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Tema: Metodología SuperpaveAutor: Loreto Araya Zamorano

Mauricio Ortiz Orden

XIV Seminario ALACPA de Pavimentos AeroportuariosXII Taller Federal Aviation AdministrationVII Curso Rápido de Mantenimiento de Pavimentos de Aeródromos28/05 al 01/06 2018 – Ciudad de Quito - Ecuador

“Rehabilitación de Pavimento en Aeropuerto Arturo Merino Benítez de Santiago, con Mezcla Asfáltica Diseñada a través de Metodología

Superpave”




RED AEROPORTUARIA EN CHILE

92% de los pavimentos de la red primaria ysecundaria de Chile corresponden a mezclaasfáltica

Causas de los deterioros; Clima y Carga

Intervenciones de conservación mayorprematuras, cada 6 u 8 años que implicabanmolestias a las operaciones del aeropuerto




Desarrollar una especificación técnica paradiseño de mezcla asfáltica que relacionedirectamente los ensayos de laboratorio con elcomportamiento los pavimentos asfálticos

OBJETIVO




1. Desarrollado a partir de los años 302. Evalúa el esfuerzo en la compactación3. Proceso de Selección y Ensayos de materias primas4. Desarrollo de mezclas de prueba5. Medición de Estabilidad y Fluencia

METODO MARSHALL




1. No simula la densificación producida por las cargas de uso esperado dando lugara mezclas susceptibles a presentar deformaciones permanentes o ahuellamiento.

2. Podría estar considerando contenidos de asfalto no óptimo para el desempeñode la mezcla.

3. Estabilidad y Fluencia no caracteriza la mezcla asfáltica para un proyectodeterminado.

METODO MARSHALL




Proceso Colaborativo Academia Público Privado

Investigación y Desarrollo de Seminarios

Desarrollo de trabajo de alumnos tesistas y talleres o capacitaciones con universidades

Elaboración de Especificación Técnica de diseño para atender determinado tipo de proyectos




SHRP: Strategic Highway Research Program 1987 a 1993

Superpave(Superior Performance Pavements)

Considera un conjunto de ensayos yespecificaciones para ligantes y mezclasasfálticas en virtud del comportamiento delmaterial en terreno




Áridos Propiedades de origen

TenacidadAASHTO T96, ASTM C131, M.C.8200.11

Durabilidad-SolidezAASHTO T 104 y ASTM C 88, ~ MC 82002.17

Desintegración por sulfato de sodio MAX 10%Desintegración por sulfato de magnesio MAX 13%

Cantidad de Materiales DeletéreosASTM C 142, ~M. C. 8202.16




Áridos Propiedades de consenso

Angularidad del agregado grueso % Caras fracturadasASTM D5821, AASHTO TP 61, ~ M. C. 8202.6

Angularidad del agregado finoAASHTO T304, ASTM C 1252

Partículas planas y alargadasASTM D4791,~ M.C 8.202.6

Contenido de arcilla-Equivalente de arenaAASHTO T176, ASTM D2419, ~ M.C. 8.2002.9

Partículas Lajeadas Máx 8 %

Equivalente de arena Mín 45%




12,5 mm

Graduación 3

Graduación 219 mm

Graduación 125 mm

ESQUELETO MINERALÁridos

Puntos de Control Superior

Puntos de Control Inferior




AsfaltoPG Grado de Desempeño ASTM D6373

PG XX-YY

Promedio 7 díascorridos demáximatemperatura delpavimento

Medidas 20 mmbajo la superficiede la mezclaasfáltica

Mínimatemperaturadel pavimento

Medidas en lasuperficie dela mezclaasfáltica




Modificación de valor PG final

> PG T° max




Evaluación 3 etapas críticas

1. Transporte, almacenamiento ymanejo

2. Producción, mezcla y construcción

3. Envejecimiento del cementoasfáltico desde su colocación hastael fin de su vida de diseño

2 horas a temperatura decompactación de la mezcla

Horno Rotatorio de Película Delgada (RTFO)

PAV Pressure Aging Vessel




Evaluación 3 etapas críticas




Método de Compactación




Diseño Superpave

Esta metodología deja de lado eldiseño empírico utilizado porMarshall y se enfoca en lapredicción del comportamiento delos pavimentos. Además, considerauna nueva clasificación de ligantesasfalticos, llamada clasificación PG(Performance Grade), basada en lascondiciones climáticas del lugar (T°máximas y mínimas). Todo estopermite obtener mezclas asfálticascon mejor desempeño




Análisis Volumétrico





VAM

% vacíos

VFA

DP

% asfalto




Especificación para Mezcla Asfáltica

% vacíos

VAM




0,6 - 1,2


VFA

DP




Gráficas

% vacíos vs % asfalto




Gráficas

VAM vs % asfalto




Gráficas

VFA vs % asfalto




Gráficas

DP vs % asfalto




Sensibilidad a la humedadTSR

ASTM D 4867TSR > 75%





Análisis de Desempeño

Módulo

Ahuellamiento Fatiga




Norma ASTM D 7369-11 (Módulo resiliente)

Norma AASHTO TP31-96(Módulo resiliente)

Norma UNE 12697-26 (2012), Anexo C (Módulo de rigidez)

Norma AASHTO T342-11(Módulo dinámico)

Módulo




Ahuellamiento

Stripping Point

Consolidación

Pasadas de rueda (N°)

Pro

fun

did

ad a

hu

ella

da

(mm

)




Ahuellamiento




Fatiga 𝐹𝑎𝑡𝑖𝑔𝑎 =𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

2

Norma UNE 12697-26




Fenix UPC




Fatiga AASHTO T321-14




1ra Experiencia en Chile Conservación Rutinaria Aeropuerto Arturo MerinoBenítez, año 2016, etapa I realizada entre julio yagosto de 2016.Reposición de 17.463 m2 de pavimento asfáltico




Primera Experiencia en ChileConservación Rutinaria Aeropuerto Arturo MerinoBenítez, año 2016, etapa I realizada entre julio yagosto de 2016.Reposición de 17.463 m2 de pavimento asfáltico




Conservación Mayor Pista 17R-35L Aeropuerto Arturo MerinoBenítez 2017 - 2018




Conservación Mayor Pista 17R-35L Aeropuerto Arturo MerinoBenítez 2017 - 2018

PG 82-22 en el proyecto

PG 76-22 lo especificado





15% VAM

3,5 % vacíos

75,7% VFA

1,2DP

5,4 % asfalto




Deformación promedio por tramo

Seguimiento mes a mes




Comportamiento de la deformación en terreno

Ah

ue

llam

ien

to (

mm

)

Ahuellamiento promedio en meses




1. En los primeros 2 años de vida, se observa un mejor comportamiento de lacapa asfáltica de rodadura, respecto de mezclas diseñadas con métodotradicional, en lo que refiera a la deformación permanente.

2. El proceso de compactación determinado en laboratorio es replicableposteriormente en terreno.

3. Se requiere en una 2da etapa del proyecto evaluar la evolución del modulode la mezcla asfáltica colocada en terreno.

4. Metodología de diseño y su control en obra, es simple.5. Para el desarrollo de las especificaciones, es necesario la revisión

bibliográfica y su estudio de manera colaborativa entre el estado, laacademia y el mundo privado.




6. Es fundamental el trabajo conjunto entre estados, de manera tal de difundirlos conocimientos y apoyar la idea de que “ningún estado se queda atrás”

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