tesis - estudio comparativo del slurry seal
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIN SUPERIOR
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
ESTUDIO COMPARATIVO DEL SLURRY SEAL UTILIZANDO
AGREGADOS DE TIPO CALCREO Y SILCEO, COMO
TRATAMIENTOS PARA EL MANTENIMIENTO Y
REHABILITACIN DE SUPERFICIES ASFLTICAS.
Trabajo Especial de Grado presentado ante la Ilustre Universidad Rafael
Urdaneta como requisito Final para optar al Titulo de Ingeniero Civil.
Autores: Garca Rojas Edinson Orlando C.I.: 14.106.435
Prado Escobar Lus Alberto C.I.: 15.140.379
Tutor Acad.: Ing. Violeta de Matos C.I.: 4.150.536
Tutor Ind.: Ing. Claudia Pierini C.I.: 13.000.595
Maracaibo, Septiembre 2005.
DERECHOS RE
SERVADOS
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIN SUPERIOR
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
ESTUDIO COMPARATIVO DEL SLURRY SEAL UTILIZANDO
AGREGADOS DE TIPO CALCREO Y SILCEO, COMO
TRATAMIENTOS PARA EL MANTENIMIENTO Y
REHABILITACIN DE SUPERFICIES ASFLTICAS.
Autores: Garca Rojas Edinson Orlando C.I.: 14.106.435
Prado Escobar Lus Alberto C.I.: 15.140.379
Maracaibo, Septiembre 2005.
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DEDICATORIA
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DEDICATORIA.
A Dios y a nuestros Padres
por no dejarnos desfallecer,
quienes nos ayudaron de una
u otra manera a la culminacin
de esta meta, que es el producto
del esfuerzo, constancia y
perseverancia, logrando as
con xito este triunfo que es
de ellos tambin.
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AGRADECIMIENTOS
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AGRADECIMIENTOS.
A la Ing Violeta de Matos, por habernos brindado su valiosa
colaboracin con nosotros y transmitirnos parte de sus conocimientos a lo
largo del perodo de tesis.
A la Ing. Claudia Pierini, por habernos sugerido ste tema,
promoviendo la innovacin en el rea vial y quien con su preparacin y
experiencia se convirti en una valiosa ayuda, que de manera desinteresada
nos condujo a lograr el buen desenvolvimiento del presente trabajo de grado;
adems de ser consecuente y siempre contar con un tiempo para con
nosotros.
Al Ingeniero Gustavo Merino, por permitirnos adquirir los
conocimientos que aplica en su empresa SECOFALCA y contar con su
ayuda tanto como pudo ser posible.
A la profesora Betilia, por su paciencia y espera a lo largo de toda la
tesis.
Al SAEMA y FUNDALANAVIAL, por servir como fuente de aprendizaje
en lo que respecta a la realizacin de ensayos.
Al Universidad Rafael Urdaneta, por servir de medio de aprendizaje,
para la adquisicin de conocimientos tericos.
A todos ellos gracias........
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RESUMEN
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RESUMEN.
GARCA ROJAS, Edinson Orlando; PRADO ESCOBAR, Lus Alberto.
Estudio Comparativo del Slurry Seal Utilizando Agregados de Tipo Calcreo y Silceo, como Tratamientos para el Mantenimiento y Rehabilitacin de Superficies Asflticas Repblica Bolivariana de Venezuela. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniera. Escuela de
Ingeniera Civil. Maracaibo 2005.
En ste Trabajo Especial de Grado, se establece un Estudio Comparativo del Slurry Seal Utilizando Agregados de Tipo Calcreo y Silceo, como Tratamientos para el Mantenimiento y Rehabilitacin de Superficies Asflticas; basndose principalmente en la descripcin de elementos tericos prcticos que fundamentan dichos tratamientos, la ejecucin y anlisis de los ensayos previos a los componentes de las mezclas y el diseo como tal de las variantes a travs de pruebas experimentales, las cuales, nos permitieron elaborar un cuadro comparativo donde se encuentran presente las distintas caractersticas, propiedades y bondades de cada una de las mezcla en estudio. Es importante resaltar la definicin del slurry seal, siendo sta una capa de desgaste y de sello por lo que no debe considerarse como parte estructural del pavimento, generalmente est compuesto por agregados finos, emulsin asfltica, agua, cemento Prtland y aditivos si se requiere. Cabe destacar, que los diferentes procedimientos y resultados de los distintos ensayos realizados, estuvieron siempre al margen de las especificaciones planteadas por los organismos e instituciones del rea; garantizando de sta manera la confiabilidad de los objetivos trazados en la presente investigacin. En lo que respecta al anlisis comparativo, se concluye que aunque las dos mezclas de slurry seal presentaron comportamientos apegados a las normas, la relacin de emulsin asfltica y agregado calcreo mantuvo mejores condiciones en cuanto a consistencia, cohesin, exudacin, deformacin y abrasin de la mezcla propiamente. Finalmente y como propsito fundamental, se recomienda la utilizacin de sta tcnica de mantenimiento preventivo, debido a la facilidad y los bajos costos que se generan en el manejo y colocacin en obras; adems de la ausencia de solventes txicos o voltiles en su composicin, representando as un bien ecolgico al medio externo.
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INTRODUCCIN
INTRODUCCIN.
El mantenimiento se define como el conjunto de acciones continuas y
permanentes, encaminadas a preveer y asegurar el funcionamiento y la
eficiencia de un bien. Por su parte el mantenimiento de carreteras, tiene
como principal objetivo preservar y conservar cada elemento que compone la
estructura en servicio y dejarla tanta como sea posible a la condicin original
como fue construida o subsecuentemente mejorada, para proporcionar as un
medio de transporte seguro y satisfactorio.
La implementacin de mezclas con emulsiones asflticas representan
una buena alternativa como tratamientos superficiales en los pavimentos, ya
que son hasta cierto punto ms ecolgicas que las mezclas asflticas en
caliente o tradicionales, debido a la ausencia de lquidos solventes txicos
o voltiles en su composicin; otras de las virtudes de dichas mezclas, son
los bajos costos que se generan y la facilidad en el manejo y colocacin en
obras.
La presente investigacin pretende impulsar otra alternativa al
mantenimiento y rehabilitacin de superficies asflticas, implementando una
tcnica a base de emulsin asfltica y definida como slurry seal, tomando
como variante el desenvolvimiento de dicha mezcla con agregados de
origen calcreo y silceo.
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INTRODUCCIN
Este estudio surge de la necesidad de establecer los
comportamientos, propiedades y bondades que se originan en las mezclas
de slurry seal con diferentes tipos agregados y de sta manera poder definir
cual de las dos mezclas representa la mejor solucin como tratamiento
superficial.
Cabe resaltar que el presente trabajo se realiz bajo una investigacin
de tipo descriptiva y evaluativa basado en un diseo experimental, donde se
ejecutaron una serie de pruebas a nivel de laboratorio dando cada una de
ellas respuesta o cumplimiento a los objetivos planteados. As mismo, sta
investigacin contempla un nmero de cuatro captulos, los cuales se
especifican a continuacin: El Problema, Marco Terico, Marco Metodolgico
y Anlisis e Interpretacin de Resultados.
Finalmente, los distintos componentes de las mezclas estudiadas
estuvieron al margen de las diferentes especificaciones normalizadas por
institutos u organizaciones relacionadas con el rea, garantizndose de sta
manera la confiabilidad de los resultados obtenidos.
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INDICE GENERAL
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INDICE GENERAL.
Pg.
DEDICATORIA..v
AGRADECIMIENTOS..vi
INDICE GENERAL..vii
INDICE DE TABLAS.xi
INDICE DE GRFICOS..xii
INDICE DE PLANILLAS.xiv
RESUMEN...xvi
INTRODUCCIN...1
CAPITULO I. EL PROBLEMA3
1. Planteamiento y Formulacin del Problema.4
2. Objetivos.7
2.1. Objetivo General..7
2.2. Objetivos Especficos..7
3. Justificacin e Importancia de la Investigacin8
4. Delimitacin9
4.1. Delimitacin Espacial..9
4.2. Delimitacin Temporal..10
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INDICE GENERAL
viii
Pg.
CAPITULO II. MARCO TERICO...11
1. Antecedentes..12
2. Fundamentacin Terica...17
2.1. Mantenimiento y Rehabilitacin de Vas20
2.2. Tratamientos Superficiales..21
2.2.1. Usos de los Tratamientos Superficiales..25
2.3. Definicin de Slurry Seal..26
2.4. Caractersticas del Slurry Seal....28
2.5. Componentes del Slurry Seal..29
2.5.1. Emulsin Asfltica...30
2.5.1.1. Composicin del las Emulsiones31
2.5.1.2. Clasificacin de las Emulsiones Asflticas...32
2.5.1.3. Componentes de la Emulsin.34
2.5.1.4. Fabricacin de la Emulsin Asfltica.37
2.5.2. Agregados....39
2.5.2.1. Tipos de Agregados.39
2.5.2.2. Origen Geolgico..41
2.5.2.3. Caractersticas Deseables de los Agregados..44
2.5.2.4. Importancia de los Agregados en el Slurry Seal.45
2.5.3. Filler..46
2.5.4. Agua..47
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INDICE GENERAL
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2.5.5. Aditivos.47
2.6. Tipos de Slurry Seal..48
2.7. Campos de Aplicacin..50
2.8. Ventajas del Slurry Seal...52
2.9. Especificaciones....53
2.10. Ensayos Previos a Diseo de Mezcla.....55
2.10.1. Ensayos en la Emulsin55
2.10.2. Ensayos en los Agregados..57
2.11. Ensayos Correspondientes a la Mezcla..60
2.12. Diseo del Slurry Seal62
2.13. Proceso de Mezclado y Colocacin.66
3. Definicin de Trminos Bsicos...73
4. Sistema de Variables e Indicadores77
5. Definicin de la Variable Operacional.78
CAPITULO III. MARCO METOLGICO.79
1. Tipos de Investigacin...80
2. Poblacin y Muestra...81
3. Tcnicas de Recoleccin de Datos.83
4. Descripcin de Ensayos83
4.1. Ensayos a los Agregados83
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INDICE GENERAL
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4.2. Ensayos en la Emulsin...95
5. Diseos de las Mezclas...106
CAPITULO IV. ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS119
1. Anlisis de Resultados. Ensayos de Agregados.121
2. Anlisis de Resultados. Ensayos de la Emulsin122
3. Anlisis al Cemento Prtland y el Agua124
4. Anlisis de Diseo y Resultados en las Mezclas Asflticas..125
5. Anlisis de Cuadro Comparativo entre las Mezclas de Slurry Seal.144
CONCLUSIONES.151
RECOMENDACIONES153
BIBLIOGRAFA.....155
REFERENCIA DE PGINAS WEB157
ANEXOS A 158
ANEXOS B.168
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CAPITULO I. EL PROBLEMA.
1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIN DEL PROBLEMA.
travs de estos ltimos aos, en diversos pases del continente y el
mundo, ha surgido la necesidad de buscar la implementacin de nuevas
tcnicas en mantenimiento y rehabilitacin de superficies asflticas en vas y
aeropuertos, todo esto debido a la inmensa proliferacin de distintos tipos de
fallas e irregularidades que se presentan en dichas superficies, tal razn se
debe al mal manejo y/o poco uso de las tcnicas existentes.
La gran mayora de estos pases no son productores de petrleo, por
lo que, ha diferencia de los pases petroleros, se les dificultad de una manera
u otra elaborar los diversos tipos de productos asflticos que se necesitan
para el uso de estas tcnicas. Estos pases se han visto en la obligacin de
buscar e implementar nuevas soluciones en este mbito, con el propsito
principal de disminuir el factor econmico y aumentar el grado de calidad de
dichas vas, para as contar con una red vial conservada, eficiente y de
continuo crecimiento.
Venezuela, pas productor y exportador de petrleo es muy conocido
por la calidad de sus productos asflticos, ya que presentan ptimas
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CAPITULO I. EL PROBLEMA
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propiedades fsicos qumicas y buena adherencia con los agregados
ptreos al momento de ser mezclados y colocados. Sin embargo, lo que es
incomprensible es el mantenimiento y desarrollo de la red vial, que esta lejos
de tener las mejores condiciones y recursos (Tecnolgicos, Humanos y
Econmicos), lo cual provocan el rpido deterioro de las mismas, aun
cuando durante en dcadas se han realizado importantes inversiones que
han contribuido a conformar la red vial venezolana, que cuenta con una gran
cantidad de kilmetros de carreteras pavimentadas.
Actualmente la vialidad en Venezuela presenta problemas de
mantenimiento preventivo y correctivo. A lo largo de la red vial, pueden
observarse diversos tipos de fallas, tales como: grietas de bordes, piel de
cocodrilo, grietas de reflexin, ondulaciones, ahuellamientos, baches, entre
otros. Originndose estas, debido a la fatiga de la mezcla asfltica, falla de
soporte lateral, contraccin y expansin por cambio de temperatura,
consolidacin o movimiento lateral de los materiales bajo el efecto del
trfico, alto contenido de asfalto, debilidad del pavimento por escasez del
asfalto, drenaje deficiente y otras.
Ahora bien, los estados Zulia y Gurico exigen para su crecimiento
econmico la construccin, mantenimiento y rehabilitacin de vas en dichas
regiones; por tanto a fin de optimizar los recursos, se tiene que evaluar y
comparar la extensa gama de alternativas que existen para construir y
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CAPITULO I. EL PROBLEMA
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recuperar la mayor cantidad de kilmetros con una menor inversin en vas
principales, secundarias y aeropuertos.
Es necesario destacar que en estos estados al realizar una
repavimentacin a las vas, la tendencia es colocar mezclas de concreto
asfltico, ya que es el mtodo de mantenimiento utilizado en las regiones.
Sin embargo, en algunos casos de rehabilitacin de pavimentos se pueden
utilizar otras alternativas para lograr la recuperacin de las vas, tal como lo
es el slurry seal, tcnica que ha tenido bastante auge debido a sus bajos
costo de produccin y aplicacin, adems de la gran aceptacin como
tratamiento superficial.
Un factor fundamental y determinante en la dosificacin del slurry seal,
es la procedencia geolgica del agregado y el tipo de emulsin asfltica que
se utiliza para la misma. Hasta ahora se tiene conocimiento de la elaboracin
de estas mezclas con agregados de tipo calcreo y silceo en el estado
guarico, donde su comparacin en cuanto al desenvolvimiento ha sido de
forma emprica, ms no han sido evaluadas de tal manera, que se pueda
establecer experimentalmente el comportamiento del slurry seal utilizando
agregados de procedencia de tipo calcreo o silceo.
Por lo anteriormente descrito, se hace necesario plantear las
siguientes interrogantes: Cmo describir los elementos Tericos Prcticos
que fundamentan est investigacin?, De que manera se conocern cada
uno de los tipos de slurry seal de acuerdo a los elementos que la
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CAPITULO I. EL PROBLEMA
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conforman?, Cul debe ser el anlisis, que se debe llevar a cabo entre los
diferentes componentes de un slurry seal?, Cmo disear un Cuadro
Comparativo que presente caractersticas, propiedades y bondades, de cada
uno de los slurry seal o tratamientos superficiales? y Cul de los dos
agregados utilizados en este estudio, establece un mejor comportamiento
con la emulsin asfltica a utilizar?.
2. OBJETIVOS.
2.1. Objetivo General: Realizar un estudio comparativo del Slurry Seal
utilizando agregados de tipo calcreo y silceo, como tratamientos
para el mantenimiento y rehabilitacin de superficies asflticas.
2.2. Objetivos Especficos:
Describir los elementos tericos prcticos, que fundamentan
los tratamientos superficiales.
Realizar los ensayos requeridos a los componentes que
conforman los tratamientos superficiales tipo Slurry Seal.
Analizar los resultados obtenidos en el estudio, de acuerdo a las
funciones y caractersticas que poseen.
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CAPITULO I. EL PROBLEMA
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Disear las mezclas asflticas, utilizando los agregados de tipo
calcreo y silceo.
Elaborar un cuadro comparativo que presente caractersticas,
propiedades y bondades de cada una de los tratamientos
superficiales estudiados
.
3. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIN.
La vialidad como parte del sistema de comunicaciones es de gran
importancia en cualquier pas, ya que contribuye con el transporte de bienes,
servicios y personas, aportando as de manera inminente un desarrollo
productivo y econmico para el mismo.
Por tal razn, est investigacin permite impulsar y promover
soluciones en lo que respecta al mantenimiento y rehabilitacin de
superficies asflticas, que aporten un bien ecolgico, econmico, cientfico,
de calidad, entre otros aspectos de importancia, que de una manera u otra
contribuyan con el desarrollo y crecimiento ptimo del pas.
Es importante resaltar, que dicha investigacin cobra vigencia en
virtud a la crisis y al estado de deterioro que actualmente se encuentra
nuestras vas y aeropuertos existentes, por lo que, los ingenieros viales se
han visto en la necesidad de analizar nuevas tcnicas y opciones distintas a
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CAPITULO I. EL PROBLEMA
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las carpetas de concreto asfltico utilizadas mayormente en la regin, con el
fin de recuperar o alargar la vida til del pavimento.
Por otra parte hay que destacar de manera significativa, que slo se
implementan en gran porcentaje planes de trabajo en lo que concierne al
mantenimiento correctivo de dichas vas, es decir, cuando la nica solucin
es sustituir la superficie asfltica del camino en forma parcial o total; dejando
as a un lado la utilizacin de tcnicas de mantenimiento y rehabilitacin
preventivo, las cuales pueden alargar la durabilidad, confort, vida til y
servicios del pavimento como tal.
En este aspecto el slurry seal es una mezcla compuesta
principalmente por emulsiones asflticas, agregados, filler y agua, la cual es
empleada como tratamiento superficial de los pavimentos. Actualmente esta
tcnica es aplicada en el estado Gurico, donde existe all la necesidad de
evaluar la relacin y propiedades que pueda tener la emulsin asfltica,
cuando es mezclada con agregados de origen calcreo y silceo, para as
determinar que material ptreo posee mejores caractersticas y brinde un
mejor comportamiento con dicha emulsin.
4. DELIMITACIN.
4.1. Delimitacin Espacial: La presente investigacin se realizar en las
ciudades de Maracaibo, Estado Zulia y Punto Fijo, Estado Falcn,
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CAPITULO I. EL PROBLEMA
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especficamente en las oficinas del S.A.E.M.A (Servicio Autnomo de
Ensayos de Materiales) y en el laboratorio de S.E.C.O.F.A.L.C.A.
respectivamente.
4.2. Delimitacin Temporal: La duracin de la investigacin comprender
un lapso entre el mes de septiembre del ao 2004 hasta el mes de
septiembre del ao 2005.
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CAPITULO II. MARCO TERICO.
1. ANTECEDENTES.
Las emulsiones asflticas en los pavimentos, se han venido
implementando con mucha frecuencia en pases donde se est buscando
obtener una mayor economa y beneficio ambiental en la construccin vial. El
slurry seal, mezcla compuesta principalmente por emulsin asfltica, es una
de las opciones para el mantenimiento y rehabilitacin de pavimentos, la cual
ha tenido un gran desarrollo en varios pases del hemisferio, pero poco
auge en nuestro pas.
El slurry seal es un tratamiento superficial de calidad superior,
realizado por medio de una capa delgada que permite el reestablecimiento
del buen estado del pavimento, otorgando as una superficie fcil de transitar,
alargando el servicio de una carpeta asfltica o de concreto hidrulico.
Estas mezclas tiene su origen en 1958 en los Estados Unidos, pero
fue hasta 1964 cuando sali al mercado una mquina especial para su
aplicacin. La empresa Young Slurry Seal, introdujo la mquina Young 504
con una capacidad de 3.5 m3 de carga de material ptreo.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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A pesar de tener buenos resultados el slurry seal en trabajos en calles
de ciudades, en el caso de su aplicacin en los aeropuertos de E.U. hubo
una recomendacin del Departamento de la Marina en 1964 que deca: El
slurry Seal no se recomienda para ser aplicado en los aeropuertos con un
trnsito areo importante, especialmente cuando los neumticos de los
aviones estn inflados a con una presin de 250 libras/pul2 o ms.
Esta dea prevaleci por mucho tiempo, hasta que en 1968 la empresa
COLAS en Francia comenz emplear emulsiones con ltex aninico y
revertan su pH de alcalino a cido para poderlo emplear en emulsiones
catinicas. El slurry seal modificado con ltex inici una nueva etapa para
este tipo de tratamiento superficial.
Varias empresas americanas productoras de polmeros, comenzaron a
introducir los ltex neutros o ligeramente cidos, para que pudieran ser
empleados con emulsiones catinicas; su calidad a mejorado mucho y el
ltex sinttico SBR con pH cido puede ser empleado con toda confianza en
la fabricacin de emulsiones super - estables o de rompimiento controlado
catinicas.
En Venezuela, la Fundacin Laboratorio Nacional de Vialidad
(FUNDALANAVIAL), realiz en el ao 2001 un diseo de Slurry Seal, donde
su objetivo principal era capacitar al personal tcnico, en cuanto a ensayos
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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preliminares de los componentes de dicha mezcla y los ensayos requeridos
para el diseo de la misma.
Salvador M. Mara (2001), en su trabajo especial de grado "Aplicacin
de la Tcnica de Construccin y Rehabilitacin Vial con Micro - pavimentos"
se bas en el diseo de una mezcla con material granular, cemento Prtland,
agua y emulsiones modificadas con polmeros, con el fin de sustituir la
carpeta de concreto asfltico que se utiliza para la rehabilitacin de las vas.
En el mencionado trabajo, se concluy que la mezcla es de buena calidad ya
que cumple con las especificaciones establecidas y se recomienda que las
carreteras con grietas por contraccin y expansin o muy deterioradas y
estructuralmente daadas, no debern ser considerados para Micro
pavimentos; a menos que hayan sido apropiadamente tratadas.
Dvila O. Maria L. y Urdaneta P. Lus G. (2001), realizaron una
investigacin titulada Uso de la Tcnica del Micro pavimento para
Recuperacin y Mantenimiento de Carreteras y Aeropuertos (Caso
Aeropuerto Internacional de San Luis Potos, Mxico). El tema principal de
sta tesis son las emulsiones asflticas que se emplean en la construccin
de pavimentos, y el objetivo principal es dar a conocer estos productos, que
estn tomando un lugar muy importante en la construccin de carreteras y
aeropuertos en la mayora de los pases, ya que se trata de eliminar el
empleo de rebajados asflticos por ser solventes caros y ecolgicamente
contaminantes al ambiente. El mortero asfltico consiste en una mezcla de
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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materiales ptreos, emulsin asfltica, agua, aditivos y fillers, que proporcionan
una mezcla homognea la cual se aplica sobre la superficie de un pavimento
desgastado, oxidado y con pequeas grietas, es una capa con textura rugosa,
resistente, antideslizante y perfectamente adherida sobre la superficie.
De acuerdo a los resultados se puede demostrar que el diseo de
micro - pavimentos que se utiliz en el aeropuerto de San Lus Potos -
Mxico, cumple con las expectativas de uso, pues al abrirse el aeropuerto al
trnsito de aviones quedo la huella del caucho en el pavimento, sin daar ni
modificar la capa aplicada en menos de 3 horas.
Hernndez Armado y Orentas V. (2000). Diseo de Mezcla
Emulsin para la Construccin de Vas Rurales; 2 Congreso Venezolano
del Asfalto. El presente trabajo se basa en el diseo de una mezcla arena
emulsin, con la finalidad de utilizarlo como sustituto de las mezclas de
asfalto en fro, usadas en pavimentacin. Estas mezclas son de gran
beneficio ecolgico y econmico, ya que no despiden gases contaminantes a
la atmsfera y se adaptan a cualquier tipo de material ptreo.
En cada pas siempre se busca la forma de conseguir soluciones
inmediatas a los problemas que se presentan, establecer nuevos mtodos de
construccin que permitan reducir el impacto econmico.
El uso de las emulsiones asflticas suministra una solucin parcial a
los problemas energticos, lo cual es de vital importancia, en especial en
Venezuela, cuando actualmente la situacin econmica obliga a preservar el
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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petrleo, recursos bsicos y enfocar los sistemas productivos hacia nuevos
mundos. En este sentido las emulsiones constituyen un perfecto sustituto de
los cutbacks, reduccin del consumo del solvente presente en estos y por su
bajo requerimiento de calor, con lo que contribuyen al ahorro en materia de
combustible.
Con el objeto de solucionar este problema, se analiza la posibilidad de
sustituir los diseos de mezcla de arena asfalto en fro, por las mezcla de
Arena Emulsin. En este trabajo se dise una mezcla de arena emulsin
con la finalidad de ayudar a los ingenieros, constructores y entes del estado,
a tener una referencia precisa que cumpla con las normas y
especificaciones. Se aspira que servir de base para proyectos que se
quieran realizar con la mezcla de arena - emulsin, ya que el diseo arroja
buenos resultados y se comporta de manera satisfactoria.
Potti Juan J. y Martnez Mara (2002). Aplicaciones Basadas en el
Empleo de Emulsiones. Una Tcnica Amigable con el Medio Ambiente;
INGEOPRES. Nmero 105. Pg. 24 31. La emulsin bituminosa es un
material relativamente sofisticado y debido a su gran versatilidad su consumo
ha tenido un crecimiento progresivo desde sus comienzos all por los aos
veinte. Durante estos aos se han ido desarrollando, ajustando y optimizando
diferentes tipos de emulsiones mucho ms especficas que han permitido el
progreso de aplicaciones tcnicas adecuadas al desarrollo sostenible de la
sociedad. Este artculo expone cuales han sido los ltimos desarrollos
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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sostenibles, entre los que cabe destacar el reciclado de mezclas bituminosas
in situ con emulsiones, as como lechadas con emulsin de resinas
pigmentadas o de ligante sinttico.
2. FUNDAMENTACIN TERICA.
Pavimentos.
Galvn Mari Carmen (1984), en su gua tcnica define el pavimento
como toda estructura de la va formada por una o ms capas de material
seleccionado y colocado sobre el terreno de fundacin o sobre la sub -
rasante natural.
Generalmente existen dos tipos clsicos de estructura de pavimento:
el rgido y el flexible, siendo la principal diferencia entre las dos, la forma en
que reparten la carga. Desde una perspectiva de diseo los pavimentos
rgidos (tradicionalmente de hormign) poseen un gran modulo de
elasticidad, distribuyendo as las cargas sobre un rea mayor. La principal
consideracin de diseo, es la resistencia estructural del hormign donde
pequeas variaciones en la sub - rasante tienen poca influencia sobre la
capacidad estructural del pavimento. Los pavimentos flexibles consisten en
una serie de capas y su distribucin de cargas viene determinada por las
caractersticas de cada una de ellas.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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Mezclas Asflticas en Calientes.
Las mezclas asflticas en caliente, se definen como una mezcla de
agregados ptreos bien gradados, calentados a temperaturas relativamente
altas con cemento asfltico tambin caliente que acta como ligante. Los
materiales, tanto el ptreo como el ligante son procesados en plantas
especiales, transportados luego al sitio de trabajo y colocados por medios de
mquinas diseadas para tal fin, su compactacin se realiza an estando en
caliente a temperatura aproximadamente de 140 C.
El objetivo principal en un diseo de mezcla asfltica en caliente
(concreto asfltico), es el de seleccionar y combinar los agregados, de tal
forma, de obtener una mezcla econmica que tenga las propiedades y
cualidades siguientes:
a) La mezcla deber encajar dentro de los lmites de las
especificaciones y deber tener suficiente asfalto para cubrir los
agregados, impermeabilizarlos y ligarlos entre si, asegurando de
esta manera la durabilidad del pavimento.
b) Estabilidad adecuada para satisfacer los requisitos de carga y
volumen de trnsito sin que haya deformaciones o
desplazamientos del pavimento.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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c) La mezcla compactada debe tener vacos suficientes para
garantizar un espacio que evite la exudacin de asfalto por la
compactacin adicional que ocurre bajo el trfico.
d) Suficientemente fluida, que permita una fcil trabajabilidad en la
colocacin y compactacin.
Mezclas Asflticas en Fro.
Para la construccin de pavimentos con mezclas asflticas en fro, se
cuenta con tres opciones para conseguir licuar el asfalto (que a temperatura
ambiente es slido) y poder mezclarlo con el material ptreo, para as lograr
su cubrimiento y posteriormente extenderlo y compactarlo en la va. Estas
opciones son:
Diluir es asfalto con kerosene o nafta para que sea lquido a temperatura ambiente.
Calentar el asfalto para licuarlo. Emulsificar el asfalto a fin de lograr a temperatura ambiente un
lquido que adems mejora la propiedad de adherencia.
La tercera opcin nombrada anteriormente es la ms verstil, puesto
que se puede utilizar para mezclar el asfalto emulsificado con todos los otros
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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agregados ptreos de las otras dos opciones y adems con agregados
naturales que se pueden encontrar cercanos a las obras a ejecutarse.
Se consideran las emulsiones asflticas catinicas, por ser las que de
acuerdo a sus propiedades son las que han dado mayor resultado en el uso
vial. En Venezuela las mezclas asflticas elaboradas con estas emulsiones
se pueden dividir de acuerdo a su uso en cuatro grandes rubros, que son:
Tratamientos superficiales. Mezclas finas con espesores de 1 a 5 cm compactos. Concretos asflticos en Fro con espesores de 5 a 10 cm. (o
ms si es necesario)
Bases asflticas con espesores de 7 cm en adelante.
2.1. MANTENIMENTO Y REHABILITACIN EN VAS.
El Instituto del Asfalto (1983), expresa que el mantenimiento de vas
es el trabajo ejecutado para conservar una obra vial, que se encuentra bajo
las condiciones normales de trfico junto con la accin y fuerza de la
naturaleza, mejorando las caractersticas incorporadas durante su
construccin inicial. La rehabilitacin por su parte es el conjunto de acciones
eventuales, destinadas a restituir de forma original las condiciones normales
de operacin, servicio o funcionamiento posterior a la ocurrencia de fallas.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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Mantenimiento Preventivo: Es el que se aplica en forma planificada
y programada, a fin de preveer y corregir a tiempo las fallas que
pudieran causar daos mayores.
Mantenimiento Correctivo: Es el que se realiza despus que ocurre
la falla. Es aplicable a vas o partes de ellas en los cuales las fallas no
tenga consecuencias mayores y no ofrezca riesgo a la seguridad de
sus usuarios.
Mantenimiento Predictivo: Es el que se aplica como consecuencia
del pronostico, resultado del estudio que se realiza utilizando
instrumentos y tcnicas modernas, que midan las variaciones del
comportamiento o estado del pavimento.
.
2.2. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES.
El Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton
(A.E.M.A.), en su publicacin Manual Bsico de Emulsiones Asflticas,
seala el tratamiento asfltico de superficie, como un trmino amplio que
engloba varios tipos de aplicaciones con asfalto y asfalto agregado,
usualmente de menos de 25 mm de espesor y aplicado a cualquier tipo de
superficie de pavimento. Las superficies asflticas donde se pueden aplicar
los tratamientos son de base granular imprimada, un asfalto existente o un
pavimento de concreto de cemento prtland. Los tratamientos superficiales
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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aplicados a un pavimento existente, son a menudos llamados riegos de
sellados (Seal Coats).
Un tratamiento superficial simple (Chip Seal), implica el riego con la
emulsin asfltica y el inmediato extendido y rodillado de una fina capa de
agregado. Cuando se tiene tratamientos superficiales mltiples, el proceso
se repite para una segunda e inclusive una tercera vez con el tamao del
agregado decreciendo en cada aplicacin.
El sellado doble (Sandwinch Seal), es una tcnica relativamente
nueva, en la cual se coloca primeramente un agregado de gran tamao,
luego se riega con la emulsin asfltica (normalmente modificada con
polmeros) e inmediatamente se aplica un agregado de menor tamao que
cierra el sellado.
Un Cape Seal es un tratamiento superficial simple, seguido de una
lechada asfltica (Slurry Seal) o de un Micro Aglomerado (Micro -
Surfacing), para as llenar los vacos dejados entre los agregados de gran
tamao.
Una lechada asfltica (Slurry Seal), es una mezcla de agregado de
granulometra cerrada, emulsin asfltica, fillers, aditivos y agua. La lechada
asfltica es aplicada como un tratamiento de superficie de poco espesor, con
una mquina especialmente diseada. El Micro Aglomerado es muy
parecido a la lechada asfltica, pero con la incorporacin de polmeros y el
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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empleo de tcnicas especializadas de diseos, ofrece mayor durabilidad y
puede ser colocada en capas de mayor espesor.
Adecuadamente construidos, los tratamientos asflticos de superficies
son econmicos, fciles de colocar y de una larga duracin; todos ellos sellan
y agregan aos de servicios a las superficies de los pavimentos; pero cada
uno de ellos tiene uno o ms propsitos especiales. Un tratamiento de
superficie no es en s mismo un pavimento, es principalmente una tcnica de
mantenimiento econmicamente efectiva para prolongar la vida y durabilidad
del pavimento; resisten a la abrasin del trfico y provee impermeabilizacin
para la estructura inferior. Estos tratamientos agregan poca resistencia
estructural y, por lo tanto, normalmente no se le toma en cuenta al
determinar la capacidad portante de un pavimento.
Cuando estos tratamientos son empleados correctamente pueden
proveer una excelente superficie resistente al deslizamiento, no es una
solucin para todos los problemas que pudiera presentar el pavimento. Para
obtener los mejores resultados, es esencial una clara compresin de las
ventajas y limitaciones de los tratamientos de superficies con emulsiones
asflticas y debern tomarse en consideracin la intensidad del trfico, las
condiciones del pavimento existente, las condiciones climticas y los
materiales disponibles a la hora de disear algunos de estos tratamientos. A
continuacin se presenta la siguiente tabla N 1, indicando diversos tipos de
tratamientos superficiales, con descripcin y sus usos ms elementales.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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Tabla N 1.
Tratamientos de Superficies y Riegos de Sellado con Emulsiones Asflticas.
Tipo de Construccin Descripcin y Usos
Emulsiones Asflticas Tpicas Sugerencias Constructivas
Tratamiento Superficial Simple
(Chip Seal)
De los mtodos de mantenimiento de bajos costo, el ms importante. Provee una superficie para todo tipo de clima, renueva pavimentos intemperizados, mejora la resistencia al deslizamiento, la demarcacin de carriles y sella pavimentos.
CRS-2(CRR-2),RS-2(RR-2)
Aplicacin de riego. Muchos tipos de textura disponible. Claves para el xito: coordinar la construccin, utilizar agregados limpios y duros y calibrar adecuadamente el equipo de riego.
Tratamiento Superficial Doble
Dos aplicaciones de ligantes y de agregado. Para la segunda aplicacin de agregado se emplea un tamao menor que el correspondiente a la primera. Durable, aporta algo de nivelacin, disponible en varias texturas.
CRS-2(CRR-2), RS-2(RR-2), HFRS-2 (RR-2 de alta
flotacin) (Ver tratamiento superficial simple)
Tratamiento Superficial Triple
Tres aplicaciones de ligantes y tres de tamaos de agregado. Provee un pavimento flexible, de hasta 20 mm de espesor. Provee nivelacin al tiempo que una superficie de sellado muy resistente al desgate.
CRS-2(CRR-2), RS-2(RR-2), HFRS-2 (RR-2 de alta
flotacin) Aplicacin de riego en tres capas.
Cape Seal
Combina un tratamiento superficial simple con una lechada asfltica. Provee, para reducir el hidroplaneo, la superficie spera nudosa de un tratamiento de superficie, pero al mismo tiempo dispone de una resistente matriz de arena para la durabilidad. Los datos de ensayos indican una mayor resistencia al dao producido por neumticos con clavos que un tratamiento superficial simple. Los valores de friccin pueden ser mayores que los correspondientes a las mezclas asflticas convencionales en calientes.
CQS-1H(CRR QS-1h), CSS-1h(CRL-1h), QS-1h(RR QS-
1h), SS-1h(RL-1h), RS-2(RR-2), CRS-2(CRR-2)
Aplicar un tratamiento superficial simple. Luego del curado, barrer el material suelto y aplicar la lechada asfltica. Para formar la matriz, hacer el enrase sobre la superficie del agregado. Evitar un exceso de lechada (que puede cubrir la deseada textura nudosa de los agregados).
Sellado Doble (Sndwich Seal)
Mejora la resistencia al deslizamiento, sella pavimento.
RS-2, CRS-2(CRR-2), HFRS-2(RR-2 de alta
flot.)(usualmente con adiccin de polmeros)
Extender el agregado de mayor tamao, distribuir la emulsin y luego cubrir con el agregado menor, para trabajar el agregado mayor.
Sellado con Arena (Sand
Seal)
Restaura la uniformidad de la superficie. En la ciudad, facilita el barrido de la calles y mejora la visibilidad de la demarcacin horizontal. Revitaliza pavimentos seco, intemperizados; reduce el desprendimiento.
CRS-1h(CRR-1),CRS-2(CRR-2), RS-1(RR-1), RS-
2(RR-2), MS-1 (RM-1), HFMS-1 (RM-1 alta flot.), HFRS-2(RR-2 alta flot.)
Aplicacin de riego, mas una capa de arena. Compactar con rodillo neumtico. Evitar exceso de ligante.
Lechada Asfltica (Slurry Seal)
Empleada en el mantenimiento de aeropuerto y calles de ciudad, donde no es tolerable el agregado suelto. Sella, llena de presiones menores, provee una superficie fcil de barrer. La lechada liquida se aplica con una caja distribuidora provista de una enrasadora con tiras de goma.
CQS-1H(CRR QS-1h), CSS-1h(CRL-1h), QS-1h(RR QS-
1h), SS-1h(RL-1h)
Ensayar la mezcla de emulsin y agregados para alcanzar la trabajabilidad, la velocidad de rotura y la durabilidad deseada. Calibrar los equipos previamente al inicio del proyecto.
Micro-Aglomerado
(MicroSurfacing)
Recapado (resurfacing) de alta performace empleado en mantenimiento de carreteras, calles urbanas y aeropuertos, donde se requiere una superficie durable y resistente a la friccin. Rpida correccin de la superficie del camino.
CSS-1h(CRL-1h)(modificada con polmeros)
Debera requerirse un diseo de mezcla. Calibrar el equipo previamente al inicio del proyecto. Para una correcta aplicacin se necesita personal experimentado.
Riego de Sellado (Seal Coat)
Se aplica superficies asflticas existentes. Mejora la apariencia, en parte sella fisuras y enriquece superficies intemperizadas.
SS-1(RL-1), SS-1h(RL-1h), CSS-1(CRL-1), CSS-
1h(CRL-1h)
Aplicada con regadores o escobas de gomas, con la adiccin de arena angulosa. Dejar que cubra completamente antes de liberar al trfico.
Riego Pulverizado (Fog
Seal)
Una ligera aplicacin de riego de ligante aplicado a la superficie de un tratamiento superficial, una mezcla abierta o una superficie de mezcla en caliente, intemperizada. Funciona parcialmente como sellador de fisuras, reduce el desprendimiento (raveling) y enriquece superficies intemperizadas.
SS-1(RL-1), SS-1h(RL-1h), CSS-1(CRL-1), CSS-
1h(CRL-1h)
Aplicada con regadores, con o sin cubierta de arena. Diluir al emulsin en agua con la finalidad de lograr la cobertura sin agregar ligante en exceso.
Nota 1: los grados de emulsin QS(QS-1h, CQS-1h), han sido desarrollados para lechadas asflticas. Si bien an no estn normalizados, su uso crece rpidamente, habida cuenta de su exclusiva propiedad de rpida rotura resuelve unos de los problemas asociados con el uso de las lechadas asflticas. Nota 2: los grados de emulsin para micro aglomerados han sido desarrollados para trficos intensos y aplicaciones de rellenados de huellas. Sin bien an no estn normalizados su uso esta muy extendido.
Fuente: Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton (A.E.M.A.)
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2.2.1. USOS DE LOS TRATAMIENTOS DE SUPERFICIES.
Los tratamientos de superficies se usan principalmente para:
Proveer una superficie econmica, para todo tipo de clima, para trfico
liviano a mediano. Cuando se empleen emulsiones modificadas con
polmeros y agregados de alta calidad, los tratamientos de superficie
pueden utilizarse en aplicaciones para mayores volmenes de trfico.
Brinda una barrera impermeable que frena el ingreso de humedades
en los materiales subyacentes.
Suministra una superficie resistente al deslizamiento. Aquellos
pavimentos que se han tornado resbaladizos debido a la exudacin
del asfalto (bleeding), desgaste y pulimiento de los agregados, pueden
ser tratados con agregados resistentes y angulosos para devolver la
resistencia al deslizamiento. Para este propsito, los sellados dobles
(sndwich Seal) son ideales.
Dar nueva vida a una superficie intemperizada. La serviciabilidad de
un pavimento afectado por el intemperismo, por desprendimientos,
pueden ser restaurados mediante la aplicacin de un tratamiento de
superficie simple o mltiple.
Proveer una capa temporaria para una nueva base. El tratamiento de
superficie es una cubierta apropiada para una nueva base a utilizarse
o para una construccin planeada en etapas; el tratamiento de
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superficie, particularmente un sellado doble, es una excelente
superficie temporaria hasta que las capas finales de asfalto son
colocadas.
Recuperar viejos pavimentos deteriorados por envejecimientos y
figuracin trmica o por excesivas tensiones. Si bien aporta poca o
ninguna resistencia estructural, un tratamiento de superficie puede
preservar la capacidad estructural resistente al impermeabilizar y
servir como una medida adecuada para detener el proceso de
figuracin, hasta que existe una nueva rehabilitacin del pavimento.
2.3. DEFINICIN DE SLURRY SEAL.
El Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton
(A.E.M.A.) (1992), en la publicacin Manual Bsico de Emulsiones
Asflticas, definen el Slurry Seal como una mezcla de agregados de
granulometra cerrada, emulsin asfltica, aditivos y agua, donde dicha
mezcla no aumenta la resistencia estructural de un pavimento. La lechada
asfltica es una tcnica de mantenimiento muy efectiva para superficies de
pavimentos viejos. La lechada llenar las fisuras superficiales, detendr el
desprendimiento de agregados y prdida de matriz, mejorar la resistencia al
deslizamiento y en general proteger al pavimento, por tanto reducir el
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deterioro por oxidacin y agua y as prolongar globalmente la vida til del
pavimento
Segn Rivera Gustavo Rivera (1998), en el libro Emulsiones
Asflticas, 4 Edicin define, el Slurry Seal Como una capa de desgaste y de
sello, por lo que no debe considerarse como parte estructural del pavimento.
Los morteros estn compuestos de gravilla, arena, finos (fillers) como
cemento o cal, agua, emulsin y aditivos si se requiere. Estos materiales se
mezclan en una forma homognea, dndole al mortero propiedades
tixotrpicas magnficas, con muy buena resistencia a la abrasin.
Merino Gustavo, en el primer Congreso de Asociacin
Latinoamericana de Productores de Emulsiones Asflticas (1990), precisa el
Slurry Seal como una mezcla de emulsin asfltica + ridos + finos bien
gradados granulometricamente + fillers. Cuando estos componentes se
mezclan en proporciones adecuadas, se obtiene una mezcla fluida,
homognea y cremosa. Luego de la evaporacin del agua constituye un
micro aglomerado en fro, estanco y denso.
Grfico # 1. Slurry Seal.
CARPETA
BASE
Fuente: Gustavo Rivera, 2000
Slurry Seal
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2.4. CARACTERISTICAS DEL SLURRY SEAL.
Los aspectos ms importantes de la mezcla de slurry seal, se presenta
en las siguientes caracteristicas:
Durabilidad: La elaboracin de un buen diseo de mezcla y la
utilizacin de agregados de alta calidad, contribuyen a aportar
estabilidad a la capa de rodamiento y el menor desgaste posible de la
misma, brindando as un mayor perodo de vida til, estimndose en
un mnimo de cinco aos. Considerando que el proceso de colocacin
del slurry seal y la maquinaria a utilizar sean los adecuados para as
garantizar el perodo til de la superficie asfltica.
Textura: El Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers
Associaton (A.E.M.A.) (1992), expresa que una correcta combinacin
de materiales, debera producir una lechada o slurry seal con una
textura homognea cremosa que fluir suavemente como una onda
por delante de la enrasadora, garantizando as, el poco escurrimiento
en la mezcla. La superficie del slurry luego de la rotura, presenta una
textura medianamente spera, la cual permanece activa por muchos
aos, haciendo lo ideal para carreteras resbaladizas o pistas de
aeropuertos, manteniendo una textura superficial con excelentes
propiedades antiderrapantes.
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Color: El slurry seal mediante el transcurso de su proceso fsico
qumico de ruptura, va cambiando de un color caf oscuro a negro
uniforme al cabo de poco minutos y dependiendo del origen geolgico
del material ptreo utilizado. Este aspecto realza las caractersticas
potenciales de aceptacin por parte del usuario, ya que hace ms
atractiva a la vista.
Confort: El slurry seal por ser una mezcla compuesta totalmente por
agregado fino (Pasante tamiz N 4), proporciona una excelente
comodidad en el conductor, ya que los tipos de gradaciones
especificadas para estas mezcla, no permiten que se generen ruidos
por la friccin producida entre los neumticos y la superficie asfltica
que vayan ms all de lo tolerable. Esta caracterstica no se resta
adherencia entre estos dos elementos.
2.5. COMPONENTES DEL SLURRY SEAL.
Los principales ingredientes de una mezcla de lechada asfltica o
mezcla de slurry seal son los siguientes: Emulsin asfltica, agregados, filler,
agua y aditivos en casos especiales.
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2.5.1. EMULSIN ASFLTICA.
Es quizs el componente ms importante del Slurry Seal, teniendo
como misin fundamental envolver perfectamente los ridos, sin que se
originen problemas de rotura en el mezclador o en la rastra esparcidora.
Segn el Ing. Gustavo Merino Valery (1990), define las emulsiones
asflticas como la dispersin o la mezcla de dos lquidos no miscibles, en la
que uno de ellos est disperso en el otro en forma de pequeos glbulos. El
liquido dispersado recibe el nombre de fase interna o dispersa y el
dispersante sea el liquido que realiza la dispersin de fase externa o
continua.
En las emulsiones, el asfalto se encuentra en forma de pequesimas
partculas del orden de 1 a 5 micras, suspendidas en la fase acuosa con la
ayuda del emulsificante. Como las partculas de asfalto estn flotando,
poseen las caractersticas de un lquido y se utiliza en las mezclas con
ridos, sin la necesidad de calentarlas, ni en la aplicacin, el transporte y el
tiempo de almacenamiento.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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2.5.1.1. COMPOSICIN DE LAS EMULSIONES.
En cuanto a la composicin de las emulsiones, la Asphalt Emulsion
Manufacturers Associaton (A.E.M.A.) (1992), expresa que una emulsin
asfltica consiste en tres ingredientes bsicos: asfalto, agua y agente
emulsivo. En algunas ocasiones la emulsin puede contener otros aditivos,
como los estabilizantes mejoradores de recubrimientos, mejoradores de
adherencia o agentes de control de rotura.
Es bien sabido que el agua y el asfalto no se mezclan, excepto en
condiciones cuidadosamente controladas y utilizando equipos de alta
especializacin y aditivos qumicos. Mezclar agua y asfalto es una tarea
similar a la del mecnico que intenta lavar solo con agua sus manos
engrasadas; donde solo con detergentes o con un agente jabonoso, la grasa
Grfico # 2. Distribucin de las Partculas de Asfalto en una Emulsin
Fuente: Gustavo Rivera, 1998 DERECHOS RE
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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puede ser exitosamente removida. Las partculas de jabn rodean a los
glbulos de grasa, rompiendo as la tensin superficial que los mantiene
unido y permiten que sean eliminados.
Algunos de los mismos principios fsicos y qumicos se aplican a la
formulacin, produccin y uso de emulsiones asflticas. El objetivo es lograr
una dispersin estable del cemento asfltico en el agua suficientemente
estable para ser bombeado, almacenado por tiempo prolongado y mezclado;
ms an, la emulsin deber romper rpidamente tras entrar en contacto con
el agregado en un mezclador. Entendiendo por rotura, la separacin del agua
del asfalto, al curar el residuo asfltico conserva toda la capacidad adhesiva,
durabilidad y la resistencia al agua, propias del cemento asfltico con el cual
fue elaborado.
2.5.1.2. CLASIFICACIN DE LAS EMULSIONES ASFLTICAS.
El Instituto del Asfalto (1992), comenta que las emulsiones asflticas
se clasifican en tres categoras: aninica, catinica y no inica. En la prctica
las dos primeras son las ms ampliamente utilizadas en la construccin y
mantenimiento de carreteras. Las no inicas pueden ganar importancia a
medida que la tecnologa de emulsiones avance. Las denominaciones
aninica y catinica se refiere, a las cargas elctricas que rodean a las
partculas de asfalto. Este sistema de identificacin se basa en una ley de
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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electricidad bsica donde las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas
se atraen.
Cuando una corriente elctrica circula a travs de un lquido en el que
estn sumergidos los polos (un nodo y un ctodo), el nodo se carga
positivamente y el ctodo se carga negativamente. Si una corriente elctrica
pasa a travs de una emulsin que contiene partculas de asfalto cargadas
negativamente, estas migrarn al nodo. De aqu el nombre de emulsin
aninica; a la inversa, en el caso de emulsiones con partculas de asfalto
cargadas positivamente, dichas partculas migrarn hacia el ctodo,
obteniendo as una emulsin catinica. En el caso de emulsiones no inicas,
las partculas de asfalto son elctricamente neutrales y no emigran a polo
alguno.
Una segunda clasificacin de las emulsiones se basa en la velocidad
con que las gotas de asfalto coalescen, esto significa que se junta
restaurando el volumen del cemento asfltico. Los trminos RS (rapid -
setting, rotura rpida), MS (mdium setting, rotura media), SS (show
Setting, rotura lenta) y QS (quick setting, rotura rpida) han sido adoptados
para simplificar y normalizar esta clasificacin. Son solos trminos relativos
que implican respectivamente una rotura rpida, rotura media, rotura lenta y
rotura rpida controlada. La tendencia a coalescer, sta ntimamente
relacionada con la rapidez con que la emulsin se vuelve inestable y rompe
tras entrar en contacto con la superficie del agregado.
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2.5.1.3. COMPONENTES DE LA EMULSIN.
El Instituto del Asfalto y Asphalt Emulsion Manufacturers Associaton
(A.E.M.A.) (1992), enuncia los siguientes componentes para comprender
como funcionan las emulsiones asflticas.
Asfalto: El cemento asfltico es el elemento base de la emulsin
asfltica y en la mayora de los casos constituye entre un 50 % y 75 %
de la emulsin. Algunas propiedades del cemento asfltico si afectan
significativamente la emulsin final, sin embargo no hay una
correlacin exacta entre las propiedades del asfalto y al facilidad con
que el asfalto pueda ser emulsificado. Si bien la dureza de la base del
cemento asfltico puede variar, la mayora de las emulsiones estn
hechas con asfaltos que tienen un rango de penetracin de 60 250
dcimas de mm; en ocasiones las condiciones climticas puede
requerir un asfalto ms duro o ms blando, en cualquiera que sea el
caso, la compatibilidad qumica entre el agente emulsivo y el cemento
asfltico es esencial para la produccin de una buena emulsin.
Agua: Su contribucin a las propiedades deseadas en el producto
final no pueden ser minimizada. El agua puede contener minerales u
otros elementos que afecten la produccin de emulsiones asflticas
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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estables. Consecuentemente el agua potable puede no ser adecuada
en emulsiones asflticas.
El agua encontrada en la naturaleza puede ser inadecuada
debido a impurezas, sea en solucin o en suspensin coloidal, donde
preocupa particularmente la presencia de iones de calcio y de
magnesio. Estos iones favorecen la formacin de emulsin catinica
estable. Frecuentemente se adiciona cloruro de calcio a las
emulsiones catinicas, con el objeto de aumentar la estabilidad
durante de almacenamiento. Estos mismos iones, sin embargo,
pueden ser perjudiciales para las emulsiones aninicas, debido que
las sales de calcio y magnesio son insolubles en el agua, donde se
forman en la reaccin con sales de sodio, potasio, solubles al agua,
normalmente utilizadas como emulsivos. De igual forma los aniones
de carbonatos y bicarbonatos, pueden facilitar gracias al efecto
amortiguador la estabilizacin de las emulsiones, pero pueden
desestabilizar emulsiones catinicas al reaccionar con emulsivos
compuestos de hidrocloruros solubles al agua.
El agua que contenga partculas, no debieran ser utilizadas en
la elaboracin de emulsiones. Dichas aguas pueden ser
particularmente perjudiciales para las emulsiones catinicas.
Comnmente, tales partculas estn cargadas negativamente y
absorben rpidamente los agentes emulsivos, desestabilizando as la
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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emulsin. El uso de aguas impuras puede resultar un desequilibro en
los componentes de la emulsin, lo que puede afectar en forma
adversa la performance o causar una rotura prematura.
Agente Emulsivo: Las propiedades de las emulsiones asflticas
depende en gran medida de los agentes qumicos utilizados como
emulsivos, este es una agente tensio activo o surfactante que
mantiene las gotas de asfalto en suspensin estable y controla el
tiempo de rotura. Es tambin el factor determinante en la clasificacin
de las emulsiones como aninicas, catinicas o no inicas.
Los agentes emulsivos aninicos ms comunes son los cidos
grasos, que son productos derivados de la madera, tales como:
aceites, resinas, ligninas, entre otros. Estos emulsivos aninicos son
saponificados (convertidos en jabn) al reaccionar con hidrxido de
sodio o hidrxido de potasio. Por otra parte, los agentes emulsivos
catinicos en su mayora, son aminas grasas como pudieran ser
diaminas, imidazolinas y amidoaminas; las aminas se convierten en
jabn al reaccionar con un cido, usualmente cido clorhdrico; otro
tipo de agente emulsivo son las sales grasas o cuaternarias de
amonio, que se emplea para producir emulsiones catinicas, estas
sales son solubles en agua y no requieren la adiccin de cidos, son
agentes emulsivos estables y efectivos.
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El agente emulsivo, es el componente individual ms
importante en la emulsin asfltica y para que sea eficaz, el
surfactante debe ser soluble en agua y poseer un adecuado equilibrio
entre las propiedades hidroflicas y lipoflicas. El agente emulsivo
empleado en combinacin con un asfalto aceptable y agua de buena
calidad y de adecuados procedimientos mecnicos, es el factor
principal en la emulsificacin, la estabilidad y en el performance de la
aplicacin final en el pavimento.
2.5.1.4. FABRICACIN DE LA EMULSIN ASFLTICA.
Rivera Gustavo (1998), en su libro Emulsiones Asflticas, expresa
que el equipo de produccin para la fabricacin de emulsiones es muy
sencillo y fcil de conseguir en el mercado. Lo que realmente tiene problema,
es la formulacin de la emulsin que deben adaptarse a los materiales
ptreos y no estos a las emulsiones, como muchas empresas productoras
creen.
Una fbrica puede ser reducida y tener todos los adelantos necesarios
en maquinarias y accesorios, construyndose en espacios rsticos,
adaptados nicamente para la produccin, independientemente del aspecto
esttico y arquitectnico. El equipo bsico para preparar emulsiones incluye
un dispositivo mecnico de alta velocidad, de altas tensiones de corte
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(usualmente un molino coloidal), para dividir el asfalto en pequesimas
gotas.
Un diagrama esquemtico de una tpica planta de elaboracin de
emulsiones asflticas se muestra en el grfico # 3. Tambin se necesita un
tanque para la solucin de emulsivo, un tanque para el asfalto caliente,
bombas, medidores de caudal y tanques de almacenamiento.
Grfico # 3. Esquema de una Planta Emulsificadora.
Fuente: Gustavo Rivera, 1998
Jabn Emulsificante
Producto Asfltico
Molino Coloidal
Almacenamiento De Emulsin
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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2.5.2. AGREGADOS.
La cantidad de agregado mineral en las mezclas asflticas para
pavimentacin es generalmente del 90 a 95 % en peso y 75 a 85 % en
volumen. Los agregados minerales son los principales responsables de la
capacidad de carga del pavimento. Adems el agregado influye
notablemente en el comportamiento del pavimento.
En ste sentido el Instituto de Asfalto MS-22, define agregados
minerales como cualquier material inerte y duros con partculas
fragmentos graduados usados en la mezcla. Ello incluye arena, grava,
piedra partida, desechos polvo de las rocas.
2.5.2.1. TIPOS DE AGREGADO.
De acuerdo a su origen, los agregados pueden dividirse en dos
grandes grupos: agregados naturales y agregados artificiales.
Agregados Naturales: Son los provenientes de depsitos naturales y
constituyen la principal fuentes de agregados para mezclas asflticas.
Ellos pueden ser utilizados en su estado original o procesados por
medios de triturado, cernido y lavado.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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Agregados Artificiales: Son los agregados producidos por
modificaciones de materiales que pueden involucrar cambios fsicos y
qumicos, como las escorias y los agregados livianos.
Escorias: Es un material no metlico, consistente esencialmente de silicatos de aluminio y cal, las escorias de
altos hornos se producen conjuntamente con el hierro, mientras
las escorias de aceras es un subproducto del proceso
siderrgico, donde el arrabio se refina para obtener acero. En
Venezuela se logra y comercializa principalmente la escoria de
acera en las plantas de SIDOR en Puerto Ordaz, Estado
Bolvar; estas se han utilizados obras viales como: bases
granulares, carpetas asflticas, tratamientos superficiales y
protecciones de taludes; no son aptas para la elaboracin de
algunas obras en el hormign, debido al contenido de xido de
magnesio.
Agregados Livianos: Es un agregado producido por expansin y calcinacin de arcilla o lutita; por procedimientos de tierras
diatomceas y otros materiales. En el pas se elabora en
Charallave, Estado Miranda. Es utilizado en mezclas de
concreto liviano, bloques para paredes, relleno de bajos pesos y
aislantes trmicos. Algunos de los usos en obras viales, son los
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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siguientes: carpetas asflticas, tratamientos superficiales anti-
deslizantes, bases granulares y hormign.
2.5.2.2. ORIGEN GEOLOGICO.
De acuerdo con el origen de las rocas que los constituyen, los
agregados naturales pueden clasificarse en tres tipos: gneos, sedimentarios
y metamrficos.
Tabla N 2. Clasificacin General de la Rocas.
CLASE TIPO FAMILIA
Intrusitas (Grano Grueso)
* Granito * Sienita * Diorita * Gabro * Peridotita * Piroxenita * Hornoblendita Igneas
Extrusivas (grano Fino)
* Obsidiana * Pomez *Tufa * Riolita * Basalto
Calcreas * Caliza * Basalto
Sedimentarias
Silceas
* Lutita * Areniscas * Chert * Conglomerado * Brecha
Foliadas * Gneis * Esquisto * Anfobolita Metamrficas
No Foliadas * Cuarctica
* Serpentina
Fuente: S.E.C.O.F.A.L.C.A.
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CAPITULO II. MARCO TERICO
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Agregado Calcreo: Segn Kraemer Carlos (2004), en su edicin
Ingeniera de Carreteras Volumen II, explica que la caliza es un tipo
de roca sedimentaria muy comn en la Pennsula Ibrica. Por esta
abundancia y por la relativa facilidad de su trituracin, su utilizacin
est generalizada en todas las capas del firme, exceptundose
nicamente su empleo como rido grueso en las capas de rodadura
bituminosas, pues se trata de una roca fcilmente pulimntale:
sometida a un trfico intenso, puede dar lugar a superficies
deslizantes en un perodo de tiempo corto.
Es un tipo de rido que debido a su carcter bsico, suele dar
pocos problemas de adhesividad, es decir, de afinidad con los ligantes
hidrocarbonatos. Se utilizan por ello, para mejorar las caractersticas
en las mezclas bituminosas si se emplea adems otros ridos ms
duros, pero tambin ms cidos. Los agregados calizos tienen
tambin una buena afinidad con los cementos, as como un bajo
coeficiente de dilatacin trmica que resulta interesante, frente a los
fenmenos de contraccin en los pavimentos de concreto o en las
gravas o suelos tratados con cemento empleados a veces con capas
inferiores del firme.
En ocasiones, se encuentran materiales de tipo calizos con
altas proporciones de minerales no calcreos (calizas margosas, como
por ejemplo). Incluso a veces son rocas relativamente duras y
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resistentes a la fragmentacin que cumple las exigencias mecnicas,
pero que pueden originar graves problemas por falta de adhesividad,
mala calidad de los finos, de gradacin del esqueleto mineral, por
accin de las cargas del trfico, entre otros no detectables con los
ensayos ms habituales. Sin embargo, estos problemas pueden
ponerse de manifiesto mediante un sencillo estudio pectogrfico, con
los que se puede determinar la composicin mineralogca y el estado
de evolucin de cada componente.
Agregado Silceo: Kraemer Carlos (2004), en su edicin Ingeniera
de Carreteras Volumen II, indica que stos son procedente de gravas
naturales silceas, trituradas en mayor o menor proporcin, es otro
material que suele ser de amplia utilizacin en las capas de un
pavimento. Hay zonas en las que se emplea solo gravas silceas
cuando prcticamente es el nico material existente.
Estos agregados, tambin de origen sedimentarios, solo se
extraen de yacimientos granulares. Las partculas de menor tamao
se separan mediante el tamizado y a partir de ellas por trituraciones
sucesivas se obtienen las fracciones de menor tamao. Estas
fracciones tienen una angulosidad tanto mayor, cuantas ms caras de
fracturas presente. En ciertos yacimientos es difcil, sin embargo
encontrar bolos con un tamao suficiente (100 mm) para garantizar,
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despus del proceso la angulosidad mnima que exigen las
especificaciones.
Pueden tener insuficiente adhesividad con los ligantes
hidrocarbonatos, que pueden mejorarse con aditivos. Sin embargo, si
el material tiene un elevado contenido de slice y una angulosidad
suficiente, sus caractersticas mecnicas y su razonamiento interno
proporcionan un esquelo mineral bueno para utilizarlo incluso en
mezclas bituminosas, sometidas a la accin directa del trfico.
2.5.2.3. CARACTERISTICAS DESEABLES DE LOS AGREGADOS.
Independientemente del tipo de mezclas asfltica, las siguientes
propiedades son deseables en los agregados que la constituyen:
Granulometra y tamao adecuado al tipo de construccin.
Contenido adecuado del material llenante (filler).
Resistencia y durabilidad.
Forma cbica.
Baja porosidad.
Textura superficial adecuada.
Buena adherencia.
Limpieza.
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2.5.2.4. IMPORTANCIA DE LOS AGREGADOS EN EL SLURRY SEAL.
Segn Merino Gustavo (1990), seala que los agregados a emplear
en el Slurry Seal tiene una importancia realmente excepcional, ya que
constituyen el esqueleto mineral de la lechada asfltica, representando las
partes de la misma. Los agregados debern ser limpios, de trituracin, duros,
angulosos, bien gradados, uniformes y durables.
Los agregados limpios deben estar desprovistos de materia orgnica y
de cualquier otra sustancia que sea perjudicial, como por ejemplo las arcillas.
En efecto, la presencia de finos activos en los agregados para el slurry seal
es peligrosa, la determinacin de estos finos plsticos tienen una importancia
fundamental, para ello se recurre al ensayo de equivalente de arena. Cuanto
ms alto sea el equivalente de arena ms limpio es el agregado.
Las caractersticas de dureza y rugosidad se encuentra ntimamente
relacionadas con la resistencia a la abrasin y disgregacin, debindose
exigir mayores grados de dureza cuanto mayor sea el tamao de los
agregados, as como tratamientos en zonas de elevada intensidad de trfico
o en tratamientos correctivos de deslizamientos.
La porosidad tiene doble inters, tanto por su influencia en la
absorcin de agua como en la contribucin a la rotura de la emulsin. La
naturaleza mineral tiene importancia, tanto desde el punto de vista de la
adhesividad como de su relacin con el coeficiente del desgaste.
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2.5.3. FILLER MINERAL.
Constituye la clase granulomtrica de un tamao inferior a 80 micras.
Pueden ser de origen natural o artificial.
Igualmente Merino Gustavo (1990), expresa con respecto al filler en
la lechada asfltica su naturaleza y contenido es de mucha importancia, por
su influencia en la adhesividad, velocidad de rotura de la emulsin asfltica y
caractersticas finales de la emulsin. Una supuesta calidad aceptable, es el
contenido que deber mantenerse dentro de unos lmites muy estrictos, ya
que un exceso de filler en la mezcla hace que se necesite un contenido alto
de emulsin o de lo contrario la mezcla tendr tendencia al agrietamiento
siendo frgil y quebradizo. De la misma manera, un defecto de filler unido a
un rea con un equivalente de arena alto, origina mezcla segregables con
menor poder cohesivo y por lo tanto menos duradera a la accin del trfico.
La arena tendera a sedimentar el asfalto subir a la superficie y la lechada no
tendr cohesin. El filler, por lo tanto mejorar la dispersin de las partculas
minerales, facilita la manejabilidad de la lechada y ayuda a producir una
mezcla densa, estable, con gran poder impermeabilizante y cohesivo. Como
filler de aportacin pueden emplearse cenizas volantes, amiantos, cal
hidratada, pigmentos y cemento Prtland, que es el ms utilizado.
Desde el punto de vista estructural y teniendo en cuenta que la mezcla
deber ser lo ms impermeable posible, es evidente que su granulometra
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deber ser continua con elevado contenido de filler, a objeto de tener un
aglomerado de consistencia apropiada para dotar de buena cohesin a la
mezcla.
2.5.4. AGUA.
El agua es un componente importante para una mezcla de slurry seal,
ya que tiene la funcin de humedecer y disolver la mezcla, moderando las
reacciones qumicas.
Las propiedades deseables de la emulsin, pueden ser afectadas por
los iones de calcio y magnesio presentes en el agua; por lo tanto el agua
debe ser limpia y libre se sustancias extraas como sales solubles, reactivos
qumicos y cualquier otro tipo de contaminantes.
2.5.5. ADITIVOS.
Los aditivos son productos empleados para mejorar la adherencia
entre el asfalto y los agregados. Estos pueden ser adicionados directamente
a la emulsin o a cualquiera de los componentes de la mezcla, ya que est
provee el control de las propiedades de rotura y curado.
A la mezcla de lechada pueden agregarse cantidades relativamente
pequeas de aditivos lquidos o en polvo de alrededor de ms o menos 1%.
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Dichos aditivos pueden usarse para mejorar las caractersticas de la mezcla,
las caractersticas de rotura u otras propiedades que se ponen de manifiesto
luego del curado. Estos materiales incluyen cemento prtland, cal y sulfato
de aluminio en adiccin a algunas sustancias qumicas orgnicas. El
performance de cualquier aditivo debe evidenciarse en la mezcla de diseo.
2.6. TIPOS DE SLURRY SEAL.
Segn I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association), clasifica las
mezclas de Slurry Seal en los siguientes tipos:
Tipo I: Las mezclas tipo I, poseen un buen comportamiento en reas
de bajas densidad de trfico, donde el principal objetivo es el sellado,
puede utilizarse en estacionamiento de playas, campos de aterrizajes
de aviones livianos o banquinas. Estas mezclas, llenan pequeos
huecos y corrige pequeos defectos en la carpeta, la finura del
material permite la penetracin en las grietas, sellndolas as de
manera inminente. Se utiliza como tratamiento superficial preventivo.
Tipo II: Es la gradacin para lechadas ms ampliamente utilizadas las
de tipo II, estas protegen el pavimento subyacente de la oxidacin y el
dao por humedad; pueden corregir casos de desprendimiento severo
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de material y son empleadas en pavimento con trfico moderado y
sobre bases estabilizadas.
Tipo III: Se emplean en correspondencia con aplicaciones
voluminosas (8,2 -13,6 Kg/m2) y altos valores de friccin superficial.
Las lechadas asflticas de tipo III proporcionan una textura rugosa
antideslizante y una buena superficie de desgaste, corrige condiciones
superficiales severas y son empleadas en carreteras ce circulacin
muy densa y trfico pesado.
Grfico # 4. Tipos de Slurry Seal.
Fuente: I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association)
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2.7. CAMPOS DE APLICACIN.
Merino Gustavo (1990), seala que los campos de aplicacin de las
lechadas asflticas, tendrn su origen en sus principales caractersticas a
saber: su fluidez, su textura rugosa y por lo tanto, su capacidad de rellenar
huecos.
Atendiendo a estas caractersticas, los principales campos de
utilizacin son:
Tratamientos de Sellado: El objetivo inicialmente buscado por esta
tcnica, basndose en la fluidez (caracterstica de las lechadas), en
efecto es extender una capa de slurry sobre un pavimento abierto,
esta penetra por gravedad por los intersticios que presenta su
superficie, los colma y al evaporarse el agua, el mortero residual los
rellena impermeabilizando el pavimento, en consecuencia, al haberse
aumentado de este modo la densidad y compacidad del pavimento, se
ha conseguido una eficiente mejora del mismo. Debido a esta
propiedad, las lechadas asflticas son idneas cuando se trata de:
Impermeabilizar superficies agrietadas o fisuradas, impidiendo la accin del agua superficial sobre el firme e incluso el cimiento.
Como tratamiento rejuvenecedor de pavimentos envejecidos que presenten su superficie tipo piel de cocodrilo, para evitar
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su progresivo deterioro, y conferirle a la par un aspecto
homogneo.
Para este fin, la utilizacin de lechadas asflticas desplaza a los
clsicos tratamientos superficiales monocapa. Por otro lado, ests
mezclas son utilizadas en el recubrimiento de taludes a fin de evitar
deslizamientos causados por la erosin del viento y de las aguas de
lluvia.
Tratamientos Antideslizantes: otro campo fundamental de las
lechadas asflticas, lo constituyen su empleo en la correccin de
pavimentos existentes que sean deslizantes. En efecto, actualmente
resulta alarmante comprobar como muchas capas de rodadura de
pavimentos asflticos, han alcanzado valores peligrosamente bajos
de su coeficiente de resistencia al deslizamiento, simultneamente, en
estos mismos tramos, se manifiesta una tendencia al aumento de
accidentes. Para esto las posibles soluciones aplicables son: una
nueva capa de mezcla asfltica y tratamiento superficial, donde el
slurry seal ha demostrado su eficacia, siempre y cuando el problema
sea consecuencia de una pulimentacin excesiva de los agregados y
no cuando la causa sea debida a un exceso de ligante de la superficie.
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La duracin y mantenimiento de un alto valor del coeficiente de
resistencia al deslizamiento, depender adems de una adecuada
puesta en obra en atencin a una serie de factores, tales como:
Naturaleza y caractersticas de los agregados empleados. Espesor suficiente de la lechada. Tipo e intensidad de trfico a soportar. Velocidad de trfico.
2.8. VENTAJAS DEL SLURRY SEAL.
De acuerdo con la I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association),
especifica las ventajas de la mezcla en las siguientes categoras:
Es una solucin extremadamente rentable para los pavimentos
oxidados, preservando los ya usados.
Flexibilidad, dependiendo de la gradacin, la mezcla har un gran
trabajo en todos los tipos de pavimentos, ya sean en aeropuertos,
estacionamientos o caminos.
Color y textura en negro en un solo tendido, que llenan las grietas y
los vacos, cubriendo reas bacheadas.
Utilizacin de materiales econmicos.
Posibilidad de trabajar todo el ao.
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Facilidad y rapidez de puesta en obra.
Desaparicin del peligro de desprendimiento de gravilla.
Mejor control del pavimento.
Tiempo mnimo de apertura al trfico.
2.9. ESPECIFICACIONES.
Para un agregado individual o para una mezcla de agregados a ser
empleados en una lechada, deberan cumplirse las siguientes
especificaciones:
Tabla N 3. Granulometras para Slurry Seal.
TIPO DE GRADACIN I II III
Uso General Sellado de Fisuras y Sellado
Fino
Sellados en General,
Superficies de Textura Media
Superficies de Textura muy
Pronunciada
Tamao de Tamiz Porcentaje Pasante Porcentaje Pasante Porcentaje Pasante
9,5 mm (3/8) 100 100 100
4,75 mm (N4) 100 90 100 70 90
2,36 mm (N8) 90 100 65 90 45 70
1,18 mm (N16) 65 90 45 70 28 50
600 m (N30) 40 65 30 50 19 34
300 m (N50) 25 42 18 30 12 25
150 m (N100) 15 30 10 21 7 18
75 m (N200) 10 20 5 15 5 15 Contenido de residuo de asfalto,
en % de peso de agregado seco 10 16 7,5 13,5 6,5 12
Aplicacin en Kg/m2, basada en el
peso del agregado seco. 3,6 5,4 5,4 9,1 8,2 13, 6
Fuente: I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association)
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Tabla N 4. Especificaciones en Agregados.
El tipo de emulsin asfltica para el sulrry seal debern cumplir las
siguientes especificaciones:
Tabla N 5. Especificaciones en Emulsin.
ENSAYO ESPECIFICACIN (I.S.S.A.)
Equivalente de Arena 50 % min.
Resistencia al Desgaste 37 % mx.
Peso Unitario Suelto ______
Peso Especifico y Absorcin
de Agregado Fino ______
ENSAYO ESPECIFICACIN (I.S.S.A.)
Emulsin CSS-1h
Residuo por Evaporacin 55 % 70 %
Sedimentacin a los 5 das 7 % mx.
Retenido en la malla N 20 0,1 % mx.
Viscosidad Saybolt Furol
(25 C y 50 C) 20 seg 100 seg
Peso Especifico _____
Fuente: I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association)
Fuente: I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association)
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Con respecto al filler, se debe usar cal hidratada, cemento Prtland,
polvo calizo o algn otro que cumpla con la norma A.S.T.M. D242.
Las especificaciones que deben cumplir la mezcla son las siguientes:
Tabla N 6. Especificaciones en el Slurry Seal.
2.10. ENSAYOS PREVIOS AL DISEO DE MEZCLA.
2.10.1. ENSAYOS EN LA EMULSIN.
Residuo por Evaporacin Modificado. (A.S.T.M. D244,
A.A.S.H.T.O. T59): El objeto de est prueba, es determinar el
porcentaje de residuo que tiene la emulsin asfltica. El residuo as
ENSAYO ESPECIFICACIN (I.S.S.A.)
Ensayo de Consistencia 2cm a 3 cm
Ensayo de Abrasin por
Humedad 800 g/m2
Ensayo de cohesin 20 Kg cm
Trfico Liviano 0,08 g/cm2
Trfico Medio 0,06 g/cm2
Trfico Pesado 0,06 g/cm2
Ensayo de la Rueda Cargada
(Exudacin y deformacin)
Trfico muy Pesado 0,05 g/cm2
Fuente: I.S.S.A. (International Slurry Surfacing Association)
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obtenido tiende a dar valores de penetracin y ductilidad inferiores a
los que se obtienen con el residuo de la destilacin. Este mtodo es
modificado, cuando se trata de controlar la produccin de un molino
coloidal que produce ms de 20 ton por hora y es necesario conocer
inmediatamente los rangos o porcentaje de residuo.
Sedimentacin a los 5 das. (A.S.T.M. D244, A.A.S.H.T.O. T59): El
objeto de est prueba, es obtener un ndice de la tendencia a
sedimentarse que tienen los glbulos de asfalto que componen la
emulsin, cuando est en reposo almacenada sin ningn tipo de
movimiento o recirculacin.
Retenido en la Malla N 20 (0,840 mm). (A.S.T.M. D244,
A.A.S.H.T.O. T59): Esta prueba garantiza el tamao de los glbulos
en la emulsin son menores de 8 micras y que su finura es la
adecuada para garantizar el comportamiento. Los fabricantes emplean
la malla 0.415 mm (N 40) para probar la calidad de la emulsin que
producen sin que sea esto una exigencia.
Viscosidad Saybolt Furol. (A.S.T.M. D244, A.A.S.H.T.O. T59): La
viscosidad es definida, como la resistencia de un fluido a fluir. Para
emulsiones asflticas, el ensayo de viscosidad Saybolt Furol, es
utilizado como una medida de la viscosidad, los resultados se
expresan en segundos saybolt furol. Dependiendo del tipo de
emulsin, el ensayo se realiza a las temperaturas de 25 C o 50 C.
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Peso Especifico. (A.S.T.M. D70, A.A.S.H.T.O. T59): El peso de la
unidad de volumen en (Kg/lts), se calcula hallando el peso de un
volumen estndar conocido. Los resultados se redondean al 0,01 de
Kg/lts a 25 C.
2.10.2. ENSAYOS EN LOS AGREGADOS.
Granulometra. (A.S.T.M. C136, A.A.S.T.H.O. T27): El mtodo del
tamizado, es un proceso mecnico mediante el cual se separan las
partculas de un suelo o de agregados, de manera uniforme y
cuantitativa en sus diferentes tamaos; se realiza utilizando tamices o
cedazos de aberturas especificadas de N4, N8, N16, N30, N50,
N100, N200, Pasa 200.y es utilizado para clasificar los agregados.
Equivalente de Arena. (A.S.T.M. D2419, A.A.S.T.H.O. T176): Este
ensayo, desarrollado por el departamento de carretera de California,
es un mtodo rpido en el laboratorio y en el campo, para as
determinar la presencia o ausencia de finos y arcillas no convenientes
que pueden ocasionar inconvenientes en los agregados de un
pavimento. El ensayo se aplica a la fraccin que pasa por el
tamiz N 4.
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Dicho ensayo es importante para determinar la limpieza del
agregado, ya que algunos agregados contienen ciertas sustancias
extraas como partculas livianas, terrones de arcillas, entre otros, que
los hacen inadecuados para las mezclas. Se usan normalmente
muestras secadas a temperatura de 100 +/- C, ya que materiales
hmedos o mojados dan valores bajos de equivalente de arena.
Resistencia al Desgaste. (A.S.T.M. C131, A.A.S.T.H.O. T96):
Durante la elaboracin, colocacin y compactacin de una mezcla
asfltica, el agregado est expuesto a una rotura adicional y al
desgaste por abrasin; por ello los agregados deben tener un cierto
grado de capacidad para resistir la trituracin, degradacin y
desintegracin en un momento dado. El ensayo de abrasin o
desgaste de los ngeles, mide la resistencia al uso o abrasin del
agregado.
Una resistencia relativamente alta al desgaste, indicada por un
bajo porcentaje de perdida por abrasin, es una caracterstica
deseable para los agregados a utilizar en capas superficiales como
pavimentos asflticos.
Peso Unitario Suelto. (A.S.T.M. C29, A.A.S.T.H.O. T19): Es el peso
por unidad de volumen de un material seco, considerando los vacos
que quedan entre sus partculas, cuando estas no han sido sometidas
a ningn proceso especial de compactacin o acomodo. El peso
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