Clase Mezclas Asfálticas

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MEZCLAS ASFALTICAS Son una combinación o mezcla de de agregados uniformemente mezc por asfalto. Se utilizan como capas de rodamiento, bases, refuerzos los llamados pavimentos de tipo superior por el aporte estructural q Hoy en día existen numerosa variedad de materiales bitu equipos muy modernos y cada vez mas accesibles, para su mezclado y c adopción de mezclas asfálticas como solución es cada vez mas frecuen Por su elaboración pueden clasificarse en: a) Mezclas en frío: Se elaboran con asfaltos fríos (diluidos o misma performance que las mezclas en caliente, y tienen otro ámbito b) Mezclas en caliente: Se elaboran con cemento asfáltico, por recubrimiento de las partículas es necesario calentar previamente lo viscosidad del C.A.). Son las llamadas mezclas de tipo superior, y constituyen un sis decir está constituido por una fracción granular y un medio cohesivo La fracción granular puede dividirse en dos grupos separados po tamiz N° 200. Lo retenido por el tamiz N° 10 se denomina fracción gr 10 y queda retenido por el tamiz N° 200, se llama fracción fina. El medio cohesivo es la dispersión del filler en betún. El fill funciona como relleno. Este filler disperso en el betún llena los va esqueleto de la estructura, modificando aparte las propiedades del b Como filler se utiliza cal hidratada, molido calcáreo, cemento Se prefieren los materiales calcáreos por su afinidad con el betún. Según sea la composición de este sistema granular cohesivo, ten mezcla: a) Concreto asfáltico: Tiene la fracción granular bien graduada estricto proceso de elaboración, y constituye una mezcla de alta cal b) Mortero asfáltico: Tiene una fracción fina bien grad llaman microconcreto. c) Arena-Asfalto: Tiene la fracción fina no bien graduada d) Macadam asfáltico: Es un mortero asfáltico con el agregado d grueso, de tal manera que no forme estructura. Tiene la fracción gru Topeka) A los fines de la dosificación y como una manera de saber que t cada caso, es necesario estudiar y conocer las propiedades propiedades son las siguientes: Estabilidad : Es la capacidad de una mezcla asfáltica para resistir defo las cargas impuestas. Sinestabilidad hay deformaciones (ahuellamientos, corrimientos y ondulaciones). La estabilidad depende de la Fricción Interna y de l es función del tamaño y forma de las partículas, mientras que la coh temperatura, aumenta hasta un máximo y luego decrece. Granulometría de asfalto y compactación aumentan esta propiedad. Durabilidad : Es una propiedad que indica la capacidad de resistir la de tránsito y al clima. El clima influye modificando las característica lo que se suma a la acción del agua, en especial si es zona de helad fundamental en todos los casos. La cantidad de asfalto es también si

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MEZCLAS ASFALTICAS Son una combinacin o mezcla de de agregados uniformemente mezclados y recubiertos por asfalto. Se utilizan como capas de rodamiento, bases, refuerzos de caminos, etc. Constituyen los llamados pavimentos de tipo superior por el aporte estructural que brindan. Hoy en da existen numerosa variedad de materiales bituminosos, y tambin existen equipos muy modernos y cada vez mas accesibles, para su mezclado y compactacin, por lo que la adopcin de mezclas asflticas como solucin es cada vez mas frecuente. Por su elaboracin pueden clasificarse en: a) Mezclas en fro: Se elaboran con asfaltos fros (diluidos o emulsiones). No tienen la misma performance que las mezclas en caliente, y tienen otro mbito de aplicacin. b) Mezclas en caliente: Se elaboran con cemento asfltico, por lo que para lograr un buen recubrimiento de las partculas es necesario calentar previamente los agregados y el asfalto (baja la viscosidad del C.A.). Son las llamadas mezclas de tipo superior, y constituyen un sistema granular-cohesivo, es decir est constituido por una fraccin granular y un medio cohesivo. La fraccin granular puede dividirse en dos grupos separados por el tamiz N 10 hasta el tamiz N 200. Lo retenido por el tamiz N 10 se denomina fraccin gruesa, lo que pasa el tamiz N 10 y queda retenido por el tamiz N 200, se llama fraccin fina. El medio cohesivo es la dispersin del filler en betn. El filler es un material muy fino que funciona como relleno. Este filler disperso en el betn llena los vacos del agregado ptreo, del esqueleto de la estructura, modificando aparte las propiedades del betn. Como filler se utiliza cal hidratada, molido calcreo, cemento portland, talco industrial, etc. Se prefieren los materiales calcreos por su afinidad con el betn. Segn sea la composicin de este sistema granular cohesivo, tendremos distintos tipos de mezcla: a) Concreto asfltico: Tiene la fraccin granular bien graduada, filler y betn. Tiene un estricto proceso de elaboracin, y constituye una mezcla de alta calidad, apto para pavimentacin. b) Mortero asfltico: Tiene una fraccin fina bien graduada, filler y betn. Algunos lo llaman microconcreto. c) Arena-Asfalto: Tiene la fraccin fina no bien graduada d) Macadam asfltico: Es un mortero asfltico con el agregado de una pequea cantidad de grueso, de tal manera que no forme estructura. Tiene la fraccin gruesa con poco fino (mezcla tipo Topeka) A los fines de la dosificacin y como una manera de saber que tipo de mezcla elegir para cada caso, es necesario estudiar y conocer las propiedades de una mezcla asfltica. Dichas propiedades son las siguientes: Estabilidad: Es la capacidad de una mezcla asfltica para resistir deformaciones provocadas por las cargas impuestas. Sin estabilidad hay deformaciones (ahuellamientos, corrimientos y ondulaciones). La estabilidad depende de la Friccin Interna y de la Cohesin. La friccin interna es funcin del tamao y forma de las partculas, mientras que la cohesin vara inversamente con la temperatura, aumenta hasta un mximo y luego decrece. Granulometra cerrada, adecuada cantidad de asfalto y compactacin aumentan esta propiedad. Durabilidad: Es una propiedad que indica la capacidad de resistir la desintegracin debida al trnsito y al clima. El clima influye modificando las caractersticas del asfalto, lo oxida y volatiliza, lo que se suma a la accin del agua, en especial si es zona de heladas. La compactacin es fundamental en todos los casos. La cantidad de asfalto es tambin significativa en esta propiedad,

dado que la insuficiencia de ste provoca desprendimientos del agregado (peladuras). Excesos de asfalto es bueno para la durabilidad pero negativo para la estabilidad, ya que ste puede exudar a la superficie o provocar ahuellamientos. Esto se debe a que el asfalto en vez de servir como elemento cohesivo, acta como lubricante de las partculas. Granulometra cerrada, alto contenido de asfalto y compactacin aumentan esta propiedad. Flexibilidad: Es la capacidad de la mezcla asfltica de adaptarse a asentamientos graduales y movimientos de la base y subbase, sin quebrarse. Granulometra abierta y alto contenido de asfalto mejoran esta propiedad. Resistencia a Fatiga: Es la capacidad de soportar flexiones repetidas causadas por el pasaje de las cargas de ruedas. Granulometra cerrada y altos contenidos de asfalto mejoran esta propiedad Resistencia al deslizamiento: Capacidad de la superficie del pavimento de ofrecer resistencia al resbalamiento o deslizamiento, en especial cuando est hmeda. Esta propiedad se mejora con adecuada cantidad de asfalto, granulometra cerrada y agregados resistentes al pulimento y rugosidad superficial. Impermeabilidad: Es la resistencia que tiene un pavimento al pasaje del agua y aire dentro o a travs del mismo. Cuanto mas impermeable, mas durable. Trabajabilidad: Es la facilidad con que las mezclas asflticas pueden colocadas y compactadas. Algunas veces los agregados que aseguran alta durabilidad, dificultan la trabajabilidad y la compactacin. Esto se asegura con la colocacin de la mezcla con mquina terminadora. Conclusin El diseo de mezclas asflticas para pavimentos, es una cuestin de seleccin y proporciones de materiales para obtener las cualidades y propiedades deseadas. El objetivo es una mezcla y graduacin de agregados econmica y un contenido de asfalto adecuado. a) asfalto suficiente para asegurar un pavimento durable, a travs del recubrimiento total de las partculas del agregado e impermeabilizacin y trabazn de las mismas, bajo una adecuada compactacin. b) Estabilidad suficiente de la mezcla para satisfacer las demandas del trfico sin deformarse o desplazarse. c) Cantidad de vacos suficiente para evitar el afloramiento, exudacin y prdida de estabilidad. Adecuada trabajabilidad para permitir una operacin eficiente en la colocacin de la mezcla.

DOSIFICACIN DE MEZCLAS ASFALTICAS METODO MARSHALL Como cualquier dosificacin, significa determinar el porcentaje adecuado de cemento asfltico a incorporar a una mezcla de ridos. Se idearon varios mtodos para dosificar, pero por las caractersticas del cemento asfltico no es fcil generalizar a los mismos. El que ide un mtodo que hasta hoy es utilizado a nivel mundial el del ing. Bruce Marshall, de Mississippi, EEUU. Consiste en realidad en un ensayo que sirve para el proyecto de una mezcla y para el control de la misma en obra. Este Ingeniero comprob que la compactacin dinmica era la que ms se asemejaba las condiciones de trabajo futuro de la mezcla. Proyecto de una mezcla: Una vez determinados los materiales a utilizar, debemos conocer ciertas caractersticas de los mismos: ridos (granulometra, cubicidad, desgaste y peso especfico), Filler (granulometra, composicin qumica y concentracin crtica) y Cemento Asfltico (penetracin). El resto de las caractersticas deben ser aceptables. El paso siguiente debe ser determinar la combinacin de ridos y filler de la mezcla. Para ello se utiliza cualquier mtodo conocido teniendo como fin lograr una granulometra deseada, que puede ser a) Curva de filler - curva con mnimos vacos; y b) Entornos granulomtricos de curvas lmites brindadas por los pliegos de especificaciones tcnicas. Una vez lograda la mezcla de los ridos que cumpla con las especificaciones se debe determinar el porcentaje de asfalto a incorporar. Lo mas usual es tantear ensayando probeta con diferentes porcentajes de asfalto para elegir luego el mas adecuado. Mtodo: Se confeccionan 3 probetas con cada contenido de asfalto, pero es necesario saber aproximadamente cuales ern los porcentajes con que deberemos hacer los tanteos, para ello podemos recurrir a 2 formas: a) Mediante frmulas que en funcin de la granulometra (superficie especfica de las partculas) fijan el porcentaje aproximado a agregar b) Mediante lmites fijados por el Asphalt Institute para cada entorno granulomtrico que fija; as nos indica entre qu valores puede fluctuar el contenido de cemento asfltico para cada tipo de mezcla Otra forma es la indicada por el LEMIT (Bs.As.), donde se dosifica en funcin de los vacos, determinndose los mismos para la fraccin gruesa, stos se rellenan con la fraccin fina y los vacos de sta con filler y betn. Las probetas se confeccionan en la forma que se explicar a continuacin, debiendo pesar 1.200 gr aproximadamente, para asegurar una altura tipo especificada. Para la confeccin de las probetas los materiales deben estar tamizados y divididos en distintas fracciones, y luego la mezcla granular debe ser reconstituida.

MEZCLAS ASFALTICAS Mezclas Asflticas: Definicin: Son una mezcla o combinacin de Agregados uniformemente mezclados en proporciones seleccionadas, los cuales son recubiertos por asfalto. Usos: Se usan como capas de rodamiento, bases, refuerzos de caminos, etc., constituyendo pavimentos de tipo superior por el aporte estructural que brindan. Clasificacin de acuerdo a su Elaboracin: Mezclas en Frio: Se elaboran con asfaltos frios (Diluidos o Emulsiones). No presentan la misma performance o resultado que las mezclas en caliente y tienen otro mbito de aplicacin. Diluidos: Son asfaltos a los que se adiciona un solvente para reducir su viscosidad. Estos solventes son destilados del petrleo y se agregan en proporciones variables entre 10 y 45% en peso con respecto a la mezcla. Emulsiones: Son sistemas dispersos constituidos por dos lquidos no miscibles entre si (Agua y Asfalto), al que se le agrega un agente estabilizante denominado emulsivo. Mezclas en caliente: Son aquellas elaboradas con cemento asfltico, por lo que para lograr un buen recubrimiento de las partculas es necesario calentar previamente los agregados y el asfalto (reducimos la viscosidad del cemento asfltico). Son llamadas mezclas de tipo superior, constituyendo un sistema granularcohesivo (Agregado Grueso + Agregado Fino + Cohesivo). La fraccin granular se divide en Fraccin Gruesa (retenido en Tamiz N 10) y Fraccin Fina (pasa Tamiz N 10 y retenido en Tamiz N 200). El medio Cohesivo lo brinda es la dispersin del Filler en Betn. El Filler es un material muy fino que funciona como relleno, llenando los vacos del agregado ptreo (esqueleto de la estructura) y modificando aparte las propiedades del betn. Se utilizan diversos materiales como Filler: cal hidratada, molido calcreo, talco industrial, cemento portland, etc. Prefirindose los materiales calcreos por su afinidad con el betn. Clasificacin segn su Composicin: Concreto Asfltico Mortero Asfltico Arena Asfalto Macadam Asfltico Concreto Asfltico: Es el tipo mas comn de pavimento asfltico. Se consigue mezclando proporciones seleccionadas de agregados gruesos y finos con cemento asfltico, a temperaturas entre 120 y 160 C. Tiene un estricto proceso de elaboracin y constituye una mezcla de alta calidad, apta para pavimentacin de tipo superior. Mortero Asfltico: Tiene una fraccin fina bien graduada, filler y betn, denominado tambin Microconcreto. Arena Asfalto: Tiene la fraccin fina no bien graduada Macadam Asfltico: Es un mortero asfltico con el agregado de una pequea cantidad de material grueso, pero que no forme estructura. Tiene la fraccin gruesa pero con pocos finos

Generalidades: Las mezclas asflticas en caliente se elaboran en la Planta Asfltica, la cual puede ser Fija o Transportable, de tipo intermitente, de mezcla continua o de mezcla en tambor. En la planta asfltica se seca, se combina y se calienta el material granular para mezclarlo con el cemento asfltico y con el filler mineral, en las proporciones y cantidades requeridas. Una vez que el material est listo , se acopia en tolva, para descarga en camin, el cual lo transporta al lugar de trabajo para su descarga y distribucin. La descarga se hace directamente dentro de la pavimentadora o en caballetes delante de la misma. Esta pavimentadora extiende el material en el ancho y espesor determinados, movindose hacia adelante y compactando parcialmente la mezcla. La compactacin se completa, mientras la mezcla est an caliente, con el pasado del rodillos lisos de acero vibratorio y finalmente rodillo neumtico para el cerrado de la mezcla. Hay que verificar si se ha alcanzado la densidad requerida en pliegos y tambin que la temperatura de la mezcla no se enfre hasta tal punto que una mayor compactacin produzca resultados negativos Ver fotografas de Plantas Asflticas y Pavimentadora Propiedades de las Mezclas Asflticas: A los fines de la dosificacin y como una manera de saber que tipo de mezcla utilizar en cada caso, es necesario estudiar y conocer las propiedades de las mezclas asflticas. Estabilidad: Es la capacidad de soportar las cargas del trnsito, tanto de esfuerzos normales como tangenciales con deformaciones compatibles con su funcin en servicio. Sin estabilidad hay deformaciones (ahuellamientos, ondulaciones, desplazamientos de material, etc.). Al ser un sistema granular cohesivo las mezclas resisten los esfuerzos de corte mediante 3 parmetros fundamentales: t = C + s.tg f + h. dy/dt La cohesin C proporciona la fuerza aglutinante de la mezcla asfltica, siendo independiente del esfuerzo normal y de la velocidad de deformacin. La friccin s.tg f est dada bsicamente por los granos de material ptreo, depende de la granulometra, del tamao mximo y la forma de las partculas. El trmino h. dy/dt muestra que cuando la magnitud de la solicitacin supera la resistencia friccional, el material contina deformndose con una velocidad (fluencia plstica), desarrollando una Resistencia Viscosa, que es funcin de la temperatura y de la velocidad de deformacin Aparecen as las deformaciones plsticas. Las causas que provocan la aparicin de las mismas, se deben principalmente a: - Peso de los vehculos - Altas temperaturas - Baja velocidad de aplicacin de las cargas (cargas estticas) Flexibilidad: Es la capacidad de las mezclas de adaptarse a los asentamientos producidos en la estructura de apoyo, sin fisurarse. Estas deformaciones pueden deberse a: - Defectos de compactacin en las capas inferiores

- La flexo-traccin producida por la accin del trnsito Resistencia al deslizamiento: Es la aptitud que tiene la mezcla de proporcionar una friccin adecuada en la interfase Neumtico Calzada. Esto brinda condiciones adecuadas de frenado an en superficies hmedas. Est dada por la microtextura (superficie de los agregados: spera o pulida) y la macrotextura (separacin entre agregados: gruesa o fina). Durabilidad: Es la capacidad de las mezclas de resistir la desintegracin debido al trnsito y al clima. El clima influye modificando las caractersticas del asfalto, lo oxida y volatiliza, lo que suma a la accin del agua y provocando dos tipos de fenmenos bien diferenciados: - Prdida de adherencia rido ligante, por el efecto combinado del agua y la temperatura, con lo cual se pierde recubrimiento. - Endurecimiento del asfalto por la accin conjunta del aire, la temperatura y las radiaciones solares (envejecimiento prematuro). Ambos aspectos se manifiestan durante el servicio del camino, lo que causa deterioro de sus propiedades, disminuye la seguridad, disminuye el confort de manejo y la esttica del camino. Se controla esta propiedad con una granulometra continua, compactacin adecuada y con contenidos de ligantes altos. Impermeabilidad: Es la capacidad de las mezclas asflticas para impedir el pasaje de lquidos, en especial agua. No debe llegar agua a las capas inferiores del paquete estructural, lo que provocara el deterioro y ruina del mismo. Se necesitan altos contenidos de asfalto, granulometras densas, buena compactacin y bajo contenido de vacos. Resistencia a la Fatiga: Es la capacidad de las mezclas de resistir flexiones repetidas causadas por el pasaje de las cargas del trnsito. Se aconsejan granulometras cerradas y altos contenidos de asfalto, para mejorar esta propiedad. Trabajabilidad: Es la facilidad con que las mezclas asflticas pueden ser colocadas y compactadas. A veces los agregados aseguran alta durabilidad, pero dificultan la trabajabilidad y compactacin. La utilizacin de mquinas terminadoras facilitan esta propiedad. Conclusiones: El diseo de mezclas asflticas para pavimentos es una cuestin de seleccin y proporciones de materiales para obtener las cualidades y propiedades deseadas. El objetivo es una mezcla y graduacin de agregados econmica con contenidos de asfalto adecuados. - Asfalto suficiente para asegurar un pavimento durable (recubrimiento de las partculas, impermeabilizacin y trabazn de las partculas con compactacin adecuada) - Estabilidad suficiente para soportar las cargas sin deformarse o desplazarse - Cantidad de vacos suficiente para evitar exudaciones y prdida de estabilidad - Adecuada trabajabilidad para permitir una operacin eficiente en la colocacin de la mezcla.

Dosificacin de Mezclas Asflticas

Mtodo Marshall Es un ensayo que evala la estabilidad de las mezclas asflticas. Fue publicado en el ao 1948 por el Ing. Bruce Marshall, del Dpto de Caminos del Estado de Mississipi, EEUU. El Dr. Celestino Ruiz, nos indica que este ensayo se emplea con tres fines diferentes a saber: Determinar el contenido ptimo de asfalto para un determinado agregado ptreo. Como mtodo de control de calidad en obra, dada la rapidez, simplicidad del equipo y sencillez en su tcnica operativa. Se han fijado lmites para las caractersticas medidas, que determinan un criterio de calidad para las mezclas El ensayo Marshall utilizado como diseo de una mezcla consiste en: - Preparacin de la muestras - Determinacin del Peso especfico bruto - Ensayo Estabilidad Fluencia - Anlisis Densidad Vacos Una vez que se han determinado los materiales a utilizar, es necesario conocer determinadas caractersticas de los mismos. - ridos: granulometra, cubicidad, desgaste, peso especfico - Cemento asfltico: penetracin y otras caractersticas aceptables - Filler: granulometra, concentracin crtica

Los ridos deben mezclarse con el filler en proporciones adecuadas, tal que la mezcla resultante est dentro de las curvas lmites, brindados por los pliegos de especificaciones tcnicas. Una vez que se han determinado los porcentajes en que van a intervenir las distintas fracciones de los agregados, se debe determinar el porcentaje de asfalto ptimo para ese agregado.

Preparacin de la mezcla en Laboratorio:

Se deben preparar las probetas (3 como mnimo) con porcentajes de asfalto elegidos en funcin del tipo de mezcla (concreto asfltico 5%, base negra 4,5%) de tal manera de tener entornos aceptables. Los agregados deben calentarse a una temperatura 15C superior a la del asfalto a fin de no enfriarlo al entrar en contacto durante el mezclado. La temperatura del asfalto debe ser tal que la viscosidad Saybolt-Furol est dentro del rango 90-110 (alrededor de 150 C) para mezclas finas o mezclas gruesas con agregados porosos, y de 150-170 (alrededor de 140C) para mezclas gruesas con agregados no porosos. Con ello nos aseguramos que la viscosidad del asfalto sea la necesaria para cubrir todas las partculas del agregado. Los materiales se mezclen ntimamente y se colocan en el molde a temperaturas superiores a 130C. Se compacta con la energa especificada (75 golpes por cara para caminos de la red primaria o 50 golpes por cara para caminos de la red secundaria, 35 golpes por cara para mezclas de arena-asfalto). Las probetas se dejan enfriar naturalmente y luego se desmoldan. Determinacin de la Densidad: Se debe determinar el Peso Especfico Aparente o Densidad Marshall, el cual se realiza en base al mtodo de la balanza hidrosttica. Se pesa primero la probeta en el aire determinado Ps. Se deja la probeta en agua durante 1 hora y luego se pesa saturada y a superficie seca determinndose Ph. Finalmente se pesa la probeta sumergida, suspendida de un hilo, con lo que se determina Pi. Luego la densidad Marshall ser: P.E.A. = Ps Ph Pi Para el ensayo se procede de la siguiente manera: - Las probetas se sumergen luego de 24 Hs. de confeccionadas en un bao de 60C, durante 20 minutos a 1 hora. - No debe pasar mas de 30 segundos desde que se saca la probeta del bao a 60C, hasta que se efecte el ensayo. Parmetros de la Mezcla Vacos totales o residuales: Son las pequeas bolsas de aire que quedan entre las partculas recubiertas de la mezcla compactada. D max. terica = 100 % Ag + %Af + % filler + %C.A. Pe Ag Pe Af Pe filler Pe C.A. El denominador de esta expresin puede tener tantos trminos como materiales intervengan en la mezcla. Los vacos residuales sern entonces: %V = D max. terica - P.E.A. D max.terica Este valor debe variar entre 3 y 5 para concretos asflticos. Valores menores a 3 provocan exudaciones del asfalto y valores mayores a 5 se produce oxidacin y envejecimiento prematuro. Vacos del Agregado Mineral: Son los vacios intergranulares de la mezcla de ridos solamente. V.A.M. = %V + P.E.A. %C.A. P e C.A. Conceptualmente tambin puede calcularse como conociendo la densidad mxima terica del agregado y el peso unitario: D max.agreg. = 100 - %C.A. %Ag + %Af + %filler

PeAg PeAf Pe filler El valor del V.A.M. va a influir en la cantidad de asfalto que puede contener una mezcla sin exudar, lo que implica que la Durabilidad de un pavimento est fuertemente influenciada por este parmetro. Los pavimentos con poco ligante pueden volverse quebradizos rpidamente, por ello es un acusa comn de falla en pavimentos la falta de suficiente vaco entre las partculas de agregado de la mezcla compactada. En definitiva cuando el V.A.M. es bajo, la mezcla tiene poco contenido de asfalto o bien pocos vacos. En el siguiente Grfico podemos ver los valores mnimos de V.A.M.: V.A.M.

El Tamao mximo nominal es la abertura del tamiz por la cual pasa el 85% en peso del material. Relacin Betn - Vacos: Son los vacos ocupados por el asfalto, referidos porcentualmente a los vacos totales de la mezcla. R.B.-V. = V.A.M. - %V V.A.M. Este valor deber encuadrarse dentro de los siguientes lmites: - Concretos asflticos: 75 82 - Bases Negras: 65 - 72 Fluencia: Mide las propiedades de deformabilidad de la mezcla y est dada por el acortamientos diametral de la probeta en el momento de carga mxima Estabilidad: Es la propiedad definida al comienzo. Las investigaciones han establecido que se comportan satisfactoriamente las mezclas que superan ciertos lmites especficos de estabilidad, segn el tipo de mezcla.

Criterio de Calidad del Cuerpo de Ingenieros de E.E.U.U.

Caracteristica Estabilidad Fluencia Vacos Vacios Ag ocupado por asfalto

Tipo de Mezcla Presin Infl. 100 lb/pulg2 Todas Todas Concreto asf. Concreto asf. Arena asfalto Capa interm. Min. 500 lbs Max 20 (0,01) 35% 75 85% 65 75% 65 75%

Presin Infl. 200 lb/pul Min. 1000 lbs Max 16 (0,01) 35% 75 82% 65 72% 65 72%

Determinacin del contenido ptimo de Asfalto: Una vez trazadas las Curvas Marshall, que vimos en la diapositiva anterior, vamos a obtener el porcentaje ptimo de diseo:

%C.A. = C.A.1 + C.A.2 + C.A.3 + C.A. 4 4 C.A.1 : corresponde al %C.A. de la mxima Estabilidad C.A.2 : corresponde al %C.A. de la mxima Densidad C.A.3 : corresponde al %C.A. del promedio de especific. del % de Vacos C.A.4 : corresponde al %C.A. del promedio de especific. de la R.B.V. Una vez calculado este porcentaje se debe verificar si el mismo asegura valores de Fluencia, V.A.M. y la Relacin Estabilidad Fluencia, compatibles con las especificaciones. De no cumplimentar debern hacerse los ajustes necesarios y volver a ensayar un nuevo proyecto de mezcla. Filler: Como comprobacin final a la mezcla diseada se debe controlar la cantidad de Filler. Cuando se agrega filler a un betn se eleva la Resistencia original a las deformaciones bajo carga, pero ello ocurre hasta cierto lmite llamado Concentracin Crtica. Luego de este lmite, el asfalto cambia su viscosidad y aumenta su rigidez. La Concentracin Crtica es propia de cada Filler y depende de la forma de las partculas en el estado mas suelto posible pero en contacto entre ellas Ccrit. = Peso Filler Pe filler x Vol. filler La verificacin final se refiere a que la Concentracin Volumtrica de filler en betn debe ser inferior al 85% de la Ccrit. Cvolum. = Vol. Filler Vol. Filler + Vol.C.A. Se debe verificar que : Cvolum./ Ccrit. < 0,85 Mezclas Drenantes: Son aquellas mezclas asflticas que tienen un alto contenido de vacos (del 18 al 25%), de tal forma que permiten la filtracin de agua a travs de ellos, pudiendo ser evacuadas hacia las banquinas u otros elementos de drenaje. El agregado grueso forma parte del esqueleto granular con pocos puntos de contacto. Esto trae aparejado la necesidad de contar con ridos de excelente calidad, en cuanto a resistencia mecnica y coeficiente de forma. Tienen un auge significativo por su utilizacin en Autopistas, Tableros de puentes (son mas livianas), brindan seguridad en los desplazamientos de los vehculos, buen confort de manejo y buena fonoabsorcin. La resistencia de la mezcla se basa mas en el rozamiento interno que en la cohesin, ya que es escaso el mortero. El tamao mximo del agregado suele limitarse a , y se utilizan betunes modificados con polmeros, para evitar arrastre de ligante durante las lluvias. Ventajas: Elevada resistencia al deslizamiento en condiciones de calzada mojada. Menor hidroplaneo Disminucin del nivel sonoro Mejora la visibilidad por disminucin del spray Mejora la reflectancia

Tienen un comportamiento mecnico adecuado Desventajas: Menor resistencia a esfuerzos tangenciales al tener poco mortero, lo que puede llegar a ocasionar desprendimientos. Colmatacin de los vacos Permeable a las acciones climticas como los rayos ultravioletas la humedad Menor resistencia a aceites y combustibles Funcionamiento de la mezcla: El agua queda en los vacos comunicados de la mezcla (luego se disipa), de esta manera no se forma la cua de agua entre el neumtico y el pavimento.

El proyecto de este tipo de mezclas debe ser muy cuidadoso con un control exhaustivo en obra para asegurar su calidad constructiva. Es imprescindible que la base tenga un glibo importante y buen drenaje lateral. El riego de liga es sumamente importante en esta mezcla, ya que refuerza la impermeabilidad de la capa de apoyo, y brinda el puente de adherencia con la capa asfltica drenante, ya que colabora en la resistencia . Por lo tanto el riego de liga debe ser mas generoso que los convencionales Durabilidad: Si definimos solamente el mantenimiento de las caractersticas superficiales, diremos que tienen mas vida til que otras mezclas. Pero estructuralmente no es tan as. En estas capas la pelcula de asfalto que rodea a las partculas est ms expuesta a la accin de los rayos ultravioletas (que son catalizadores de la oxidacin) y ms expuesta a la humedad. Es imprescindible que la pelcula asfltica que recubre las partculas tenga buen espesor, para mejorar su resistencia a estos agentes. Materiales: Agregado Ptreo: Deben desarrollar elevada trabazn, por lo que la calidad aumenta, buen coeficiente de forma (cbicos), triturados o piedra partida y tener buena afinidad con el asfalto. Las normas espaolas aconsejan dos husos granulomtricos: - P-12 con discontinuidad en Tamiz N8 y vacos alrededor del 22% - PA-12 con discontinuidad en Tamiz N4 y vacos alrededor del 25% Filler: Se utiliza cal hidratada por su mayor poder espesante (en la pelcula de recubrimiento) y por su afinidad con el asfalto Asfalto: Debe tener la capacidad de recubrir los agregados y resistir desplazamientos y desprendimientos. No debe colocarse en exceso ya que llenara los vacos. Por ello los asfaltos modificados con polmeros mejoran la cohesin y la durabilidad Dosificacin: El diseo de las mezclas se hace a travs del Ensayo Marshall y el ensayo Cntabro (espaol). Se moldean probetas Marshall con 50 golpes por cara

Se hace el ensayo Cntabro en mquina de Los Angeles, a 300 vueltas sin esferas y a 25C, hacindose con probeta seca y hmeda. La finalidad del ensayo es ver la prdida de material en peso referida al estado original. Se adjunta enlace va Internet para investigar en el tema http://www.frlp.utn.edu.ar/lemac/Publicaciones/Del %202006/Drenantes%20Ecuador.pdf

Ver Ficha Tcnica de Pavimento Modificado con Polmeros Criterios de Diseo: Se busca un equilibrio entre la permeabilidad y la resistencia a la disgregacin, para ello es necesario que: % de Vacos de la mezcla >= 20% Prdidas en Cntabro en seco < 25% Prdidas en Cntabro tras inmersin < 30% % de rido fino no tritutado = 0 % % mnimo de cal hidratad en peso/mezcla = 1 % Estabilidad Marshall >= 500 kg Relacin E/F >= 2000 kg/cm Resistencia a la traccin indirecta: 0,25 < Rt < 0,40 kg/cm2 Contenido mnimo de asfalto modificado sin fibras = 4,5% Contenido mnimo de asfalto con fibras = 5,5% Tener en cuenta que el costo inicial de estas mezclas es entre 25 50% superior al de una mezcla densa convencional

MEZCLAS ASFALTICAS

Determinacin del contenido ptimo de Asfalto: Una vez trazadas las Curvas Marshall, que vimos en la diapositiva anterior, vamos a obtener el porcentaje ptimo de diseo: %C.A. = C.A.1 + C.A.2 + C.A.3 + C.A. 4 4 C.A.1 : corresponde al %C.A. de la mxima Estabilidad C.A.2 : corresponde al %C.A. de la mxima Densidad C.A.3 : corresponde al %C.A. del promedio de especific. del % de Vacos C.A.4 : corresponde al %C.A. del promedio de especific. de la R.B.V. Una vez calculado este porcentaje se debe verificar si el mismo asegura valores de Fluencia, V.A.M. y la Relacin Estabilidad Fluencia, compatibles con las especificaciones. De no cumplimentar debern hacerse los ajustes necesarios y volver a ensayar un nuevo proyecto de mezcla. Filler: Como comprobacin final a la mezcla diseada se debe controlar la cantidad de Filler. Cuando se agrega filler a un betn se eleva la Resistencia original a las deformaciones bajo carga, pero ello ocurre hasta cierto lmite llamado Concentracin Crtica. Luego de este lmite, el asfalto cambia su viscosidad y aumenta su rigidez. La Concentracin Crtica es propia de cada Filler y depende de la forma de las partculas en el estado mas suelto posible pero en contacto entre ellas Ccrit. = Peso Filler Pe filler x Vol. filler La verificacin final se refiere a que la Concentracin Volumtrica de filler en betn debe ser inferior al 85% de la Ccrit. Cvolum. = Vol. Filler Vol. Filler + Vol.C.A. Se debe verificar que : Cvolum./ Ccrit. < 0,85