CARPETAS ASFÁLTICAS

REVESTIMIENTOS Y

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

JUAN PAULO CACERES ALBORNOZIng. Constructor

1

Base y Subbase Granular

La base granular es la capa inmediatamente bajo la rodadura,

intermedia o base asfáltica.

En la mayoría de los casos está compuesta por agregados chancados.

La subbase es la capa que se ubica bajo la base granular.

La razón para usar estas dos capas es fundamentalmente económica.

En vez de usar una sola capa de un material de base que es más caro,

se puede usar como subbase un material más barato que se apoya

sobre la subrasante.2

Subbase Granular

Los agregados gruesos, retenidos sobre tamiz 5 mm. (N° 4), deben ser

partículas:

-- Resistentes

-- Durables

-- Constituidas de fragmentos de roca, grava o escoria

Los agregados finos, que pasan por tamiz 5 mm., deben estar

constituidos por:

-- Arenas naturales o trituradas

-- Partículas minerales que pasan por tamiz 0,08 mm. (N° 200).3

Subbase Granular

Todo el material deberá estar libre de:

-- materias orgánicas

-- Terrones de arcilla

Límites de Consistencia o de Atterberg

Límite Líquido Indice de PlásticidadSubbase Máx. 35 Máx. 8Base Estabilizada Máx. 25 Máx. 6Capa de Rodadura Regiones I a III Máx. 35 5 - 10Regiones IV a VI Máx. 35 4 - 9Regiones VII a X Máx. 35 3 - 8Regiones XI a XII Máx. 35 Máx. 7

4

Materiales para Subbase Granular

1.- Los materiales deben cumplir

con la graduación TM-50a de la

siguiente tabla.Tamiz TM-50a(mm) 50 10040 - 25 55 - 10020 - 10 30 - 755 20 - 652,5 - 2 10 - 500,5 5 - 300,08 0 - 20

2.- En cuanto a las propiedades

mecánicas, el material debe tener

un soporte CBR≥40%

3.- La fracción gruesa deberá

tener una resistencia al desgaste,

medida por el ensaye de Los

Angeles, de no más de 40%.

5

Materiales para Base Granular

1.- Las granulometrías deberán ajustarse a una de las siguientes

bandas:

Tamiz TM-50b TM-50c TM-25(mm) 50 100 100 40 70 - 100 - 25 55 - 85 70 - 100 10020 45 - 75 60 - 90 70 - 10010 35 - 65 40 - 75 50 - 805 25 - 55 30 - 60 35 - 652,5 - - - 2 15 - 45 15 - 45 25 - 500,5 5 - 25 10 - 30 10 - 300,08 0 - 10 0 - 15 0 - 15 6


2.- El porcentaje de chancado no deberá ser menor que 50%

3.- Cuando el material se use como base para tratamiento superficial doble, el contenido mínimo de chancado será el 70%.

4.- Su tamaño máximo absoluto será de 40 mm.

5.- El Índice de Plásticidad máximo será de 4% y no podrá exceder el 6%

6.- Respecto a las propiedades mecánicas, el material deberá tener un soporte CBR≥80%

7


7.- La fracción gruesa deberá tener una resistencia al desgaste, medida por el ensaye de Los Angeles, de no más de 35%.

8.- En el caso del Tratamiento Superficial Doble, el soporte deberá ser CBR≥100%.

9.- Todos los materiales contendrán una humedad igual o ligeramente mayor que la óptima, necesaria para asegurar la densidad de diseño requerida.

8

Materiales para Capa de Rodadura

1.- Cuando la capa de rodadura va a quedar expuesta por varios años,

sin una protección asfáltica, el material deberá cumplir con un

contenido mínimo de chancado de 50% y con una de las siguientes

bandas granulométricas:

- Zona Norte. Desde la I a VI Regiones, se empleará la banda TM-40c

- Zona Sur. Desde la VII a XII Regiones, se empleará la banda TM-40b

9


Tamiz TM-40b TM-40c(mm) 50 40 100 10025 80 - 85 80 - 10020 - - 10 50 - 65 50 - 805 35 - 55 35 - 652,5 - - 2 25 - 45 25 - 500,5 10 - 25 15 - 300,08 5 - 10 5 - 20

10


2.- En cuanto a propiedades mecánicas, el material deberá tener un

soporte CBR≥60%

3.- La fracción gruesa deberá tener una resistencia al desgaste,

medida por el ensaye de Los Angeles, de no más de 30%.

11

Soluciones Básicas con Capas de Protección

Estas consisten en la aplicación de una capa de tipo asfáltico sobre

una base de suelo granular, que cumple el objetivo de:

- Protegerla

- Otorgar mayores condiciones de rodadura

- Disminuir la Rugosidad

12

Soluciones Básicas con Capas de Protección

Dentro de este grupo de soluciones básicas utilizadas en el país,

se encuentran diversos tipos, tales como:

-Doble Tratamiento Superficial (DTS)

-Tratamiento Superficial Simple (TSS)

-Carpetas Delgadas de Mezclas Asfálticas (CMA)

-Impriación Reforzada (IR)

-Lechada Asfáltica (LA)

-Cape Seal (CS)

13

Soluciones Básicas con Estabilizaciones de Capas Granulares

Un suelo que presenta una baja resistencia, sufre deformaciones a

causa de solicitaciones de tránsito o exposición al medio ambiente

(llamado también suelo inestable).

Éste no puede ser utilizado como un material estructural en un

camino, por lo que es necesario estabilizarlo, aumentando sus

propiedades mecánicas mediante la utilización de sales o

productos químicos, que actúan como agentes aglomerantes entre

las partículas del suelo.

14

Soluciones Básicas con Estabilizaciones de Capas Granulares

Dentro de los tipos de estabilizadores de suelo utilizados en el país

se pueden mencionar, entre otros:

-Cloruro de Magnesio (Bichofita)

-Cloruro de Sodio

-Cloruro de Calcio

15

IMPRIMACIÓNASFÁLTICA

16

Imprimación

La imprimación asfáltica, consiste en un riego de ligante con la finalidad,

entre otras, de impermeabilizar una superficie granular, para esto se

requiere que el ligante tenga capacidad de penetración a través de la

capilaridad de la superficie granular.

Capilaridad

la capilaridad es un fenómeno que permite que los líquidos suban en

contra de la gravedad o por ambos. La cantidad de líquido absorbido por

capilaridad nos da su poder de absorción, este está íntimamente

relacionado con la porosidad, la forma, dimensión y comunicación de

los poros. 17

Imprimación

Operación requerida para aplicar un riego de asfalto cortado de curado

medio tipo MC-30 o, MC-70, de baja viscosidad o emulsión imprimante,

sobre una base no tratada, con el objeto de:

a.- impermeabilizar

b.- evitar la capilaridad

c.- cubrir y ligar las partículas sueltas

d.- proveer adhesión sobre la base granular o subbase granular y la

capa inmediatamente superior.

18

Imprimación

El grado a ocupar obedecerá de la:

- textura,

- humedad de la base

- Temperatura Ambiente.

19

Imprimación Reforzada

La Imprimación Reforzada consiste en la aplicación de una imprimación

asfáltica sobre una superficie de material granular, seguida de un riego

de ligante que puede ser del tipo asfalto cortado de baja viscosidad o

emulsión de quiebre rápido, para luego aplicar una capa de arena

uniformemente distribuida.

El proceso finaliza con una compactación con rodillo neumático.

La imprimaciones reforzadas tienen vida de diseño de 2 a 3 años.

20


Cuando sea necesario realizar una Imprimación Forzada, la superficie a

tratar, deberá primeramente compactarse en el espesor total de la base

granular, hasta alcanzar aproximadamente el 90% de la D.M.C.S.

Posteriormente, se procede a aplicar uno de los asfáltos cortados de

Curado Medio de distintos grados (MC-30 o MC-70), a razón de 0,8 a

1,5 kg/m2.

Una vez terminada la aplicación del asfalto y transcurrido el tiempo de

curado, se continuará con la compactación de la base hasta alcanzar

como mínimo el 95% de la D.M.C.S., o el 80% de la densidad relativa.

21


En superficies de textura abierta o gruesa donde se logre fácilmente la

penetración de asfálto, ésta se podrá compactarse directamente hasta

el 95% de la D.M.C.S. para posteriormente aplicar el riego de

imprimación.

En seguida se hará una segunda aplicación de asfalto, esta vez con

emulsión CRS-2 (Emulsión asfáltica catiónica de quiebre rápido y

residuo blando), a razón de 1,0 a 1,5 kg/m2, sobre la cual se esparcirá

una capa de arena a razón de 8 a 11 kg/m2.

La dosis definitiva del ligante y arena se establecerá en terreno

mediante tramos de prueba

22


La capa de arena deberá compactarse inmediatamente después de

extendida, para lo cual deberán utilizarse rodillos de ruedas neumáticas.

Todo punto de la superficie deberá recibir un número suficiente de

pasadas de rodillo, hasta obtener un perfecto acomodo de las partículas

de arena.

En todo caso, se exigirá un mínimo de tres pasadas completas del

rodillo, traslapando cada pasada con la precedente en por lo menos

0,50 m.

23


Los asfaltos no deben calentarse por encima de la temperatura de

inflamación, siendo las temperaturas para las emulsiones asfálticas

imprimantes entre 50 y 170º C.

La imprimación reforzada podrá ser entregada al tránsito, una vez que

la mezcla se haya quebrado y no se deforme con el paso de los

vehículos.

Las imprimaciones de cuantifican por metro cuadrado (m2).

24


La granulometría deberá ajustarse a la banda indicada en la siguiente

tabla:

GRANULOMETRÍA DE ARENA

TAMICESPORCENTAJE EN PESO QUE PASA

(mm) (ASTM)

10 (3/8") 100 5 (N° 4) 85 - 100

0,08 (N° 200) 0 - 5

25


Los agregados deben cumplir además, con los requisitos señalados en

la siguiente tabla:

REQUISITOS DE LOS AGREGADOS

ENSAYE REQUISITO MÉTODO

Desintegración de Sulfato de Sodio MÁX 12% 8.202.17

Adherencia Método Estático MÍN 95% 8.302.29

26

RIEGODE

LIGA

27

Riego de Liga

Esta operación se definen los trabajos necesarios para aplicar un riego

de emulsión asfáltica sobre una superficie pavimentada, con el objeto

de producir adherencia entre esa superficie y la capa asfáltica que

cubrirá.

En los riegos de liga se deberán emplear emulsiones asfálticas

catiónicas preferente de quiebre lento, del tipo:

CSS-1 = Emulsionante Catiónica de Quiebre Lento residuo blando

CSS-1h= Emulsionante Catiónica de Quiebre Lento residuo duro

28

Riego de Liga

Estas emulsiones deben tener un porcentaje de xilol no mayor a un 25%

en el ensaye de la mancha con heptano-xilol.

El Ensayo de la Mancha también conocido como Ensayo de Oliensis

pretende determinar la homogeneidad o no de los asfaltos, lo que se

determina en materia de ensayo en laboratorio.

Esencialmente consiste en mezclar el asfalto con un disolvente,

originalmente nafta y actualmente una mezcla de heptano/xileno y

determinar la forma de la mancha de una gota de asfalto en este

solvente en un papel de filtro.

29

Ensayo de la Mancha

Si se produce una mancha homogénea una vez evaporado el disolvente,

el ensayo considera negativo y el asfalto objeto de ensayo es

HOMOGENEO.30

Ensayo de la Mancha

Si aparece un área circular oscura rodeada de otra más clara el ensayo

se considera Positivo y cabe concluir que el asfalto objeto de ensayo es

HETEROGÉNEO31

Ensayo de la Mancha

El resultado positivo del ensayo Oliensis es meramente una cuestión de

solubilidad de las fracciones frescas y no exclusivamente de material

craqueado de las mismas.

Para solucionar este problema propusieron cambiar el disolvente 100%

nafta por una combinación 35% xilol / 65% nafta.

Posteriormente, y debido a todos los problemas de solubilidad, se

desarrolló una nueva versión del ensayo que se denomina equivlente

heptano-xileno.

32

Ensayo de la Mancha

Mediante esta nueva versión, se determina la menor cantidad de xileno

necesario para producir un resultado negativo en el ensayo.

Por lo tanto, el Ensayo de la Mancha es altamente dependiente de la

solubilidad de los componentes del asfalto en los disolventes que se

utilizan.

33

Ensayo de la Mancha

Mediante este ensayo se ha tratado de preservar la calidad de los

asfaltos asegurando que:

-No han sufrido sobrecalentamientos locales

-No se ha producido material craqueado durante el almacenamiento

La aparición de material craqueado conduce a:

-Pérdida de propiedades de adhesividad frente a los áridos

-Mal comportamiento general del ligante de la mezcla asfáltica para

carreteras.34

Ensayo de la Mancha

Mediante este ensayo se ha tratado de preservar la calidad de los

asfaltos asegurando que:

-No han sufrido sobrecalentamientos locales

-No se ha producido material craqueado durante el almacenamiento

La aparición de material craqueado conduce a:

-Pérdida de propiedades de adhesividad frente a los áridos

-Mal comportamiento general del ligante de la mezcla asfáltica para

carreteras.35

Riego de Liga

No se deberá efectuarse riego de liga si el tiempo se encuentra

neblinoso o lluvioso.

Las aplicaciones se efectuarán únicamente cuando la temperatura

atmosférica sea de por lo menos 10°C y subiendo y la temperatura de la

superficie del pavimento no sea inferior a 10°C.

Antes de aplicar el riego de liga, deberá prepararse el pavimento

existente eliminando los materiales sueltos, el polvo, la suciedad y todo

otro material extraño.

36

Riego de Liga

Cuando se deba mantener el tránsito, el riego de liga deberá aplicarse

primeramente en una mitad del ancho de calzada.

El riego de la segunda mitad deberá iniciarse sólo cuando la primera

mitad ya se encuentre cubierta con la capa superior de rodadura

correspondiente.

No se debe transitar por la superficie regada, si ello ocurriera, ésta

deberá repararse completamente mediante un riego adicional, antes de

colocar la capa de recubrimiento.

37

Riego de Liga

La dosis del riego de liga debe estar comprendida entre 0,4 a 1,0 L/m2

de superficie.

La dosis definitiva a aplicar, será determinada en terreno mediante las

canchas de prueba.

Las emulsiones se aplicarán a una temperatura comprendida entre 20°C

a 50° C

El asfalto deberá distribuirse cuidadosa y uniformemente sobre toda la

superficie a tratar, incluso sobre las paredes verticales que se generan

por las uniones longitudinales entre pistas pavimentadas en asfalto. 38

LECHADA ASFÁLTICA

39

Lechada Asfáltica

Este tipo de tratamiento consiste en un recubrimiento delgado de 3 a 10

mm. de espesor mezclado con:

-Arena

-Relleno mineral (filler)

-Agua

-Emulsión de quiebre lento

40

Lechada Asfáltica

Esta lechada asfáltica se caracteriza por tener :

-Instalación económica

-Alto rendimiento

-Rápida abertura al tránsito

-Superficie impermeabilizada

-Propiedades antideslizantes

-Color y textura uniforme

41

Lechada Asfáltica

La dosis de agua y emulsión deben ser tales que formen una lechada de

consistencia cremosa y homogénea, la cual es aplicada sobre:

-una capa granular imprimada

-Pavimentos o tratamientos que presenten fisuras y se quiera sellar

La emulsión a utilizar debe ser de quiebre lento de los tipos: CSS-1,

CSS-1h O SS-1h.

42

Lechada Asfáltica

Emulsiones CSS-1 y CSS-1h:

Son emulsiones catiónicas de quiebre lento, de color café, estado

normal líquido.

Su diferencia está en la dureza del residuo, siendo la emulsión CSS-1h

con un residuo mas duro que la emulsión CSS-1.

Emulsión SS-1h es una emulsión asfáltca anionica de quiebre lento, de

residuo duro. 43

Lechada Asfáltica

Emulsiones CSS-1 y CSS-1h:

-De aplicación en frio

-Excelente afinidad con la mayoría de los agregados pétreos que existen

en el país

-Se aplica como riego de liga sobre pavimentos y en rellenos de grietas

y junturas.

-También se pueden utilizar como Slurry Seal

44

Lechada Asfáltica

Áridos:

-El árido a utilizar debe estar libre de materia orgánica, arcilla y materias

extrañas, deben ser durables, angulares y bien graduadas,

proveniente de la trituración de roca o de mezcla con arena natural, sin

que esta supera el 15%.

-Gravilla tamaño máximo = 3/8”

45

Lechada Asfáltica

Aditivos:

Existen dos tipos: Líquidos y Secos.

Aditivos Líquidos

-Aumentan la trabajabilidad de las lechadas

-Aumentan el rendimiento

-Aceleran o retardan el quiebre de la emulsión

Aditivos Secos

-Son en general finos

-De reacción hidráulica, como el cemento, cual acelera la maduración

de la lechada para su puesta en servicio.46

Lechada Asfáltica

Filler

-Cumple la función de relleno granulométrico

-Evita la segregación de la mezcla

-Controla el quiebre de la lechada

-El filler puede ser cemento hidráulico, cal u otro material inerte de

origen calizo.

47

RIEGO NEBLINA

48

Riego Neblina

Son los trabajos requeridos para aplicar un riego de emulsión asfáltica

sobre una:

-Capa Asfáltica

-Tratamiento Superficial

- Pequeñas fisuras

- Poros superficiales

- Superficies de capas nuevas

- Tratamiento Superf. reciente

Envejecido(alteración de las propiedades físico-químico de los materiales)

Propósito de sellar

La idea es mejorar la retención de los áridos y/o uniformar el color superficial 49

Riego Neblina

En los Riegos Neblinas se deben emplear EMULSIONES ASFÁLTICAS

DE QUIEBRE LENTO.

TIPOS DE EMULSIÓN A UTILIZAR

CLIMA TIPO DE EMULSIÓN

Caluroso Emulsión de Residuo Duro Tipo CSS - 1h o SS - 1h

Frio Emulsión de Residuo Blando Tipo CSS - 1 o SS - 1

50

Riego Neblinas

Antes de aplicar riego neblinas, se debe prepararse el pavimento

existente, esto es:

-La superficie debe estar seca

-Se debe eliminar todo material suelto de la superficie:

-El polvo

- Suciedad

-Todo material extraño

51

Riego Neblinas

-Cuando se deba mantener el tránsito, el riego deberá efectuarse

primeramente a una mitad de la calzada.

-El riego de la segunda mitad, sólo deberá comenzar, cuando el de la

primera haya quebrado completamente y se encuentre el pavimento en

condiciones de dar al tránsito.

-Las emulsiones se deberán aplicar diluidas en agua en proporción 1 : 1

(una parte de emulsión por una parte de agua), y a una razón de 0,5 a

1,0 kg/m2 de superficie.

52

Riego Neblinas

-La dosis mayor se aplicará sobre las superficies muy abiertas y

oxidadas.

-La dosis definitiva a aplicar será determinada en terreno con una

tolerancia de ± 5%.

-Las emulsiones diluidas se aplicarán a una termperatura comprendida

entre los 20° a 50°C.

-Si, por las características del la superficie, resultan áreas localizadas

en las cuales, la cantidad aplicada es insuficiente, ellas se deberán

reforzar mediante un regado manual.

53

TRATAMIENTO SUPERFICIAL SIMPLE CON

LECHADA ASFALTICA(cape seal)

54

Tratamiento Superficial Simple con Cape Seal

Es la construcción de un Cape Seal que está constituido por una primera

capa que corresponde a un Tratamiento Superficial Asfáltico Simple,

consistente en:

1.- Primera aplicación de asfalto recubierta por árido de granulometría

con tamaño máximo de 20 mm. (3/4”) y emulsión asfáltica tipo CRS-2.

55


Los tratamientos superficiales consisten en aplicaciones de riego

asfáltico alternado con agregados pétreos colocada sobre una capa

granular imprimada.

Según el número de aplicaciones adoptan el nombre de Tratamiento

Superficial Simple (una aplicación) o Doble tratamiento Superficial (dos

aplicaciones).

56


Este tipo de solución se destaca por su bajo costo con respecto a un

pavimento tradicional, esto es:

-fácil aplicación

-buena impermeabilización de la base

-buen desempeño frente a varias adversidades climáticas

-bajo volumen de tránsito, menores a 500 vehículos diarios.

57


Los ligantes asfálticos utilizados son los cementos asfálticos de baja

viscosidad, las emulsiones asfálticas y algunos productos comerciales

mejorados en sus características, como la adherencia o trabajabilidad.

Los asfaltos disueltos en solventes se tratan de evitar en su uso.

Dosificación típica de cemento asfáltico y agregado pétreo

Tipo de TratamientoAsfalto Agregado Petreo

Tamaño Máximo(kg/m2) (kg/m2)

T.S.S. 0,9 - 1,6 8 - 15 3/4"D.T.S. 2,6 - 3,2 25 - 35 3/4" - 3/8"

58


Especificación Técnica que debe cumplir la emulsión asfáltica CRS-2:

CARACTERÍSTICACRS-2

Mín MáxEnsaye de la emulsión: Viscosidad, Saybolt Furol a 50ºC, SFs 100 100Ensaye de estabilidad en almacenamiento 24 h, % - 1Demulsibilidad, 35 ml, 0,8% diosctylsulfosuccinato de sodio, % 40 -

Capacidad de Recubrimiento y resistencia al agua: Ensaye de carga de partícula PositivaEnsaye de tamizado % - 0,1Ensaye de Mezcla con Cemento - -Destilación: Aceite destilado por volumen de emulsión % - 3Residuo % 65 -Ensaye al residuo de la destilación: Penetración a 25ºC, 100g, 5s, 0,1 mm 100 250Ductilidad a 25ºC, 5 cm/min, cm 40 -Solubilidad en Tricloroetileno, % 97,5 -Ensaye de la Mancha: Heptano/Xilol, % Xilol 25

59


En Tratamientos Superficiales deberán utilizarse áridos que cumplan

con las propiedades que se indican:

ENSAYE EXIGENCIA

Desgaste Los Angeles Máx. 25%

Desintegración con Sulfato de Sodio Máx. 12%

Adherencia Método Estático Mín. 95%

Árido Chancadomín. 70%

60


2.- Segunda capa que corresponde a una lechada asfáltica de

granulometría con tamaño máximo de 10 mm. (3/8”).

La lechada asfáltica (emulsión asfáltica y agua sobre superficie

pavimentada), deberá utilizarse preferentemente emulsiones asfálticas

de quiebre lento del tipo CSS-1h o CSS-1he

CSS-1h = Emulsión Catiónica de Quiebre Lento

CSS-1he = Emulsión Catiónica de Quiebre Lento con polímero

61


- El árido debe estar acopiado en canchas habilitadas para este efecto,

a fin que no se produzca contaminación ni segregación de los

materiales.

- El lavado de los áridos se debe efectuar durante el proceso de

producción y no en los acopios.

62

CEMENTOS ASFÁLTICOS

63

Pavimentos Asfálticos

La idea básica de la construcción de un camino es:

1.- Tenga un espesor total y una resistencia interna suficiente para

soportar las cargas del tránsito esperado.

2.- Impida la penetración interna de la humedad

3.- Disponga de una superficie de rodamiento lisa, resistente al

deslizamiento y resistente al uso, distorsión y deterioro provocado por

los agentes climáticos.

64

Qué debe proporcionar un Pavimento

Funciones de una Pavimento

Superficie

-Segura (fricción y drenaje)

- Confortable (serviciabilidad)

- Resistente (estructura)

-Económica-Costo inicial de construcción-Costos recurrentes de mantenimiento

Suelo- Distribución de las Cargas

- Impermeabilización65

Clasificación de los Pavimentos

1.- Según su número de capas

Simples Una Capa

Compuestas Varias Capas

2.- Según su uso

-Habitacional (estacionamientos)

-Urbano (calles, pasajes, parques, plazas, etc.

-Extraurbano

-Aeropuertos

-Portuarios (muelles) 66

Clasificación de los Pavimentos

3.- Según sus materiales

-Suelos estabilizados

-Bituminosos

-De Concreto

-Varios

4.- Según la Transmisión de Esfuerzos

- Flexibles

- Rígidos

- Míxtos67

Cementos Asfálticos

El producto que se obtiene de la destilación o separación física de varios

constituyentes del petróleo, por la diferencia de sus puntos de ebullición

y condensación es el asfalto.

Los cementos asfálticos se designan por las letras CA, y se elaboran a

partir de una combinación de asfaltos refinados de consistencia

apropiada para trabajos de pavimentación.

Se clasifican según su grado de dureza o consistencia, lo cual se mide a

través de un ensaye de penetración en décimas de milímetros. Es así

como podemos distinguir los tipos CA 40-50, CA 60-70, CA 85-1 00, CA

120-150, entre otros.

68

Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:

1.- Consistencia:

Para caracterizar a los asfaltos es necesario conocer su consistencia a

distintas temperaturas, puesto que son materiales termoplásticos que se

licúan gradualmente al calentarlos.

Consistencia es el término usado para describir el grado de fluidez o

plasticidad del asfalto a cualquier temperatura dada.

Para poder comparar la consistencia de un cemento asfáltico con la de

otro, es necesario fijar una temperatura de referencia. 69


1.- Consistencia:

Si se expone al aire el cemento asfáltico en películas delgadas y se le

somete a un calentamiento prolongado, como por ejemplo en las

mezclas con agregado pétreo, el asfalto tiende a endurecerse y

aumentar su consistencia.

Se permite un aumento limitado de ésta, por lo cual un control no

adecuado de la temperatura y del mezclado puede provocar un daño al

cemento asfáltico, tanto como el servicio en el camino terminado. 70


1.- Consistencia:

Por lo tanto, para especificar y medir la consistencia de un asfalto para

pavimento, se usan ensayos de viscosidad o de penetración.

71


2.- Pureza:

El cemento asfáltico se compone casi enteramente de betunes, los

cuales por definición, son solubles en bisulfuro de carbono.

Los asfaltos refinados son, generalmente, mas del 99,5 % solubles en

bisulfuro de carbono y por lo tanto, casi betunes puros.

Las impurezas son inertes o insolubles, si existieran. Normalmente el

cemento asfáltico, cuando sale de la refinería, está libre de humedad,

pero puede haberla en los tanques de transporte. Si hay agua

inadvertida, ésta provoca espumas cuando se calienta por encima de los

100 ºC (212 ºF).

72


3.- Seguridad:

La espuma puede constituir un riesgo para la seguridad, por lo tanto las

normas requieren que el asfalto no forme espuma hasta temperaturas

de 175 ºC (347 ºF).

El cemento asfáltico, si se le somete a temperaturas suficientemente

elevadas, despide vapores que arden en presencia de una chispa o

llama.

73


3.- Seguridad:

La temperatura a que esto ocurre, normalmente es mas elevada que la

de trabajo en obras de pavimentación.

Sin embargo, para tener la certeza de que existe un adecuado margen

de seguridad, se debe conocer el punto de inflamación del asfalto.

74

Ensayos de los cementos asfálticos

a) Ensayo de viscosidad:

Permite conocer los valores de la resistencia del asfalto a fluir.

Este ensayo se puede realizar a temperaturas de 60°C o de 135°C.

A 60°C se efectúa la viscosidad absoluta y se utiliza un viscosímetro

capilar, el cual se coloca en un baño de aceite a temperatura constante.

Se incorpora el asfalto precalentado hasta que llegue a la marca de

llenado. 75



Una vez que el sistema ha alcanzado la temperatura de 60°C, se aplica

un vacío y se mide el tiempo en que tarda en desplazarse el asfalto por

el capilar entre dos marcas consecutivas.

Al multiplicarse este tiempo por el factor de calibración de

viscosímetro, se obtiene el valor de la viscosidad absoluta en Poises.

A temperatura de 135°C se realiza el ensayo de viscosidad cinemática y

sus unidades son en centistokes. 76



Se elige la temperatura de 60ºC (140ºF) porque se aproxima a la

máxima temperatura superficial de las calzadas en servicio

pavimentadas con mezclas asfálticas en los Estados Unidos y en

cualquier otra parte del mundo en donde la construcción de caminos

progresa. (Fig. 3.47).

Respecto a la temperatura 135ºC (275ºF), se elige porque se aproxima a

la de mezclado y distribución de mezclas asfálticas en caliente para

pavimentación. (Fig. 3.48).

77


Fig. 3.47 Viscosímetro de vacío del Asphalt Institute Fig. 3.48 Viscosímetro de vacío de Cannon-Manning

78


b) Ensayo de penetración:

Se trata de un método de ensayo empírico antiguo, que permite

medir la dureza o consistencia del cemento asfáltico.

Consiste en la penetración de una aguja normalizada de 100 g la cual se

introduce en un recipiente con cemento asfáltico a una temperatura

de referencia de 25°C por un tiempo de 5 segundos, midiéndose

después la penetración de la aguja en unidades de 0.1 mm. (Fig.

3.52)79

b) Ensayo de penetración:

80


c) Ensayo de punto de inflamación:

El punto de inflamación representa la temperatura a la cual un

asfalto puede calentarse con seguridad, sin que éste se inflame en

presencia de una llama.

Esta temperatura es menor que la temperatura de combustión o punto

de inflamación.

El ensayo se realiza en el "vaso abierto Cleaveland " consiste en llenar

un vaso de bronce con asfalto, y se calienta a una velocidad gradual

de temperatura. 81

c) Ensayo de punto de inflamación:

Cada cierto tiempo se pasa una llama sobre la superficie hasta

que se produzca una inflamación o fIash debido a la evaporación

de solventes.

Esta temperatura representará el punto de inflamación. (Fig. 3.53)

82


d) Ensayo en horno de película delgada:

Este ensaye simula el envejecimiento del asfalto, en condiciones

normales en una planta de mezcla en caliente.

El grado de envejecimiento se mide con los ensayos de penetración o

de viscosidad antes y después del ensaye.

El ensayo consiste en colocar 50 ml de cemento asfáltico en un platillo

quedando la muestra con 3 mm. de espesor, que se coloca en un

horno a 163°C, sobre un plato que gira a 5-6 rev/min durante 5

horas y a una temperatura constante de 163°C. 83


d) Ensayo en horno de película

delgada:

Concluido el plazo, se extrae la

muestra para efectuarle los

ensayos de viscosidad,

penetración, perdida de peso,

etc.

La diferencia en peso está acotada

por normas. (Fig. 3.54)

.

Fig. 3.54 Ensayo de película delgada en horno

84


e) Ensayo de película delgada rodante en horno:

Este ensayo es una variante del anterior, desarrollado por agencias del

oeste de los Estados Unidos. El propósito es el mismo pero cambian los

equipos y procedimientos de ensayo.

Se vuelca en el frasco una determinada cantidad de cemento asfáltico y

se lo coloca en un soporte que rota con cierta velocidad alrededor de un

eje horizontal, con el horno mantenido a una temperatura constante de

163ºC (325ºF).

.

85


e) Ensayo de película delgada rodante en horno:

Al rotar el frasco, el cemento asfáltico es expuesto constantemente en

películas nuevas. En cada rotación, el orificio del frasco de la muestra

pasa por un chorro de aire caliente que barre los vapores acumulados

en el recipiente.

En este horno, se puede acomodar un mayor número de muestras que

en el horno del ensayo de película delgada.

.

86


e) Ensayo de película delgada

rodante en horno:

El tiempo requerido para alcanzar

determinadas condiciones de

endurecimiento en la muestra es

también menor para este ensayo.

.

.

Fig. 3.55 Ensayo de película delgada rodante en horno

87


d) Ensayo de ductilidad:

El procedimiento consiste en formar una probeta de cemento

asfáltico con dimensiones determinadas y sostenida a un proceso de

elongación.

Este proceso se efectúa a una temperatura normalizada de 25°C y a una

velocidad de 5 cm/min. hasta que se rompa el hilo de asfálto que

une ambos extremos de la muestra.

El ensaye de ductilidad nos da la distancia a la cual se rompe la muestra

y se mide en cm. (Fig. 3.50)

88

d) Ensayo de ductilidad:

.

89


f) Ensayo de solubilidad:

Este ensayo permite conocer el grado de pureza de los cementos

asfálticos y para ello se utiliza actualmente como solvente el

triocloro-etileno, que es menos tóxico que otros solventes

empleados.

Para ello, separa la materia inerte como sales, carbón libre o

contaminantes inorgánicos que no son solubles.

90


f) Ensayo de solubilidad:

El procedimiento consiste en disolver 2 gr. de asfalto en 100 ml de

solvente, para luego filtrar dicha solución en una plancha de

asbesto colocada en un crisol de porcelana.

Por diferencia de pesada, del filtro antes y después de filtrar, se

determina la cantidad de impurezas retenidas y se calcula el

grado de pureza.

91

Asfalto cortado de curado medio MC-30

Asfalto cortado o diluido, de color negro y estado líquido, fabricado a

partir de un cemento asfáltico diluido en solventes derivados del

petroleo, del tipo kerosene.

Propiedades:

-Producto de viscosidad variable

-Gran capacidad de cubrimiento con distintos tipos de áridos

-Estable al almacenamiento prolongado

-Se utilizan para superficies con textura cerrada 92

Asfaltos Cortados (Cutback Asphalts)

El asfalto puede ser licuado agregándole solventes de petróleo, en este

caso al producto resultante de esta mezcla se le conoce como Asfalto

Cortado.

El asfalto cortado después de ser utilizado, el solvente se evapora

dejando sólo al asfalto para que cumpla su función.

Si el solvente utilizado es altamente volátil, se evapora rápidamente, si

son menos volátiles se evaporan más lentamente.

La viscosidad de cada tipo dependerá de la proporción de solvente y

asfalto utilizado.93


Aplicación:

-Principalmente en la ejecución de riegos de imprimación simple o reforzadas, de bases granulares

-Temperatura de aplicación entre 40 – 60ºC, aproximadamente.

-El rango de aplicación es entre 0,8 a 1,5 L/m2, debiendo ser determinada experimentalmente en terreno, según la absorción de la base en 24 hrs.

-El tiempo de curado generalmente varía entre:

6 y 12 hrs. en ambientes calurosos.

12 y 24 hrs. en ambientes frescos

24 y 48 hrs. en ambientes fríos y húmedos 94


Aplicación:

-No se podrá imprimar cuando existan condiciones de lluvia.

-La capa de imprimación debe ser aplicada solamente cuando la

temperatura atmosférica a la sombra esté por encima de los 10ºC, y la

superficie del camino esté razonablemente seca.

-Al utilizar una emulsión imprimante, la aplicación se puede realizar

cuando la temperatura atmosférica sea por lo menos 5°C subiendo y la

de la superficie no sea inferior a 5°C.95


Aplicación:

-Los asfaltos cortados no podrán ser calentados a una temperatura

superior a la correspondiente al punto de inflamación.

-La temperatura de aplicación deberá ser aquella que permita trabajar

con viscosidades comprendidas entre 20 y 120 centistokes.

-Las emulsiones imprimantes se aplicarán a la temperatura indicada por

el proveedor.

96

Emulsión Imprimante

-Baja viscosidad que no requiere calentamiento para su aplicación a

Temperatura Ambiente.

-Aplicables a bases granulares húmedas y secas

-Curado y secado extremadamente rápido de 2 a 4 horas.

-Por su bajo nivel de emanaciones reduce notablemente su impacto en

el medio ambiente.

97

PREPARACION DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR

98

PREPARACION DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR

BARRIDO DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR

99

BARREDORA MECANICA LIMPIANDO LASUPERFICIE DE LA CAPA BASE

100

TRAZO DEL ANCHO DE LA SUPERFICIE A IMPRIMAR

101

SE MARCA EL ANCHO DEL AREA EN LA

CUAL SE VA A COLOCAR IMPRIMACION ASFALTICA

102

EL CAMION IMPRIMADOR SE GUIA CON LAS MARCAS DEJADAS EN LA SUPERFICIE

A IMPRIMAR 103

ARENADO DE LA SUPERFICIE IMPRIMADA104

PROTECCION DE LA SUPERFICIE IMPRIMADA, COLOCANDO PIEDRAS PARA

EVITAR EL TRANSITO DE VEHICULOS105


Rendimientos:

Varían dependiendo de las características de la base granular dentro de las cuales se pueden destacar:

-Grado de humedad

-Granulometría (abierta o cerrada)

-Composición mineralógica

106

Factores que afectan una aplicación uniforme

1.- Temperatura de Aspersión del Asfalto:

Los distribuidores del asfalto tienen estanques protegidos, para

mantener la temperatura del material y están equipados con

calentadores para lograr la temperatura de aplicación adecuada.

108


2.- Presión del Líquido a lo largo de la Barra de Aspersión:

Para mantener la presión continua y constante en toda la longitud de la

barra de aspersión se usan bombas de descarga con potencia

independiente.

3.- Ángulo de Aspersión:

El ángulo de aspersión de los agujeros se debe establecerse

adecuadamente, generalmente en 15º y 30º desde el eje horizontal de

la Barra de Aspersión, de modo que los flujos individuales no interfieran

entre si o se mezclen.109


4.- Velocidad del Camión Imprimador:

El vehículo debe estar provisto de un velocímetro visible al conductor,

para asegurarle una velocidad constante y necesaria que permita la

aplicación uniforme del ligante.

Existe una relación entre la tasa de aplicación y la velocidad del camión

imprimador.

111


5.- Altura de Aspersión de los Agujeros:

La altura de los agujeros sobre la superficie determina el ancho de un

flujo individual.

Para asegurar el adecuado traslape de cada salida, la altura del agujero

debe fijarse y mantenerse durante toda la operación.

113

Asfalto Cortado de Curado Medio MC-70

Los asfaltos cortados tipo MC-70, se utilizan para superficies mas

abiertas.

La tasa de variación varía entre 0,8 a 1,5 L/m2, debiendo ser

determinada experimentalmente en terreno, según la absorción de la

base en 24 hrs.

El tiempo de curado generalmente varía entre 24 y 48 hrs, dependiendo

de las condiciones climáticas.

116

Clasificación de los Asfaltos Cortados

Se llama asfaltos cortados, al cemento asfáltico diluido y mezclados con

solventes obtenidos del petróleo. Se dividen en tres tipos, dependiendo

de la velocidad de curado o evaporación del solvente:

Asfáltos cortados de curado rápido

Son cementos asfálticos mezclados con gasolina como solvente liviano

de alta volatilidad. La serie de curado rápido son:

RC – 70

RC – 250

RC – 800

RC – 300

Grados de Viscosidad

117

Asfaltos Cortados de Curado Medio

La otra serie son los de curado o quiebre medio (MC), estos están

constituidos por asfáltos y solventes de volatilidad intermedia

generalmente en el rango de Punta de Ebullición de Kerosene. La serie

de curado medio son:

MC – 30

MC – 70

MC – 250

MC – 800

MC – 300


118

Asfaltos Cortados de Curado Lento

La última serie son los de curado o quiebre lento (SC), éstos están

constituidos los asfáltos y aceites de baja volatilidad.

La serie de curado lento son:

SC – 70

SC – 250

SC – 800

SC – 300


119

Asfáltos Diluidos

Son mezclas solubles entre cementos ásfalticos y solventes que

favorecen las aplicaciones de los mismos a temperatura ambiente. Al

ser aplicados el solvente se evapora y el cemento asfáltico recupera sus

propiedades.

Están compuestos por una base asfáltica (cemento asfáltico) y un

fluidificante volátil que puede ser bencina, kerosene, aceite o agua con

emulsificador. El fluidificante se agrega con el propósito de dar al asfalto

la viscosidad necesaria para poderlo mezclar y trabajar con los áridos a

baja temperatura. Una vez elaborada la mezcla, los fluidificantes se

evaporan, dejando el residuo asfáltico que envuelve y cohesiona las

partículas de agregado.120

Asfáltos Diluidos

De acuerdo al fluidificante, más o menos volátil, estos asfaltos se dividen en:

a.Asfaltos cortados de curado rápido

cuyo fluidificante es bencina, se designan con las letras RC

(rapid curing) seguidas con un número que indica el grado de viscosidad

cinemática que tienen, medida en centistokes. De acuerdo a esto, se

tienen los siguientes asfaltos RC:

Grado Residuo asfáltico en volumen

RC-70 55%

RC-250 65%

RC-800 75%

RC-3000 80% 121

Asfáltos Cortados de Curado Rápido RC - 70 Rc - 250 RC - 800 RC - 3000 min max min max min max min maxViscosidad cinemática a 60ºC centistokes

70140 250 500 800 160

03000

6000

Punto de inflamación (copa abierta Tag.)ºC

27 27 27

Agua, % 0.2 0.2 0.2 0.2

Ensaye de destilación: Porcentaje en volumen del destilado total a 360ºC A 190ºC A 225ºC A 260ºC A 315ºC

10507085

356080

154575

2570

Residuo de destilación a 360ºC, % volumen 55

65 75 80

Ensayes en el residuo de la detilaciónPenetración 100g, 5 seg a 25ºCDuctilidad a 25ºC, 5 cm/min, cmSolubilidad en Tricloroetileno,%

8010099.9

120

8010099.9

120

8010099.9

120

80010099.9

120

Ensaye de la mancha con:Nafta StandardSolvente Nafta – Xilol, % XilolSolvente Heptano - % Xilol

Negativa para todos los gradosNegativa para todos los gradosNegativa para todos los grados

122

Asfáltos Diluidos

b. Asfaltos cortados de curado medio

cuyo fluidificante es kerosene, se designan con las letras MC (medium

curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad

cinemática que tienen. Los asfaltos MC son los siguientes:

GradoResiduo asfáltico en

volumenMC-30 50%

MC-70 55%

MC-250 67%

MC-800 75%

MC-3000 80%123

Asfaltos Cortados de Curado Medio

MC - 30 MC - 70 MC - 250 MC - 800 MC - 3000

min max min max min max min max min maxViscosidad cinemática a 60ºC centistokes 30

60 70 140 250 500 800 1600 3000 6000

Punto de inflamación (copa abierta Tag.)ºC 38

38

66

66 66

Agua, % 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Ensaye de destilación: Porcentaje en volumen del destilado total a 360ºC A 225ºC A 260ºC A 315ºC

4075

257093

2065

206090

1560

105587

045

3580

015

1575

Residuo de destilación a 360ºC, % volumen 50

55

67

75 80

Ensayes en el residuo de la detilaciónPenetración 100g, 5 seg a 25ºCDuctilidad a 25ºC, 5 cm/min, cmSolubilidad en Tricloroetileno,%

12010099.0

250

12010099.0

250

12010099.0

250

12010099.0

250

12010099.0

250

Ensaye de la mancha con: Nafta Standard Solvente Nafta – Xilol, % Xilol Solvente Heptano - % Xilol

Negativa para todos los gradosNegativa para todos los gradosNegativa para todos los grados 124

Asfáltos Diluidos

c. Asfaltos líquidos de curado lento

cuyo fluidificante era aceite, relativamente poco volátil, se designaban

con las letras SC (slow curing) seguidas con el número correspondiente

a la viscosidad cinemática que tienen. Los SC mas usados son SC-70 y

SC.250.

Al grupo SC-250 pertenece el combustible llamado “Bunker C”, que fue

muy usado en las carpetas de los caminos de la zona norte del país.

Desde el año 1975 prácticamente ya no se usa en Chile y las normas

AASHTO lo han discontinuado.

125

Asfáltos Diluidos

d. Emulsión Asfáltica

cuyo fluidificante es el agua, y como es un sistema heterogéneo de dos

fases normalmente inmiscibles, como son el asfalto y el agua, se le

incorpora una pequeña cantidad de un agente emulsificador,

generalmente de base jabonosa o solución alcalina, el cual mantiene

estable el sistema de las fases continuas, que es el agua, y discontinua

que esta constituida por pequeños glóbulos de asfalto en suspensión, de

un tamaño que fluctúa entre 1 y 10 micrones

126

Asfáltos Diluidos


Los agentes emulsificantes forman una película protectora alrededor de

los glóbulos de asfalto estableciéndoles una determinada polaridad en la

superficie, lo que hace que estos se repelan, manteniéndose estable la

emulsión. Cuando una emulsión se pone en contacto con el agregado se

produce un desequilibrio eléctrico que rompe la emulsión llevando a las

partículas de asfalto a unirse a la superficie del agregado, y el agua fluye

o se evapora separándose de las piedras recubiertas por el asfalto.

127

Asfáltos Diluidos


Hay agentes emulsificadores que permiten que esta rotura o quiebre sea

instantáneo y otros mas poderosos que retardan este fenómeno. De

acuerdo a esto las emulsiones se dividen en:

Emulsión asfáltica de quiebre rápido, la que se designa con las letras

RS (rapid setting).

Emulsión asfáltica de quiebre medio, la que se designa con las letras

MS (medium setting)

Emulsión asfáltica de quiebre lento, la que se designa con las letras

SS (slow setting).128

Asfáltos Diluidos


Como se sabe, existen áridos de polaridad positiva y negativa; por lo

tanto, para tener buena adherencia es necesario tener la emulsión

eléctricamente a fín al árido.

Esta cualidad se la confiere el agente emulsificador que puede darles

polaridad negativa o positiva

129

Asfáltos Diluidos


El agente emulsificador puede tomar el nombre de:

Aniónicas: Aquellos áridos de carga negativa, como lo son de origen

calizos.

Catiónicas: Aquellos áridos de carga positiva como son los de origen

cuarzosos o silíceos, que son los que mas abundan en nuestro país.

130

PAVIMENTOSASFÁLTICOS

131

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

INTRODUCCIÓN

Por pavimento se entiende un conjunto de capas superpuestas, de

diferentes materiales y adecuadamente compactadas.

Estas capas se apoyan sobre la plataforma obtenida por el

movimiento de tierras y deben soportar las cargas del tránsito por

un período de varios años sin deterioros que afectan a la:

- seguridad

- comodidad o a la propia integridad del pavimento.

de los usuarios

132


FUNCIONES DEL PAVIMENTO

Las principales funciones del pavimento son:

- bajo condiciones climáticas en periodos determinados. Proporcionar una capa de rodadura cómoda y segura a la velocidad especificada

- Resistir las cargas del tránsito y transmitir la carga de la

rueda a la subrasante sin sobrepasar la resistencia de ésta ni de

la resistencia interna del pavimento.

- Impedir la penetración o acumulación interna de humedad y

proteger contra los efectos de la helada y deshielo. 133


TRANSMISIÓN DE LA CARGA DE UNA RUEDA

134

CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTO

- Las cargas que impone el tránsito son traspasadas por el

pavimento hacia la subrasante mediante mecanismos que

dependen de las características de los materiales que

conforman las diferentes capas.

- Dependiendo de la mecánica por la cual esas cargas

alcanzan la subrasante, los pavimentos se clasifican en:

- flexibles

- rígidos

135

MEZCLA ASFÁLTICA EN CALIENTE

La mezcla asfáltica en caliente es una combinación de un ligante

hidrocarbonado, agregados incluyendo el polvo mineral y,

eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del

agregado queden bien recubiertas por una película homogénea

del ligante.

Su proceso de fabricación implica calentar el ligante y los

agregados a una temperatura mínima 160ºC y puesto en obra a

una temperatura mayor a la del medio ambiente.

136


El cemento asfáltico es un ligante:

- flexible

- impermeable

- duradero

Se puede mezclar con agregados pétreos obteniéndose así una

mezcla, cuya excelente característica, han permitido un alto

desarrollo tecnológico de su utilización en la ingeniería vial.

137


Estos cementos asfálticos, su consistencia varia con la

Temperatura.

Proviene de la fracción pesada de la destilación del petróleo

crudo.

Es también el elemento base para la fabricación de Asfaltos

Cortados y Emulsiones asfálticas.

138


Esta mezcla se utiliza normalmente en pavimentos de alta

calidad.

Se puede utilizar, además como relleno de Junturas de

dilatación o grietas en pavimentos de asfáltos.

Según el grado de dureza o consistencia, los cementos

asfálticos más usados para este tipo de mezcla son:

CA – 14

CA - 24

139


El grado de viscosidad a utilizar dependerá del factor clima.

Clima Cálido usar CA 24 I A IV Región

Clima Templado usar CA 24 V a X Región

Clima Frio usar CA 14 XI y XII y zonas

cordilleranas

140


Las densidades del asfalto, varías de acuerdo a su Tipo, esto es:

- Grado de Penetración

- Temperatura

Los valores típicos del CA-24, varían de:

- 0,952 g/cm3 a 130°C (Temperatura habitual de descarga)

- 0,942 g/cm3 a 150°C (Temperatura normal de mezclado)

141


Los rendimientos varían dependiendo del tipo de aplicación y la

dosificación que se realice de acuerdo a los áridos a utilizar, sin

embargo, valores típicos son:

-Capeta de Rodado 120-140 kg/m3 de mezcla compacta

-Intermedia (Binder) 105-120 kg/m3 de mezcla compacta

- Bases 80-100 kg/m3 de mezcla compacta

142

PAVIMENTOS FLEXIBLES

Un pavimento flexible convencional esta compuesto por un

sistema de capas.

a.- Las capas de mejor calidad se ubican en la superficie, donde las

tensiones son mayores.

b.- Las capas de menor calidad se ubican en la parte de abajo, donde

las tensiones son menores.

Este principio de diseño hace posible el uso de materiales locales

lo que generalmente resulta en diseños más económicos.143

CAPAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

Estos Cementos Asfálticos se emplean principalmente en la

confección de Mesclas Asfálticas en Caliente, para las capas:

408-1 Concreto Asfáltico de Rodadura

408-1a Concreto Asfáltico de Rodadura con Polímeros

408-2 Concreto Asfáltico Capa Intermedia o Binder

408-3 Base Asfáltica en Caliente de Graduación Gruesa

408-4 Base Asfáltica en Caliente de Graduación Abierta

144

SECCIÓN TRANSVERSAL TÍPICA DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE

145

Capa de Rodadura

-La capa de rodadura es la capa superficial de un pavimento asfáltico.

-Generalmente corresponde a una mezcla asfáltica en caliente (MAC) densa.

-Debe tener suficiente estabilidad para que no aparezcan deformaciones bajo tránsito.

Esto depende de las características de los materiales y de los espesores de las capas que lo constituyen permitiendo resistir desplazamientos y deformaciones bajo las cargas de tránsito.

Por lo tanto, la estabilidad depende de la fricción y de la cohesión interna de la mezcla.

146

Capa de Rodadura

-Debe ser impermeable para Proteger:

-Pavimento

-Fundación efectos dañinos del agua

-Debe proveer una superficie de rodadura lisa y resistente al deslizamiento.

147

Capa de Rodadura

Por lo tanto, es la capa expuesta al tránsito vehícular, compuesta de

agregados seleccionados y cementos asfálticos tradicionales o

modificados, diseñada para resistir el desgaste y conservar las

propiedades antideslizantes con estándares mínimos de seguridad y

confort para el usuario. Dentro de esta categoría podemos distinguir:

1.- Mezclas Densas

2.- Mezclas Drenantes

3.- Mezclas SMA (Stone Mastic Asphalt)

148

1.- Mezclas Densas

Se utilizan áridos de granulometría continua, partiendo desde un

tamaño máximo hasta el filler, de manera de tener un buen control del

contenido de huecos, logrando de esta forma una alta estabilidad.

La mezcla densa es una mezcla asfáltica en la cual, una vez

compactada, los vacíos con aire son menores a un 6%.

149

2.- Mezclas Drenantes

Las mezclas drenantes o porozas son mezclas asfálticas utilizadas

como Carpetas de Rodadura que se caracterizan por tener un elevado

porcentaje de huecos (entre 18 y 25%), interconectados entre sí,

gracias a la utilización de áridos de granulometría discontinua con bajo

contenido de finos y que permiten:

- el paso del agua superficial a través de ella

- rápida evacuación hacia las zonas laterales fuera de la calzada

- mejora la resistencia al deslizamiento .

150

3.- Mezclas SMA

Se utilizan áridos de granulometría discontinua con un bajo contenido de

las fracciones intermedias y alto contenido de fracciones gruesas,

obteniéndose una mezcla con un adecuado porcentaje de huecos y

buena trabazón mecánicas entre las piedras, lo que permite un mayor

contenido de asfalto de alta viscosidad o modificado, que las mezclas

densas.

Normalmente se incorporan fibras para estabilizar la mezcla. Este tipo

de carpeta posee:

-Alta estabilidad

-Resistencia a la Fatiga y al envejecimiento

-Buen drenaje lateral del agua

-Resistencia a los delizamientos

-Reducción del ruido

151

Base Asfáltica

Se ubica bajo la capa intermedia y se justifica cuando el espesor

resultante de la capa intermedia hace necesario que se empleen dos

capas.

La proporción de vacios en la mezcla asfáltica es imprescindible para

que no se produzcan deformaciones plásticas como consecuencia del

paso de las cargas y de las variaciones térmicas.

Los huecos en la mezcla asfáltica son:

-Cerrada h < 6%-Semi cerrada 6% < h < 12%-Abiertas h > 12%-Porosas h > 30% 154

Capa Intermedia

-La capa intermedia o binder se ubica bajo la rodadura.

-La razón principal para usar una capa intermedia es fundamentalmente económica;

-En efecto, bajo la rodadura se requiere una capa de menor calidad, por lo tanto:

- se usa una mezcla con menor contenido de asfalto

- y un tamaño de agregado mayor.

155

Capa Intermedia

-Actúa como una capa estructural.

-Se fabrica con áridos de mayor tamaño que los usados en la capa de

rodado, pudiendo ser estos de granulometría abierta o cerrada,

dependiendo del tipo de proyecto.

156

Base Asfáltica

Tamaño Máximo de Agregados (Tmáx)

-Gruesas Tmáx > 10 mm.

-Finos Tmáx < 10 mm.

157

CARPETAS ASFÁLTICAS

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