado utilizado no de las resistencias esperadas en el diseño de mezclas.

TABLA LÍMITESGRANULOMÉTRICOSDEAGREGADOSPARAALGUNASAPLICACIONES

.


ANALISIS DE RESULTADOS

La granulometría y el tamaño del agregado afectan las proporciones relativas de estos, así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, la economía y la durabilidad del concreto. Cuando los agregados no cumplen con los requisitos necesarios para una mezcla de concreto fresco la consistencia y la manejabilidad de esta, se ve afectada.

Por ejemplo, en el caso del agregado fino si únicamente consideramos el modulo de finura, pueden obtenerse condiciones desfavorables como es en el caso en que el valor de este es mayor a 3,1 en donde pueden ocurrir que las mezclas sean poco trabajables, faltando cohesión entre sus componentes y requiriendo mayores consumos de cemento.

Al realizar las graficas %Pasa vs Abertura del tamiz, de los agregados finos y gruesos, observamos como en la grafica de finos en gran parte la línea que describe las características del agregado fino se encuentra dentro de los limites exigidos, pero en un punto esta se sale de los limites, lo cual quiere decir que no es un agregado apto para una mezcla de concreto. En el caso del agregado grueso se pudo notar que casi toda la línea que describe a estos estaba por fuera de los límites, por tal razón este agregado tampoco cumplió con las especificaciones necesarias para poder ser utilizadas en un concreto.


CONCLUCION

Al finalizar la práctica de laboratorio correspondiente a la determinación de la granulometría de los agregados finos y gruesos, podemos decir que los agregados estudiados y analizados no cumplieron con las especificaciones de tamaños restringidos por los límites inferior y superior, lo cual quiere decir que, estos no son materiales aptos para mezclas de concreto

MEZCLA ASFÁLTICA

1. INTRODUCCION:

Para garantizar la buena performance del comportamiento estrucctural de los pavimentos flexibles, a lo largo de su vida útil, no únicamente debemos haber elegido y o diseñado correctamente a la estructura si no que también importa en gran medida, diseñar en forma óptima la mezcla asfáltica con los materiales inertes disponibles y el asfalto adecuado que les corresponden, teniendo en cuenta la capa correspondiente. Importa también el proceso constructivo y su control. Etapa que estará vigilada, oportunamente por el ingeniero inspector , una de cuyas funciones es comprobar si se están logrando satisfacer las especificaciones técnicas de la construcción.

2. RESUMEN:


Una mezcla asfáltica en general es una combinación de asfalto y agregados minerales pétreos en proporciones exactas. 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.La mezcla asfáltica debe ser duradera, es decir, debe ser resistente a las acciones tales como el despegue de la película de asfalto del agregado por efectos del agua, abrasión del tránsito, etc. Debe ser resistente a las solicitaciones de tránsito a través de su estabilidad. Una mezcla debe ser impermeable para que sus componentes no estén bajo la acción directa de los agentes atmosféricos y debe ser trabajable para su fácil colocación y compactación en terreno. Cada una de estas y otras propiedades deseables de las mezclas asfálticas.

Estas mezclas asfálticas pueden

ser confeccionadas en plantas y con los equipos apropiados para esta labor. Según sus propiedades y espesores de capa, se considera que aportan capacidad estructural al pavimento.

3. OBJETIVOS:

El objetivo principal es conocer que es una mezcla asfálticas y cuál es su importancia para el tratamiento de pavimentos y que solicitaciones debe tener dependiendo del tipo de transito y clima para el cual se diseñen los pavimentos.

En general es una combinación de asfalto y agregados minerales pétreos en proporciones exactas. 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.

La mezcla asfáltica debe ser duradera, es decir, debe ser resistente a las acciones tales como el despegue de la película de asfalto del agregado por efectos del agua, abrasión del tránsito, etc. Debe ser resistente a las solicitaciones de tránsito a través de su estabilidad. Una mezcla debe ser impermeable para que sus componentes no estén bajo la acción directa de los agentes atmosféricos y debe ser trabajable para su fácil colocación y compactación en terreno. Cada una de estas y otras propiedades deseables de las mezclas asfálticas.


Estas mezclas asfálticas pueden ser confeccionadas en plantas y con los equipos apropiados para esta labor. Según sus propiedades y espesores de capa, se considera que aportan capacidad estructural al pavimento. Las mezclas asfálticas están constituidas aproximadamente por un 90 % de agregados pétreos grueso y fino, un 5% de polvo mineral (filler) y otro 5% de ligante asfáltico.

TIPOLOGÍA DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS.

❖ Mezcla Asfáltica en Caliente: Mezcla

asfáltica en caliente es la combinación de un ligante hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del agregado queden muy bien recubiertas por una película homogénea de ligante. Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los agregados y su puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la ambiente. Se utilizan tanto para capas de rodadura como para capas inferiores de los firmes. Existen a su vez subtipos dentro de esta familia de mezclas con diferentes características. Se fabrican con asfaltos aunque en ocasiones se recurre al empleo de asfaltos modificados, las proporciones pueden variar desde el 3% al 6% de asfalto en volumen de agregados pétreos.

❖ Mezcla Asfáltica en Frío:


Son las mezclas fabricadas con emulsiones asfálticas, y su principal campo de aplicación es en la construcción y en la conservación de carreteras secundarias. Para retrasar el envejecimiento de las mezclas abiertas en frío se suele recomendar el sellado por medio de lechadas asfálticas. Se caracterizan por su trabajabilidad tras la fabricación incluso durante semanas, la cual se debe a que el ligante permanece un largo periodo de tiempo con una viscosidad baja debido a que se emplean emulsiones con asfalto fluidificado: el aumento de la viscosidad es muy lento en los acopios, haciendo viable el almacenamiento, pero después de la puesta en obra en una capa de espesor reducido, el endurecimiento es relativamente rápido en las capas ya extendidas debido a la evaporación del fluidificante.

❖ Mezcla Porosa o Drenante:

Se emplean en capas de rodadura, principalmente en las vías de circulación rápida, se fabrican con asfaltos modificados en proporciones que varían entre el 4.5 % y 5 % de la masa de agregados pétreos, con asfaltos normales, se aplican en vías secundarias, en vías urbanas o en capas de base bajo los pavimentos de hormigón. Utilizadas como mezclas en caliente para tráficos de elevada intensidad y como capas de rodadura en espesores de unos 4 cm., se consigue que el agua lluvia caída sobre la calzada se evacue rápidamente por infiltración.

❖Microaglomerados:

Son mezclas con un tamaño máximo de agregado pétreo limitado inferior a 10 mm., lo que permite aplicarlas en capas de pequeño espesor. Tanto los microaglomerados en Frío (se le suele llamar a las lechadas asfálticas más gruesas) como los microaglomerados en Caliente son por su pequeño espesor (que es inferior a 3 cm.) tratamientos superficiales con una gran variedad de aplicaciones

❖ Masillas:

Son unas mezclas con elevadas proporciones de polvo mineral y de ligante, de manera que si hay agregado grueso, se haya disperso en la masilla formada por aquellos, este tipo de mezcla no trabaja por rozamiento interno y su resistencia se debe a la cohesión que proporciona la viscosidad de la masilla. Las proporciones de asfalto son altas debido a la gran superficie específica de la materia mineral. Dada la sensibilidad a los cambios de temperatura que puede tener una estructura de este tipo, es necesario rigidizar la masilla y disminuir su susceptibilidad térmica mediante el empleo de asfaltos duros, cuidando la calidad del polvo mineral y mejorando el ligantecon adiciones de fibras.

❖ Mezclas de alto módulo:

Su proceso de elaboración es en caliente, citando específicamente las mezclas de alto módulo para capas de base, se fabrican con asfaltos muy duros. A veces modificados, con contenidos asfálticos próximos al 6 % de la masa de los agregados pétreos, la


proporción del polvo mineral también es alta, entre el 8% - 10%. Son mezclas con un elevado módulo de elasticidad, del orden de los 13,000 Mpa. A 20 grados centígrados y una resistencia a la fatiga relativamente elevada. Se utilizan en capas de espesores de entre 8 y 15 cm., tanto para rehabilitaciones como para la construcción de firmes nuevos con tráficos pesados de intensidad media o alta. Su principal ventaja frente a las bases de grava cemento es la ausencia de agrietamiento debido a la retracción o como las mezclas convencionales en gran espesor la ventaja es una mayor capacidad de absorción de tensiones y en general una mayor resistencia a la fatiga, permitiendo ahorra espesor.

PROPIEDADES DE LAS MEZCLAS ASFÁLTICAS

✓ Durabilidad: Medida de que tanto puede retener un asfalto sus características originales cuando es expuesto a un proceso normal de degradación y envejecimiento. Esta propiedad está juzgada principalmente a través del comportamiento del pavimento que depende del diseño de la mezcla, las características del agregado, la mano de obra en la construcción y otros factores. Las pruebas utilizadas para evaluarla durabilidad del asfalto son la Prueba de Película Delgada en Horno (TFO) y la Prueba de Película Delgada en Horno Rotatorio (RTFO).

✓ Adhesión y cohesión: La adhesión es la capacidad del asfalto para adherirse al

agregado en la mezcla de pavimentación. Cohesión es la capacidad del asfalto de mantener firmemente, en su puesto, las partículas de agregado en el pavimento terminado.

✓ Susceptibilidad a la temperatura: Todos los asfaltos son termoplásticos; esto quiere decir que se vuelven más viscosos a medida que la temperatura disminuye y viceversa. Es muy importante conocer la susceptibilidad a la temperatura del asfalto que va a ser utilizado pues ella indica la temperatura a la cual se debe compactar la mezcla.

✓ Endurecimiento y envejecimiento: El endurecimiento es causado principalmente por el proceso de oxidación (el asfalto combinándose con el oxígeno), el cual ocurre más fácilmente a altas temperaturas y en películas delgadas de asfalto. Durante el mezclado, mientras está revistiendo las partículas de agregado, se presente el mayor grado de endurecimiento.

Propiedades de las mezclas asfálticas para capas de rodadura

DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS


Las mezclas asfálticas han sido típicamente diseñadas con procedimientos empíricos de laboratorio, lo que significa que se requiere la experiencia en campo para determinar si el análisis de laboratorio tiene correlación con el desempeño del pavimento. De cualquier manera, aun con la correcta conjunción de estos procedimientos y el desarrollo del criterio de diseño de las mezclas, no se podían asegurar buenos grados de desempeño

Método de Marshall: El concepto del método de Marshall en el diseño de mezclas para pavimentación fue formulado por Bruce Marshall, ingeniero de asfalto del departamento de autopistas del estado de Missisipi.

El cuerpo de ingenieros de estados unidos a través de una intensiva investigación y estudios de correlación, mejoro y adiciono ciertos aspectos al procedimiento de una prueba Marshall, a la vez que desarrollo un criterio de diseños de mezclas.

El método original únicamente es aplicable a mezclas asfálticas en caliente para pavimentación, que contenga agregados con un tamaño máximo de 25mm (1”) o menor. El método de Marshall modificado se desarrollo para agregados máximos arriba de 38mm (1.5”), y está pensado para diseño en laboratorio y control en campos de mezclas asfálticas en caliente, con graduación densa. Debido a que la prueba de estabilidad es de naturaleza empírica, la importancia de los resultados en términos de estimar el comportamiento en campo se pierde cuando se realizan modificaciones a los procedimientos estándar.

El método de Marshall utiliza especímenes de prueba estándar de 64mm (2 ½”) de alto y 102 mm. (4”) de diámetro; se preparan mediante un procedimiento para calentar, combinar y compactar mezclas de asfalto-agregado (ASTM-D1559).Los dos aspectos principales del método Marshall son la densidad-análisis vacíos, y la prueba de


estabilidad y flujo de los especímenes compactados; cabe mencionar que este proceso de diseño no tiene especificado pruebas para agregados minerales ni para cementos asfálticos.

Método SUPERPAVE En 1987, el StrategicHighway ResearchProgram (SHRP) fue establecido por el congreso de los estados unidos con un presupuesto de 150 millones de dólares en programas de investigación, a fin de mejora el desempeño y duración de las carreteras volviéndolas

mas seguras tanto para automóviles como para trabajadores de las misma.

Un tercio de este presupuesto se empleo en el desarrollo de especificaciones de desempeños basados en asfalto, directamente relacionados con análisis de laboratorio y con aplicaciones en campo.

Iniciando el desarrollo de un nuevo sistema para especificar materiales asfálticos, el producto final del programa es un nuevo sistema llamado superpave (Superior PerfomingAsphaltPavement). Representa una tecnología provista de tal manera que pueda especificar cemento asfáltico y agregado mineral; desarrollar diseños de mezclas asfálticas; analizar y establecer predicciones del desempeño del pavimento. Este método evalúa los componentes de la mezcla en forma individual (agregado mineral y asfalto), y su interacción cuando están mezclados.

ENSAYOS QUE SE USAN EN LA MEZCLA ASFALTICA

Método Marshall

Ensayo de estabilidad y fluencia

Después que la gravedad especifica se ha determinado, se desarrolla la prueba de estabilidad y flujo, en el ensayo de estabilidad se mide la resistencia a la deformación de la mezcla a 60ºC, mientras que la fluencia medida en centésimas de pulgadas, representa la deformación de la briqueta (ASTM D 1559).

Ensayo de densidad

Utilizando la gravedad especifica y la gravedad especifica efectiva del total agregado, el promedio de las gravedades específicas de las mezclas compactadas; la gravedad especifica del asfalto y la gravedad especifica teórica máxima de la mezcla asfáltica (ASTM D 2041), se calcula el porcentaje de asfalto absorbido en peso del agregado seco.

Las mezclas asfálticas deben

satisfacer las siguientes especificaciones:


En mezclas asfálticas en frío densamente gradadas se debe cumplir con las siguientes especificaciones:

|Estabilidad Hubbard Field al aire |Mínimo 2000lb |Estabilidad Hubbard Field en agua |Mínimo 1500lb |Hinchamiento volumétrico |Máximo 1.5% |Absorción |Máximo 3.0%

En bases asfálticas en caliente se debe cumplir con la siguiente especificación:

En pavimentos de arena asfalto en caliente se debe cumplir con las siguientes especificaciones:

ETAPAS EN LA CONSTRUCCION DE UN PAVIMENTO

Movimiento de tierras

✓ Remoción de tierras desechables: se clasifica en ordinario y extraordinario según el procedimiento que se haga necesario sea el contemplado por la partida banqueo o se requiera de procedimientos especiales como drenajes, desplazamientos con explosivos entre otros

✓ Banqueos: son todos los trabajos de excavación del terreno natural, bien a máquina o mediante el empleo de explosivos, según sea el caso, que tienen por fin lograr las cotas y secciones transversales establecidas en el proyecto.

✓ Excavación en prestamos: son los trabajos de excavación del terreno natural, bien a máquina o con explosivos, en sitios de préstamos para proveer materiales para la construcción de terraplenes.

✓ Ejecución de terraplenes: son los trabajos requeridos para la construcción

y compactación de terraplenes, a fin de lograr las cotas y secciones transversales indicadas en el proyecto.

✓ Transporte: es el sobre acarreo o transporte hasta distancias mayores que el trayecto de acarreo libre de 200m, de los materiales relativos al movimiento de tierra.

Capas del pavimento

✓ Sub-rasante:

Está formada por el suelo natural. Debe cumplir con ciertas especificaciones sin importar el tipo de pavimento que se vaya a colocar. Debe ser lo suficientemente resistente para soportar el pavimento y el tránsito esperado. También debe estar propiamente graduada para garantizar un buen drenaje y una superficie suave y ZAMORA CUBAS JORGE LUISVEGA ORDOÑEZ YACORIVELA BALLADARES JIMY CHICLAYO - PERU

debe tener un coronamiento correcto. Además, debe estar completa y uniformemente compactada a la densidad requerida. Durante la inspección deben buscarse áreas de suelo blando pues estas áreas son demasiado débiles para soportar la maquinaria. Estas áreas deberán ser corregidas antes de la pavimentación. También deben hacerse revisiones periódicas del perfil transversal y longitudinal de la subrasante. Si estos no están dentro de los límites de tolerancia se deberán corregir, ya sea removiendo material o añadiendo y compactando material igual al que está en el lugar. Antes de iniciar la construcción del pavimento en sus diferentas capas es necesario verificar el estado de las actividades previas como son el movimiento de tierras, la banca sus pendientes y bombeos. También se debe verificar la correcta ejecución de las obras de drenaje y control de aguas, así como los muros de contención y protecciones de taludes que garantizan la estabilidad de la banca.

✓ Sub-base:

El constructor deberá

colocar el material de sub-base de tal manera que no produzca segregación sin causar daño a la superficie de asiento. El material se colocará y extenderá en capas de espesor no mayor de 25 cm medido antes de la compactación. El espesor de cada capa y el número de pasadas dependerá de las características del equipo de que dispone el constructor y de las características del material. Si el afirmado existente en la vía forma parte de la sub-base en el diseño del pavimento, ésta deberá escarificarse en una profundidad de por lo menos 10 cm. Antes de colocar una nueva capa se debe verificar que la anterior satisface las condiciones de nivelación, espesor y densidad exigidas. El material se remojará o se oreará si fuere necesario hasta obtener un contenido de humedad cercano al óptimo y se compactará hasta obtener mínimo el 95% de la densidad seca máxima correspondiente al ensayo proctor modificado, a no ser que el diseño exija una mayor compactación. Durante el proceso constructivo del pavimento, es normal que se permita el tránsito de vehículos una vez construida la sub-base. El constructor conservará la sub-base en perfectas condiciones, hasta el momento de colocar la capa siguiente de base.

✓ Base:

Es la capa que se construye sobre la sub-base, y en su construcción se emplean materiales de mejor calidad y con mejores especificaciones de construcción. Su importancia radica en su capacidad estructural y de protección del resto de pavimento. Además permite la circulación de vehículos mientras se construye la capa de rodadura. Esta capa es indispensable para cualquier sistema de pavimentos, ya que en ella se presenta la

mayor disipación de esfuerzos.

✓ Capa de rodamiento:

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, impermeabilizándola 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

MAQUINARIA UTILIZADA EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN PAVIMENTO.

Los equipos mas usados en la construcción de obras viales son los siguientes:

✓ Tractor de orugas con buldózer:

sus principales funciones son el empuje y corte de material, es el equipo mas usado en las labores de corte y extracción de materiales tanto como para conformar la explanación de la vía. Otro uso de este equipo es a remoción de la capa vegetal, limpieza, desmonte y de destronque de áreas

✓ Motoniveladora:

su principal uso es en la distribución y nivelación de rellenos y terraplenes. También se usa en la escarificación de superficies y en la conformación de cunetas. A veces se usa para la excavación a poca profundidad en la calzada de las calles y también en la remoción de capas de rodadura y material de base.

✓Mototailla:

es para trabajos de grandes volúmenes de movimiento de tierra es de uso muy económico, ya que puede cargar, transportar y rellenar a altas velocidades. Este equipo se usa para el corte y acarreo de material cuya distancia es muy larga.

✓ Retroexcavadora: se utiliza para excavar debajo

de la superficie natural del terreno sobre el cual descansa la maquina, para las labores de excavación carga de material en condiciones especificas. Muy utilizada para la excavación de zanjas de acueductos, zanjas de drenaje, ya que puede ir desplazándose longitudinalmente sobre ka zanja, al mismo tiempo que va moviéndose en reversa, va sacando material y va colocándolo sobre los camiones o en los laterales.

✓ Palas mecánicas: se utiliza para la carga de material, escombro para ser depositado en los camiones para el bote de los mismos.

✓ Camiones: se encarga de transportar el material a un destino específico.

✓ Entendedora de mezcla asfáltica (Finís): se encarga de recibir la mezcla asfáltica en caliente de los camiones, para luego extenderla ha los largo de la superficie de la base.

✓ Vibro compactador de mezclas asfáltica: esta compuesto por un tambor giratorio


que vibra cuando se desplaza por la mezcla asfáltica extendida para reducir vacíos y densificarla. Los neumáticos traseros son lisos y no dejan huellas en la carretera.

✓ Tracto de ruedas (tambo): es un tractor que tiene 5 ruedas de caucho liso en el frente, e igual en la parte de atrás, y tienen como función sellar y darle acabado a la mezcla asfáltica.

✓ Camión cisterna para riego de adherencia o imprimación: es un vehiculo con u tanque cilíndrico horizontal con un sistema de aspersión, para cubrir con betún con una dosificación por m² de superficie.

ESPECFICACIONES QUE SE APLICAN EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN PAVIMENTO.

Base y Sub-base

Los materiales que se usen en la preparación de la

mezcla de suelo y agregado deben estar limpios y no deben tener más del 5% de su peso, de materia orgánica.

En la construcción de estas capas se distinguen los siguientes tipos de agregados y mezclas:

La mezcla de suelo y agregado debe cumplir con las siguientes especificaciones:

✓ El tamaño máximo de partículas no debe ser mayor de 6.5 cm, y en ningún caso debe ser mayor del espesor de la capa de compactada.

✓ La fracción de la mezcla retenida en el tamiz Nº 10 debe estar constituida por grava sin picar y grava picada o piedra picada o combinaciones de ellas, y debe proceder de rocas duras y resistentes.

✓ La fracción de la mezcla retenida en el tamiz Nº 10 no debe tener un desgaste, mayor del 50%, al ser ensayado según la norma COVENIN 266.

✓ La fracción de la mezcla que pasa por el tamiz Nº 40, ensayada según la norma COVENIN 1125 debe tener las propiedades características siguientes:

✓ La fracción de la mezcla que pasa el tamiz Nº 200 debe satisfacer los requisitos siguientes:

1. debe ser menos de 2 terceras partes de la fracción de la mezcla que pasa el tamiz Nº 40, cuando la mezcla de usa para construir sub.-base


2. debe ser menos de la mitad de la fracción de la mezcla que pasa el tamiz Nº 40, cuando la mezcla se usa para construir bases.

3. en ningún caso debe ser mayor del 25% en peso, de la mezcla.

✓ Cuando se use piedra picada o grava picada como agregado, el porcentaje de caras producidas por fractura del agregado, determinado el metodo establecido en la norma COVENIN 1124, debe ser igual o mayor del 40%

Granzón

natural

Los materiales que se usen para la construcción de sub.-base y bases de granzón natural deben proceder de rocas duras y resistentes, no deben tener arcilla en terrenos y deben estar libres de todo material orgánico.

El agregado grueso debe tener las siguientes características:

✓ Debe estar limpio y no debe tener más del 20% de su peso, de trozos alargados o planos.

✓ El porcentaje de desgaste, determinado según la norma COVENIN 266, no debe ser mayor del 50%.

✓ La fracción de granzón natural que pasa el tamiz Nº 40, ensayada según norma COVENIN 1125, debe tener las características siguientes:

✓ La granulometría del material debe estar comprendida, en el momento de ser colocado, entre los limites indicados en la siguiente tabla:

✓ El granzón natural que se use para la construcción de bases debe tener, de acuerdo al tipo de tráfico, los valores CBR, que se indican a continuación.

Grava estabilización

La grava estabilizada que se use para la construcción de sub.-base o de bases puede estar constituida por:

1. Material integral: material sometido a procesos de trituración y de cernido, no requiere mezclado adicional.

2. Mezcla de materiales: resulta de la trituración, el cernido y el mezclado en


proporción determinada de los agregados que lo integran.

Los materiales que se usen para la construcción de sub.-base y bases de grava estabilizada deben proceder de rocas duras y resistentes, no deben tener arcilla en terrenos y deben estar libres de todo material orgánico

El agregado grueso debetener las siguientes características:



✓ El porcentaje de caras producidas por fractura, determinado por la norma COVENIN 1124, no debe ser menor del 50%.

La fracción de grava estabilizada que pasa el tamiz Nº 40, ensayada según la norma COVENIN 1125, debe tener las propiedades características siguiente:

1. Limite liquido Máximo 25%

2. Índice de plasticidad Máximo 6%

La granulometría del material debe estar comprendida, en el momento de ser colocado, entre los límites indicados en la siguiente tabla:

✓ La grava estabilizada que se use para la construcción de bases debe tener, de acuerdo al tipo de tráfico, los valores CBR, que se indican a continuación.

MEZCLA ASFÁLTICA EN FRÍO

El agregado debe ser piedra picada, grava picada, arena, grava sin picar y polvillo, en diferentes construcciones, debe proceder de rocas duras y resistentes, no deben tener arcilla en terrenos ni como película adherente y deben estar libres de todo material orgánico.

El agregado grueso es la fracción del agregado que queda retenida en el tamiz Nº 8. El agregado grueso debe tener las siguientes características:




✓ En el momento de ser mezclado, el porcentaje

de caras producidas por fractura, determinado por la norma COVENIN 1124, no debe ser mayor del 40%

El agregado fino es la fracción que pasa el tamiz Nº 8 y queda retenido en el tamiz Nº 200. Debe estar constituido por arena y residuos de piedra picada o grava picada, en forma de granos limpios, duros y de superficie áspera.

La granulometría del agregado en el momento de ser mezclado debe estar comprendida entre los límites indicados en la siguiente tabla:

ENSAYOS QUE SE REALIZAN ANTES Y DESPUÉS DE LA CONSTRUCCIÓN DE UN PAVIMENTO

En pavimentos se realizan básicamente 3 tipos de ensayos que serán para clasificar el suelo, para controlar la obra y para proyectar el espesor y los porcentajes óptimos de aglutinante de las diferentes capas que se enlistan a continuación:

Terraplén.

• Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de Atterberg • Control. Peso volumétrico seco máximo y grado de compactación

Sub-rasante

• Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de Atterberg. • Control. Peso volumétrico seco máximo y grado de compactación. • Diseño. VRS, cuerpo de ingenieros de los EU y prueba de placa.

Base y sub.-base.

• Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de Atterberg • Control. Valor cementante, índice de durabilidad, PVSM, GC, equivalente de arena y expansión, adherencia con asfalto. Diseño. Prueba de placa, VRS, y cuerpo de ingenieros.

Carpeta Asfáltica

• Clasificación granulométrica, contenido de humedad, límites de Atterberg • Control. Adherencia con asfalto,

equivalente de arena, intemperismo, forma de la partícula, desgaste, densidad y absorción. Todas las pruebas que se realizan a los asfaltos. • Diseño. Marshall, HUEEM, compresión simple.


En nuestro país tanto el diseño y control de calidad de mezclas asfálticas, suelen llevarse a cabo mediante el METODO MARSHALL con lo cual solo se evalúan los siguientes aspectos de las mezclas asfálticas:

• El Optimo contenido de Asfalto • La Estabilidad y el Flujo • Vacíos y Densidades

Dejando de lado y sin evaluar propiedades importantes como son: • La cohesión • La adhesividad entre el agregado mineral y el asfalto • La resistencia a las deformaciones plásticas y a la fisuración por fatiga • La resistencia a la tracción

Pruebas a las mezclas asfálticas compactadas En el método Marshall se elaboran tres tipos de pruebas para conocer tanto sus características volumétricas como mecánicas, estas pruebas son: • Determinación de la Gravedad Específica • Prueba de Estabilidad y Flujo • Análisis de Densidad y Vacíos

Determinación de la Gravedad Específica La prueba de gravedad específica puede desarrollarse tan pronto como el espécimen se haya enfriado en un cuarto de temperatura. Esta prueba se hace de acuerdo con la Norma ASTM D1188, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas utilizando parafina; o la ASTM D2726, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas mediante superficies saturadas de especímenes secos. Para determinar cuál norma se debe utilizar, se realizan pruebas de absorción a la mezcla asfáltica compactada; si la absorción

es mayor al 2%, se recurre a la norma ASTM D1188; en caso contrario, se emplea la norma ASTM D2726.Prueba de Estabilidad y Flujo Después de que la gravedad específica se ha determinado, se procede a la prueba de estabilidad y flujo, que consiste en sumergir el espécimen en un baño María a 60ºC ± 1ºC (140 ºF ± 1. 8 ºF) de 30 a 40 minutos antes de la prueba.ENSAYOS PREVIOS • Agregados • Granulometría • Desgaste < 50 % • Solidez < 12 % • Adherencia > 95 % • Peso especifico • Limites de AtterbergZAMORA CUBAS JORGE LUISVEGA ORDOÑEZ YACORIVELA BALLADARES JIMY CHICLAYO - PERU

• El material grueso debe tener como mínimo el 50 % de sus caras fracturadas o angulares. • Asfalto • Peso especifico. • Penetración. • Punto de llama. • Temperatura de mezclado. • Temperatura de compactado.

MANTENIMIENTO DE LOS PAVIMENTOS El mantenimiento de una carretera consiste en proveer y consignar los problemas que se presentan, a causa de su uso, y así brindar al usuario el nivel de servicio para el que la carretera fue diseñada. La vida de un camino está en función de una adecuada respuesta al mantenimiento para prolongar su vida útil.

Tipos de mantenimientos en obras viales.

• Rutinario o preventivo: se realiza periódicamente y permita mantener la utilidad de la vía a lo largo de su vida de diseño. Su ejecución es mínimo de dos veces cada año. En el mantenimiento rutinario o preventivo, especialmente en actividades de limpieza de cunetas, limpieza de alcantarillas, eliminar ramas de árboles, que constituyan peligro para el tránsito, eliminar maleza y reposición menor de material de la vía (bacheo menor).

• Periódico

o correctivo: son obras destinadas a impedir el deterioro de las capas inferiores del pavimento y se realizan en función del daño observado en la vía. Cuando se hace mantenimiento periódico no se hace rutinario. Es realizado una vez al año y comprende la reposición de capa de balasto hasta un 25% del total del proyecto, conformación del proyecto, reparación de obras de drenaje. Esta actividad se realiza durante dos años continuos y al tercer año se debe hacer una rehabilitación.

En el mantenimiento periódico o correctivo, que corresponde a trabajo anual de reposición de la carpeta de rodadura; en este tipo de mantenimiento el trabajo de la comunidad es de apoyo al trabajo de maquinaria y reconstrucción de alcantarillas y cabezales.

• Extraordinario o rehabilitación: Se realiza cuando el estado de la vía muestra un deterioro que excede lo programado, de acuerdo a su vida de diseño, comprende la reposición total de la capas del proyecto, construcción y reparación de obras de drenaje. Esta actividad se realiza cada tres años y cuando se hace la rehabilitación no se da mantenimiento correctivo.

En el mantenimiento extraordinario o rehabilitación, que corresponde a un trabajo de mayor complejidad y se utiliza maquinaria para gran parte de los trabajos, en este caso la comunidad proporciona un apoyo indirecto al trabajo de maquinaria y su participación


es similar a la realizada durante la ejecución de un camino nuevo: Apoyo al abastecimiento de material, construcción de nuevas alcantarillas o su reconstrucción, construcción de cabezales y construcción de cunetas.

CONCLUSIONES:

* Concluimos que la calidad de un buen pavimento no solo depende de un buen diseño, si no de la gran importancia de las mezclas asfálticas q ue se utilizaran en dicho pavimento.

* La durabilidad de las mezclas asfálticas es una propiedad básica de los pavimentos, deben presentar resistencia al agotamiento y a la acción del agua. * La durabilidad potencial

es la resistencia de la mezcla asfáltica a las combinaciones de cambios de temperatura y efectos de agua, por lo tanto, la baja durabilidad potencial de las capas del paquete asfáltico es una de las principales razones que más influyen en el deterioro y el agotamiento de las buenas condiciones de servicio de los pavimentos.

* Concluimos con la importancia que tienen las mezclas asfálticas en el agrietamiento y figuración es un mecanismo habitual de fallo mecánico por fatiga de una capa de pavimento. Aparte de ello, las grietas prematuras indican un problema de diseño o de construcción de la mezcla asfáltica.

* Los factores a tener en cuenta en el diseño y selección de una mezcla asfáltica son los siguientes: Exigencias de seguridad vial, Estructura del firme, Técnicas de Diseño yEjecución, Sitio de construcción del pavimento (topografía, temperatura, terreno, periodo de lluvias trazado de la vía, entre otros), Condiciones de drenaje, Consideraciones económicas.

* Las condiciones en las que va a trabajar la mezcla son: el tráfico, tipo de infraestructura (carretera, vía urbana, aeropuerto, etc.), la capa de la que se trata (rodadura, intermedia o base) y espesor, naturaleza de las capas subyacentes, intensidad del tráfico pesado, clima, etc. Asimismo, hay que distinguir si se trata de un firme nuevo o de una rehabilitación.

LOS ASFALTOS Y EL CLIMAUSO DE CEMENTOS ASFÁLTICOS GRADUADOS POR PENETRACIÓN EN FUNCIÓN

AL CLIMA

CLIMA Pavimentación Muy

Cálido

Cálido Moderado Frio Frígido

AEROPUERTOS Pistas de despegue 40-50 40-50 60-70 85-100 120-150


Caminos auxiliares 40-50 40-50 60-70 85-100 120-150 Aparcamientos 60-70 60-70 60-70 85-100 85-100

CARRETERAS Tráfico pesado y muy pesado

40-50 40-50 60-70 85-100 120-150

40-50 60-70 60-70 85-100 120-150 Tráfico rnedio ligero CALLES Trafico pesado y muy pesado

40-50 40-50 60-70 85-100 120-150 40-50 60-70 85-100 85-100 120-150

Trafico medio ligero CAMINOS PARTICULARES

Industriales 40-50 40-50 60-70 85-100 120-150 Comerciales Estac. Serv. 40-50 60-70 60-70 85-100 85-100 Residenciales 60-70 60-70 85-100 85-100 85-100 APARCAMIENTOS Industriales 40-50 40-50 60-70 85-100 120-150 Comerciales 40-50 60-70 60-70 85-100 85-100 ZONA DE RECREO Pista de tenis 60-70 60-70 85-100 85-100 85-100 Terrenos de juego 60-70 60-70 85-100 85-100 85-100

BORDILLOS

40-50 40-50 60-70 85-100 85-100

REFERENCIA: Manual del Asfalto USA y experiencia de aplicación en países de Europa y Sudamérica.

RENDIMIENTO APROXIMADO DE LOS ASFALTOS DE PAVIMENTACIÓN

El siguiente cuadro nos muestra el rendimiento aproximado de los asfaltos de acuerdo a su aplicación; al respecto es importante indicar que se trata de una guía aproximada. Para el efecto de cálculos de mayor exactitud es importante considerar los siguientes aspectos: diseño en función, tipo de mezcla y otros factores como: clase de suelo, clima, terreno, intensidad del transito y material disponible para la mezcla.

CLASE DE ASFALTO USO RENDIMIENTO CEMENTO ASFÁLTICO MEZCLA EN CALIENTE 30 gl/m3 mezcla


40-50 PEN, 60-70 PEN,85-100 PEN y 120-150 PEN

CONCRETO ASFÁLTICO

4 – 7% peso total de la mezcla

ASFALTO LIQUIDO RC-250

ADHESIÓN NUEVA CARPETA ASFÁLTICA Y EXISTENTE

0.05 gl/m2

SELLADO 0.3 gl/m2 MEZCLA ASFÁLTICA EN FRIO

1.5 - 2.0 gl/m2

PINTURA IMPERMEABILIZANTE

1 gl/ 5 a 10 m2 (según espesor de película

MEZCLAS ASFALTICAS EN FRIO

En general, las mezclas en frío se clasifican dependiendo del ligante que se utilice, la manera de mezclado, por su granulometría, si se utiliza material reciclado y finalmente, por periodo de almacenamiento. Estas clasificaciones se describen brevemente a continuación.Clasificación según el ligante utilizadoLa mezcla asfáltica en frío con emulsión es producida con asfalto que ha sido emulsionado en agua antes de mezclarlo con el agregado. En este estado de emulsión el asfalto es menos viscoso y la mezcla es más fácil de trabajar y compactar. La emulsión romperá luego de que suficiente agua se haya evaporado y la mezcla en frío comienza a tener una buena resistencia. Se utiliza comúnmente como material para bacheo en rutas de bajo tránsito.

La mezcla con asfalto rebajado es producida con asfalto que ha sido disuelto en keroseno u otra fracción más liviana del petróleo, antes de mezclarlo con el agregado. Luego de que la mezcla es colocada la fracción volátil se evapora. Debido a que esto resulta en contaminación del aire, el uso de asfaltos rebajados es ilegal en los Estados Unidos desde los años 70. Aunque son muy utilizados en Europa y el resto del mundo, especialmente para el reciclado de pavimentos ya oxidados.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL MÉTODO DE MEZCLADO

Las mezclas en frío se clasifican según el método de mezclado, en dos tipos: mezclado en planta y mezclado en el sitio de pavimentación.

Las mezclas en frío mezcladas en planta se producen en plantas estacionarias, que permiten un control más estricto desde la producción de los materiales hasta el proporcionamiento durante el mezclado. La colocación y la compactación se hacen con los equipos convencionales de pavimentación.


Las mezclas en frío mezcladas en el sitio, se producen en el lugar de pavimentación por medio de plantas móviles, niveladoras, o equipo especial de mezclado en sitio.Clasificación según el tipo de curva granulométricaTambién, se pueden clasificar dependiendo del tipo de curva granulométrica de los agregados, es decir, agregado de graduación abierta o de graduación densa.

Además, existen mezclas en frío con material recuperado del pavimento que ha sido removido de su sitio original y reducido a tamaño de partícula con los procedimientos adecuados, puede ser usado para la fabricación

de mezclas asfálticas mezcladas y colocadas en frío. Al material de reciclado se le puede añadir más agregado, relleno mineral o asfalto.

Clasificación según el tipo de mantenimientoEl mayor uso de mezclas en frío es en el mantenimiento, y consisten en tres tipos: “de uso inmediato”, que en muchos casos han sido patentizadas como productos previamente preparados, “de apilamiento”, cuyo uso está previsto para el largo plazo (más de 6 meses) y “de apilamiento utilizando RAP” (ReclaimedAsphaltPavement) las cuales utilizan material recuperado en frío.

Mezclas en frío “de apilamiento”: estas mezclas pueden ser usadas luego de periodos de almacenamiento de más de 6 meses, y se mantienen trabajables sin tener que ser calentadas. Un cascarón delgado se forma en la superficie del apilamiento, pero debajo de este, la mezcla mantiene sus características.

La producción de las mezclas para apilar es una operación relativamente simple, el equipo básico requerido para producir grandes cantidades incluye un tambor mezclador y un sistema para la adecuada dosificación de los agregados y la emulsión. El control de la dosificación se realiza por peso.

La mezcla debe ser almacenada en un área limpia para evitar su contaminación. No se debe almacenar en un área baja donde el agua se pueda introducir dentro de la mezcla, por esta razón es recomendado almacenarla en un área cubierta que provea una mejor protección y ayude a mantener la trabajabilidad.

Mezclas en frío “de apilamiento” utilizando RAP: Muchos proyectos de sobrecapas de

mezcla asfáltica incluyen trabajos de fresado que pueden producir grandes cantidades de RAP. Son numerosas las aplicaciones del RAP, y una de ellas es el uso de ese material para producir mezclas de mantenimiento.

El manejo de los apilamientos es muy importante, se debe seleccionar un lugar adecuado para el material de RAP, donde este pueda ser procesado y almacenado, además es importante separarlo dependiendo de la fuente para producir apilamientos más uniformes.

La emulsión asfáltica se agrega al RAP utilizando una planta de mezclado. Los contenidos de emulsión típicos para estas mezclas están en un rango de 1 a 2.5% por


peso seco de RAP. Se debe realizar un diseño de mezcla para determinar el contenido de emulsión y las proporciones de RAP

Estas mezclas son usadas con éxito tanto en espesores delgados como gruesos para bacheo y también se pueden usar para la reparación de huecos aislados. En lugares donde los agregados gruesos y quebrados no están disponibles o son difíciles de conseguir, el uso del RAP es recomendado para la fabricación de mezclas de mantenimiento.

Mezclas en frío “de uso inmediato”: las emulsiones asfálticas pueden ser utilizadas muy efectivamente para la preparación de mezclas para mantenimiento de uso inmediato

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INFORMACIÓN GENERAL

El asfalto en frio es de polímeros modificados y de alto rendimiento que viene listo para usar brinda una solución económica, simple, permanente y eficaz para una variedad de aplicaciones. El asfalto en frio es similar en desempeño y apariencia a un buen asfalto caliente de mezcla y puede ser utilizado bajo cualquier condición meteorológica (lluvia o sol , frio o calor ) . Tiene una larga vida de almacenaje manteniéndose en excelentes condiciones para trabajarlo. El asfalto en frio no requiere de adhesivos, los rellenos del asfalto pueden ser abiertos inmediatamente al tráfico, lo que hace perfecto para aquellas situaciones inevitables de “echar e irse”, si se efectúa adecuadamente los rellenos del asfalto en frio deben tener una duración mayor que la mezcla de asfalto caliente.

REPARACIÓN DE BACHES

El asfalto en frio es utilizado con mucho éxito en la reparación de baches. Para la mayoría de las reparaciones, simplemente colocar el material en el bache y compactarlo con una pala, con un pisón manual o pasando las ruedas de un vehículo será suficiente. Siempre que sea posible es mejor limpiar los escombros depositados en el bache utilizando una escoba.

Si el bache está lleno de agua se puede echar el asfalto sin quitar el agua y aun así el material se compacta, se pega y ofrece un desempeño adecuado. Típicamente el material deberá dejarse a una altura mayor que la superficie dura a su alrededor para permitir que ocurra una segunda compactación como resultado de la circulación del tráfico.

La mayoría de los selladores de asfalto y de los materiales para rellenar rajaduras son compactibles con el asfalto en frio y pueden ser aplicados con éxito después de un breve periodo de curación al igual que ocurre con las mezclas calientes .


EXCAVACIONES DE SERVICIOS PÚBLICOS

El asfalto puede ser utilizado como material para la reparación de zanjas si se siguen los procedimientos adecuados para su instalación. Como la cualquier material la adecuada colocación de una base sólida, compacta y bien asentada debajo del material, es imprescindible para evitar rajaduras que puedan ocurrir como resultado de hundimientos, formación de surcos o abultamientos.

El asfalto deberá ser colocado en capas de un espesor máximo de 50mm a la vez debe ser compactado adecuadamente. Se lograra un mejor rendimiento si se utiliza un rodillo vibratorio con ruedas de acero para lograr la compactación después de la aplicación de cada capa de material.

Se espera que el asfalto se consolide hasta un 40% antes de que se logre la máxima densidad. Cuando se esté instalando una capa de 50mm, antes de la compactación, el producto deberá ser depositado aproximadamente 25mm más alto que el nivel de la superficie que se desea obtener, para garantizar que la zanja contenga suficiente material de asfalto una vez que se haya logrado la compactación total


diseño de pavimentos

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