evaluación y seguimiento de mezclas de alto módulo en el acceso oeste

Evaluación y seguimiento de Mezclas de Alto

Módulo en el Acceso Oeste

Ings. Mario Roberto Jair, Ricardo Torchioi Germán Bavdaz

Contenido

IntroducciónAntecedentesEvaluación y seguimientoConclusiones

Introducción Las mezclas de alto módulo de rigidez (EME, "Enrobés à Module

Elevé”, en adelante MAM) fueron desarrolladas en Francia a mediados de los años 80, para la construcción de capas de base, permitiendo la optimización de las estructuras de pavimento con reducción de espesores ó extensión de su vida útil

La combinación de este tipo de material en capas de base con carpetas de rodamiento delgadas de altas prestaciones, fue presentada en la XIV Reunión del Asfalto de Mar del Plata en Noviembre de 2006.

El Grupo Concesionario del Oeste (GCO) adoptó esta solución de pavimentación en el tramo IV de la Autopista del Oeste, ubicado en la ciudad de Lujan. Tanto el diseño como el control y la descripción de las tareas realizada en dicho tramo, fue objeto de un trabajo técnico presentado en la XV Reunión del Asfalto de Rosario en Noviembre de 2008.

El objeto del presente trabajo es compartir el seguimiento del comportamiento de dicha sección, teniendo en cuenta que la tecnología de las MAM está siendo evaluada como alternativa para obras futuras de nueva construcción en el ámbito de la concesión

El tramo objeto de evaluación en el presente trabajo, fue construido en el año 2008. Se trata del denominado tramo IV, sentido descendente, compuesto de dos carriles de circulación y de 2km de extensión

Antecedentes

El proyecto contempló el reemplazo de 21 cm de espesor en tres capas de 7cm, de mezcla asfáltica semi densa de tamaño máximo 19mm con ligante convencional CA 30, por 3 capas de mezcla de alto módulo de rigidez (MAM) del mismo espesor. Por otra parte, la carpeta del rodamiento del tramo evaluado es del tipo micro concreto en caliente F10, de 3cm de esp.

Antecedentes(II)

CAC S19

RAP cemento

Material Granular

Subr. CBR>20

3 cm

21 cm

25 cm

20 cm

SN 5,73>5,65 (diseño)

MAC F10

MAM

RAP cemento

Subr. CBR>20

SN 6,59>5,65

MAC F10

Material Granular

Diseño de la MAM: Granulometrías

Antecedentes (III)

GRANULOMETRIAS

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Tamices

Porc

enta

je p

asan

te

Curva de diseño Limite inferior PG-3 limite superior PG-3 limite inferior Compumodule S-20 limite superior Compumodule S-20

Diseño de la MAM: Bitumen HMAntecedentes(IV)

Test Método Unidad Bitumen HM

Penetración, 25°C,100g, 5s IRAM 6576 0.1 mm 20-30Ïndice de penetración IRAM 6576 -- -1.2/+0.2Ductilidad 25°C 5 cm/min IRAM 6579 cm >100Densidad relativa a 25/25°C IRAM 6586 -- >0.98Flash point, COC IRAM 6555 ° C >230Viscosidad Brookfield a 60°C IRAM 6837 % 6,000-8,000

Después RTFOT

Pérdida de masa a 163°C IRAM 6582 y 6.2 % <0.8Penetración retenida, 25°C IRAM 6576 y 6.2 % >40Ductilidad 25°C, 5 cm/min IRAM 6579 cm >100Índice de durabilidad -- -- <3

Diseño de la MAM: Resultados MarshallAntecedentes (V)

Parámetro D Rice (g/cm2)

Da (g/cm2)

Vacíos (%)

Estab. (N)

Fluencia(mm)

E/F

Promedio LEMIT 2,496 2,440 2,25 15388 3,9 3964

Promedio GCO 2,486 2,439 1,89 12695 3,7 3437

Altura(cm)

Compactación%

Vacíos(%)

Temp. Fabricación

(Promedio,°C)

Temp. compactación

(Promedio°C)

6,8 98,6 3,6 159 147

Probetas moldeadas en obra

Promedio sobre testigos

Diseño de la MAM: eval. de MódulosAntecedentes (VI)

Probetas moldeadas en obra

ITT(kMpa)

Promedio Modulost=0,1s, T=1s, 20°C

(GMpa)Rise time=0,124s, T=3s, 20°C (GMpa)

2,090 13.84 10.95

Modulo (t = 124ms, T = 3000 ms, 15 ºC) = 17.1 GMpaModulo (t = 124ms, T = 3000 ms, 20 ºC) = 13.4 GMpaModulo (t = 100ms, T = 1000 ms, 15 ºC) = 18.65 GMpaModulo (t = 100ms, T = 1000 ms, 20 ºC) = 15.5 GMpa

Valores de diseño en Lab. (según EN 12696 Apendix C)

Diseño de la MAM: eval.de Módulos (II)Antecedentes (VII)

Sobre testigos extraídos durante la construcción

Valores de Módulo (MPa) t=0.1 s;T=1s; 20°C

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

Progresiva

Carril rápido Carril lento Banquina Mezcla Convencional

Antecedentes(VIII)

MAC F10 Base MAM

Evaluación y seguimientoSección de estudio (Ubicación de

testigos)

Prog.1,600, Carril II, Huella interna

Prog.1,300, Carril I, Huella externa

D Rice (g/cm3) -- 2.499 2.481 2.524 -- 2.486 2.51 2.490Muestra (N°-capa) 2-MAC 2-3 2-2 2-1 12-MAC 12-3 12-2 12-1

Espesor (cm) 3.0 7.0 7.0 3.5 4.0 7.0 7.0 6.0

Da (g/cm3) % vacíos con Rice

2.349 2.468 2.442 2.442 2.375 2.455 2.42 2.413-- 1.2 1.6 3.2 -- 1.2 3.5 3.1

ITT, kPa 1,190 1,793 1,553 1,487 -- 2,024 1,63 1,966Contenido asfalto % -- 5.0 5.1 5.1 -- 5.0 5.1 4.8

Volumetría (Prog. 1,600-1,300)Evaluación y seguimiento (II)

Volumetría (Prog. 600-500)

Prog.600, Carril, Huella interna

Prog.500, Carril I, Huella externa

D Rice (g/cm3) 2.495 2.487 2.487 2.499 2.490 2.499Muestra (N°-capa) 18-MAC 18-3 18-2 18-1 16-MAC 16-3 16-2 16-1

Espesor (cm) 4.0 7.0 7.0 7.0

Da (g/cm3)% vacíos con Rices

2.356 2.417 2.347 2.,421 2.,314 2.456 2.418 2.441

3.1 5.6 2.7 1.7 2.9 2.3

ITT kPa 1,198 1,375 1,394 Contenido asfalto,

% 5.0 4.8 4.9

Evaluación y seguimiento (II)

Granulometrías recuperadasEvaluación y seguimiento (IV)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

LIMITES MAM - COMPOMODULE

ÁRIDOS RECUPERADOS DEL TESTIGO Progresiva 1600 - Carril 2 - 3º CAPA











Abertura de tamiz [designación tamiz]

% P

asan

te 200

100

50 16

30 3/8"4 8 1"3/4"

1/2"1/4"

0.075

0.15

0.3 1.180.6 9.54.75

2.36 25.419.012.7

6.4

Prog 1,600 Prog 1,300 Prog 600 Prog 500

Muestra(N°-capa) 2-3 2-2 2-1 12-3 12-2 12-1 18-3 18-2 18-1 16-3 16-2 16-1

Pen 25°C (dmm) 21 26 24 17 23 19 18 13 14 25 19 23

R&B (°C) 60.4 57 59 61,2 59,4 61,8 61,6 66,0 64,8 58,4 61,0 59,4

Viscoa 60°C

(kP)21.2 11.2 11.5 19.52 13.36 20.76 18.16 37.1 25.5 12.84 18.16 14.2

Propiedades del asfalto recuperadoEvaluación y seguimiento (V)

Prog 1,600 Prog 1,300 Prog 600 Prog 500Muestra

(N°-Capa) 2-3 2-2 2-1 12-3 12-2 12-1 18-3 18-2 18-1 16-3 16-2 16-1

E (t=0.1s; T=1s; 20 °C)

[GPa]11.45 10 12.9 11.05 7.93 14.66 12.82 11.41 11.12 13.42 8.04 8.5

E (rise time=0.124s; T=3s; 20ºC)

[GPa]9.98 7.67 10.1 9.21 6.5 10.84 9.68 10.57 9.52 10.38 6.77 6.66

Valores de móduloEvaluación y seguimiento (VI)

Capa MAC F10+ 1ra capa de MAMProg. 1,600 1,300 600 500

Profundidad de huella [mm] 0.91 0.85 0.73 0.83

Estabilidad dinámica [pasadas/mm] 21,232 16,591 22,500 17,027

Ahuellamiento (BS 598)

Evaluación y seguimiento (VII)

Prog. Carril l HuellaPromedio textura [h; mm]

1,600 I Izquierda 0.8II Derecha 1.0

1,300 I Izquierda 1.0II Derecha 0.9

600 I Izquierda 0.8II Derecha 1.1

500 I Izquierda 0.8II Derecha 0.8

Macrotextura (parche de arena)

Evaluación y seguimiento (VIII)

Conclusiones El tramo IV del Acceso Oeste fue construído en 2008 con la

sustitución de 3 capas de mezcla convencional por EME en el mismo espesor, manteniéndose la capa de rodamiento con un microconcreto MAC F 10. Luego de 5 años en servicio los parámetros superficiales se en condiciones aceptables, sin presentar deformaciones y con adecuada macrotextura superficial.

Conclusiones (II)

Del análisis de los testigos extraídos, se

observa regularidad en la granulometría de las capas de MAM, como así también en las características del asfalto recuperado La respuesta en cuanto a la contribución estructural de la solución propuesta está cumpliendo con lo esperado, por lo cual GCO está evaluando su utilización futura en caso de plantearse las exigencias de carga y tránsito en áreas de nueva construcción de la autopista.

Agradecimientos

Agradecimiento…eterno

evaluación y seguimiento de mezclas de alto módulo en el acceso oeste

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